JP2006134604A - 蓄電装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラミネートフィルムを使用した蓄電装置の製造方法において、蓄電部品をラミネートフィルムで包装する際の、ラミネートフィルムの加工精度の向上を図る。
【解決手段】 本発明の方法は、ラミネートフィルム３４に基準位置を示す基準孔３４ｑを形成する工程を含む。基準孔対３４ｑ，３４ｑに固定ピン４２１を挿通することによって、二つ折りにされたラミネートフィルム３４とシールバー４０との相対位置合わせを行ない、ラミネートフィルム３４にシールバー４０を接触させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置の製造方法に関する。特に、電気をためておく蓄電部品をラミネートフィルムで包装する技術に関する。

リチウムイオン電池や電気二重層キャパシタなどに代表される小型蓄電装置を包装する外装材として、ラミネートフィルムが使用されている。ラミネートフィルムは、アルミニウム等の金属箔の両面にポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ＰＥＴ(ポリエチレンテフタレート)などの樹脂層を積層することにより、水分透過性、電解液耐性および成形性の向上が図られた素材である。従来から、リチウムイオン二次電池にはアルミニウム製缶体が用いられてきたが、漏液の危険性が低いリチウムイオンポリマー電池の実用化以降、薄型化、軽量化、低コスト化、形状自由度を持たせるといった要求に対して有効なラミネートフィルムがアルミニウム製缶体に代替される傾向にある。

ラミネートフィルムで蓄電部品を包装する手順は、蓄電部品を包むようにしてラミネートフィルムを二つ折りした後、上下のラミネートフィルムの内側樹脂層を融着させることによって実現される。ラミネートフィルムの内側樹脂層を融着させる工程は、加熱した金属部材、いわゆるシールバーをラミネートフィルムの外側から押し当てることによって行なう。
特開２００１−１９９４１３号公報 特開２００２−２１６７１８号公報

シールバーでラミネートフィルムの熱融着工程を行なう場合、シールバーとラミネートフィルムとの相対位置合わせ精度が重要である。そうしないと、ラミネートフィルムに包まれた蓄電部品を押し潰してしまったり、熱で電解液が変質したりするなどの問題が生じる。こうした問題の発生を防止するためには、シールバーを蓄電部品から十分に離せばよいとも考えられる。しかしながら、熱融着工程でラミネートフィルムに形成されるシール部は蓄電に関与しないデッドスペースであるため、できる限り蓄電部品に近づけた方が、蓄電装置の小型化に資する。このトレードオフの関係を両立させるためには、熱融着工程における加工精度の改善、つまり、シールバーとラミネートフィルムとの相対位置合わせを高精度にて行なうことが必要不可欠である。

ラミネートフィルムの熱融着工程は、ラミネートフィルム上に蓄電部品を配置し、その蓄電部品を包み込むようにしてラミネートフィルムを折り返し、熱融着装置の支持台上にラミネートフィルムをクリップ等で固定して行なう。ラミネートフィルムは、外形線を基準として熱融着装置の支持台上に固定される方法が一般的であり、この場合、シール部は、折り返されたラミネートフィルムの外形線を基準に形成される。

ところが、折り返されたラミネートフィルムの外形線は、折り返し工程での加工精度を反映する。つまり、折り返し工程で生じた加工誤差が、熱融着工程に直接引き継がれる問題がある。熱融着工程の高精度化を図るには、その前段階である折り返し工程の高精度化が必要であると考えられるが、それは容易でない。ラミネートフィルムは可撓性に富むとともに、気温、湿度等の外的要因に応じて比較的簡単に変形する性質があるからである。折り返しを行なわず、別々に準備した２枚のラミネートフィルムを重ね合わせる方法も考え得る。しかし、この方法を以ってしても、外的要因に基づくラミネートフィルムの変形を防ぐことはできず、熱融着工程における加工精度を飛躍的に改善するには至らない。

本発明の目的は、ラミネートフィルムを使用した蓄電装置の製造方法において、蓄電部品をラミネートフィルムで包装する際の、ラミネートフィルムの加工精度の向上を図ることにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決する本発明は、金属箔に樹脂層を重ねて作られたラミネートフィルムで、電力を貯蔵しうる蓄電部品を包装してなる蓄電装置を製造するための方法であって、ラミネートフィルムを一定の大きさに切断する切断工程と、ラミネートフィルムに基準位置を示す目印を形成する目印形成工程と、目印形成工程より後に、蓄電部品が載置されるラミネートフィルム自身を折り返す、もしくは、ラミネートフィルム上に配置した蓄電部品に別途準備した他のラミネートフィルムを被せることにより、蓄電部品をラミネートフィルムで包装する準備を整える包装準備工程と、包装準備工程を経て重ね合わされたラミネートフィルムと、その内側にある樹脂層を溶融させるための熱融着器具との相対位置合わせを、目印を基準に行ない、両者の接触・離間により樹脂層を溶融・固化させてラミネートフィルムを袋状に閉じる熱融着工程と、を含むことを主要な特徴とする。

上記本発明によれば、目印から常に一定の位置に、シールバー等の熱融着器具を接触させることになる。そのため、熱融着工程における熱融着器具とラミネートフィルムとの位置合わせに、ラミネートフィルムを折り返すといった包装準備工程での加工誤差が反映されなくなる。熱融着器具とラミネートフィルムとの相対位置合わせ精度は、基準孔の形成位置精度にのみ依存することになり、改善される。この結果、蓄電装置におけるシール部の形成位置を一定させることが可能となる。そうだとすれば、蓄電装置の小型化を図るために、シール部と蓄電部品とを相当近い設計とした場合でも、熱融着器具が蓄電部品を押し潰したりする等の不具合が生じなくなる。

具体的に、上記した目印形成工程は、目印をラミネートフィルムの複数箇所に形成する工程とすることができる。熱融着工程は、複数の目印を基準としてラミネートフィルムの位置を固定して行なうようにするとよい。複数の目印に頼ることは、ラミネートフィルムの位置および姿勢を固定する操作の容易化を招来し、目印から一定の位置に蓄電部品を確実に接触させることに資する。

ところで、部品点数をなるべく少なくするという観点からすれば、単一枚のラミネートフィルムで蓄電部品を包むようにする製造方法が好ましい。この場合、上記した包装準備工程は、蓄電部品が載置されたラミネートフィルム自身を折り返す折り返し工程とされる。目印形成工程では、蓄電部品を載置するべき第一領域と、その第一領域に隣接する第二領域との各々複数箇所に目印を形成し、折り返し工程では、第一領域に形成された目印と、第二領域に形成された目印とが重なり合うように、ラミネートフィルムを折り返す。このようにすれば、折り返し工程自体の加工精度、つまりラミネートフィルムの折り返し精度が向上する。そのため、常に一定の位置でラミネートフィルムを折り返すことができ、ひいては形の整った製品を安定して製造できるようになる。また、目印がはっきりすることにより、折り返し操作自体が容易化する。

好適な態様において、目印は、ラミネートフィルムを貫通する基準孔とすることができる。つまり、折り返し工程を含む製造方法では、基準孔同士が重なり合う（一致する）ようにラミネートフィルムを折り返す。そして、熱融着工程においては、基準孔同士が重なり合った状態を保持しつつ、熱融着器具をラミネートフィルムに接触させる。このようにすれば、基準孔自体を固定することにより、重なり合った上下のラミネートフィルムにズレが生じること防止できる。

具体的には、目印形成工程で、折り返し予定線として設定された、第一領域と第二領域との境界を挟んで対称に、少なくとも４つの基準孔を形成する。そして、熱融着工程では、折り返し工程で形成される少なくとも２組の基準孔対のそれぞれに、ワーク固定部材を挿通することによって基準孔同士が重なり合った状態を保持する。そして、熱融着器具とラミネートフィルムとの接近・離間方向と垂直な方向において、ワーク固定部材と熱融着器具との位置関係を一定に維持しつつ、その熱融着器具をラミネートフィルムに接触させる。このようにすれば、常に一定の位置でラミネートフィルムを折り返すことができるとともに、折り返した状態を確実に保持できる。また、少なくとも２組の基準孔対にワーク固定部材を挿通するので、熱融着工程で上下のラミネートフィルムにズレが生じることもない。これにより、ラミネートフィルムの一定の位置に熱融着器具を接触させることができる。なお、蓄電部品を包んだラミネートフィルムを載置するための支持台上に、位置決めピンを設け、これをワーク固定部材として使用することができる。

また、蓄電部品の収容位置を安定させるという観点では、ラミネートフィルムに蓄電部品を収容するための凹部（エンボス）を、絞り加工によって第一領域に形成することが望ましい（凹部形成工程）。ただし、その凹部形成工程は、目印形成工程より前に行なう方がよい。なぜなら、絞り加工の前後におけるラミネートフィルムの形状変化が、目印位置の大きな変化を招来する可能性があるからである。なお、目印は、凹部を囲むようにして形成すればよい。

また、凹部形成工程より前に、ラミネートフィルムの複数箇所に仮基準孔を形成し、凹部形成工程において、その仮基準孔を基準にして凹部を形成することも可能である。目印形成工程においては、仮基準孔および／または凹部を基準とし、仮基準孔よりも凹部に近い位置に目印を形成することができる。そして、凹部に蓄電部品を収容したときに、その蓄電部品の電力取出部がラミネートフィルムから延出するとともに、目印が凹部の形成されている製品側に残るように、切断工程を目印形成工程より後で行なうようにする。このようにすれば、ラミネートフィルム上での凹部と目印との相対位置精度を高めることができる。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の製造方法によって製造される蓄電装置の一例である、リチウムイオン二次電池１（以下、単に電池１ともいう）の断面模式図である。図２は、電池１の要部をなすセル２０（単位構造）の断面模式図である。複数のセル２０を積み重ねると、セルスタック２が得られる。図１に示すように、電池１は、セルスタック２が、ラミネートフィルムからなる容器４の中に封入された構造を有する。セル２０は、実際には薄い平板状に設計されるので、セルスタック２および電池１の形状も板状である。また、セル２０の形状は方形状を想定しているが、方形以外の多角形状、円状、楕円状など種々の形状を採用できる。こうした形状の自由度の高さは、積み重ね方式のリチウムイオン二次電池１の有利な特徴の一つである。また、図１では、複数のセル２０を用いて電池１を構成しているが、セル２０を一つのみ備えたリチウムイオン二次電池も作製できる。

図２に示すように、セル２０は、セパレータ３，３を正極７，７と負極１０とにより挟んだバイセル構造をなす。正極７は、正極集電体５に正極活物質層６を積層させた構造をなす。他方、負極１０は、負極集電体８に負極活物質層９，９を積層させた構造をなす。本実施形態では、負極１０が２枚のセパレータ３，３に挟まれる形にてこれらに共用され、各セパレータ３，３の負極１０に面していない側が、個別に正極７，７に覆われている。正極７および負極１０の配置は、相互に入れ替わってもよい。

正極集電体５は、ＡｌまたはＡｌ合金からなる箔または金属メッシュで構成することができる。負極集電体８は、ＣｕまたはＣｕ合金からなる箔または金属メッシュで構成することができる。中でも、活物質層との密着性の保持、活物質層の体積確保、リチウムイオンの拡散性などの観点から、金属メッシュを使用することが好ましい。金属メッシュとしては、エキスパンドメタル、エッチングメタルおよびパンチングメタルのいずれも使用できる。

正極活物質層６は、正極活物質、導電助剤および高分子基質（ポリマー）を含んで構成される。同様に、負極活物質層９は、負極活物質、導電助剤および高分子基質を含んで構成される。セパレータ３、正極活物質層６および負極活物質層９は多孔質形態を有し、ＬｉＰＦ_６などのリチウム塩を、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートのような有機溶媒に溶解させた非水電解液が含浸されている。つまり、電池１は、リチウムイオンポリマー二次電池として構成されている。

正極活物質層６および負極活物質層９を構成する高分子基質としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）などのフッ素樹脂や、あるいはこれらのフッ素樹脂の共重合体を使用することができる。

正極活物質層６を構成する正極活物質としては、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２など、遷移金属あるいは典型金属を含むリチウム複合酸化物を使用できる。負極活物質層９を構成する負極活物質としては、メソフューズカーボン材などの黒鉛系炭素材料が好適である。また、導電助剤（導電性物質）としてはアセチレンブラックなどの導電性カーボンを使用できる。

セパレータ３は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの絶縁性樹脂の微多孔膜で構成することができる。また、正極活物質層６および負極活物質層９に含まれる高分子基質と同様の材料、たとえばＰＶＤＦやＨＦＰ、あるいはそれらの共重合体により構成することも可能である（ＳｉＯ_２などのフィラーを混入させてもよい）。さらには、ポリエチレンをポリプロピレンで挟んだ複数層構造を持つ微多孔膜、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂層と、ＰＶＤＦやＨＦＰ、あるいはそれらの共重合体からなる樹脂層とを有する微多孔膜などを、セパレータ３の素材として使用することもできる。

また、図１に示すように、セルスタック２には、帯状のリード端子１２，１３の一端が接続されている。リード端子１２，１３の他端は、容器４のシール部１１（融着代）を経て外側に延び出ている。具体的には、正極集電体５の電力取出部５０が一つに束ねられて正極用のリード端子１２の一端が接続されている。負極集電体８の電力取出部８０が一つに束ねられて、負極用のリード端子１３の一端が接続されている。このようにして、セル２０同士が並列に接続される。正極用のリード端子１２は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成するとよい。負極用のリード端子１３は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ニッケルメッキを施した銅またはニッケルメッキを施した銅合金にて構成するとよい。

セルスタック２が封入された容器４は、図３に示すように、アルミニウム箔などの金属箔３２の両面に樹脂層３１，３３を設けたラミネートフィルム３４で構成されている。容器４の外側に露出するべき樹脂層３１には、たとえばポリエチレンテレフタラートや２軸延伸ナイロンなどを使用できる。内側となるべき樹脂層３３には、ポリエチレンやポリプロピレンなど、熱融着性、電解液に対する耐性および低水蒸気透過性を備えた材料を使用できる。内側の樹脂層３３の溶融および固化により、上下のラミネートフィルム３４，３４同士が貼り合わさり、シール部１１が形成される。

次に、リチウムイオン二次電池１の製造方法について説明する。
まず、リチウムイオン二次電池１の蓄電部品であるセル２０を、次の手順で作製する。アセトンなどの有機溶媒と、活物質、導電助剤、可塑剤および高分子基質等の材料を混錬して、活物質ペーストを調整する。この活物質ペーストを帯状に成形して、自立性を有する活物質フィルムを作製する。この活物質フィルムを、同じく帯状に成形した集電体に熱圧着させたのち、方形状に切断することにより正極または負極を得る。正極、負極およびセパレータを熱圧着して、セル２０を得る。セル２０は、メタノール等の有機溶媒に浸漬され、電極およびセパレータに含まれる可塑剤が抽出および除去される。複数のセル２０を積み重ねればセルスタック２が得られる。電解液は、セル２０またはセルスタック２をラミネートフィルム３４で包装する際に含浸させる。

次に、ラミネートフィルム３４でセルスタック２を包装する手順を詳細に説明する。まず、ラミネートフィルム３４を、得るべき電池１の寸法に応じた適切な大きさに切断する。本実施形態では、方形状、具体的には正方形状に切断している。次に、図４の工程説明図に示すごとく、切断したラミネートフィルム３４の四隅のそれぞれに、仮基準孔３４ｐを形成する（４−１：仮基準孔形成工程）。仮基準孔３４ｐの形成には、電池１の寸法を考慮した設計の打ち抜き型を用いる。

次に、その仮基準孔３４ｐを基準にして、セルスタック２を収容するための凹部４ｐを形成する（４−２：凹部形成工程）。凹部４ｐの形成は、一般的なエンボス加工によって行なうことができる。具体的には、図８に示すごとく、エンボス加工装置のダイ５０に、仮基準孔３４ｐに対応した複数のピン５１，５１を設け、それらのピン５１，５１を仮基準孔３４ｐに挿通することでラミネートフィルム３４をダイ５０に固定する。その後、ラミネートフィルム３４にポンチ５３を押し付けて、凹部４ｐを形成する。なお、仮基準孔３４ｐが凹部４ｐに近すぎる場合、凹部４ｐの形成時に、ラミネートフィルム３４にクラックが生じたりする恐れがある。したがって、凹部４ｐは、仮基準孔３４ｐから適度に離れた位置に形成することが望ましい。

ところで、ラミネートフィルム３４の使用形態には、本実施形態で示すエンボス形状とパウチ形状とがある。両者の違いは、セルスタック２を収容するべき凹部４ｐを形成するかしないかにある。収容するべきセルスタック２の形状に合わせて予め凹部を形成したものがエンボス形状、凹部を形成しないものがパウチ形状と呼ばれている。パウチ形状は、ラミネートフィルム３４の加工工程数が少なく済むという長所を持つ。その反面、セルスタック２の厚みが比較的大きい場合には、ラミネートフィルムを袋状にしたときのシール部にできるシワが大きくなりがちである。これに対し、エンボス形状は、加工工程数が多くなる反面、セルスタック２の収容部が確実に確保されるので、シール部１１にシワができることを抑制しやすいという利点がある。セルスタック２の厚さに応じて、エンボス形状とパウチ形状とを使い分ければよい。

次に、ラミネートフィルム３４における仮基準孔３４ｐを結んで囲まれる領域に、位置合わせの目印として機能する基準孔３４ｑを形成する（４−３：目印形成工程）。基準孔３４ｑは、仮基準孔３４ｐと同様、電池１の製造用に作製した打ち抜き型を用いて形成することができる。基準孔３４ｑを形成するための打ち抜き型は、図８で示したエンボス加工装置のように、仮基準孔３４ｐに挿通してラミネートフィルムを固定するためのピンが、ダイの上に設けられる。また、打ち抜き型のダイには、形成した凹部４ｐが潰れないように、凹部４ｐが収まる座ぐりを形成しておくとよい。

仮基準孔３４ｐおよび／または基準孔３４ｑの形状は、後述する折り返し工程や熱融着工程でピン等の固定具を差し込みやすくするために、本発明のごとく円形とすることが望ましい。ただし、円形に限定されるわけではなく、たとえば、三角形や長方形等の角形状や楕円形等の他の形状を採用することもできる。また、左右非対称または上下非対称の構造を持つリチウムイオン二次電池の製造において、仮基準孔３４ｐおよび／または基準孔３４ｑを角形状とした場合、それら仮基準孔３４ｐおよび／または基準孔３４ｑでワーク（ラミネートフィルム）の左右または上下を識別することが可能になるという利点がある。

図４（４−３）に示すごとく、ラミネートフィルム３４は、折り返し予定線ＨＬを挟んで第一領域ＡＲ_１と第二領域ＡＲ_２とに分けられる。第一領域ＡＲ_１には、セル２０またはセルスタック２を収容するべき凹部４ｐが形成されているが、第一領域ＡＲ_１と第二領域ＡＲ_２とは、概ね同じ面積を有して対称である。第一領域ＡＲ_１および第二領域ＡＲ_２の各々には、折り返し予定線ＨＬを挟んで対称となる複数箇所に基準孔３４ｑが形成されている。

具体的には、折り返し予定線ＨＬを挟んで少なくとも２対の基準孔３４ｑを形成している。これにより、折り返し工程を正確に行なえるようになる。また、二つ折りにした後にも複数の基準孔対３４ｑ，３４ｑができる。複数の基準孔対３４ｑ，３４ｑを基準にすれば、二つ折りのラミネートフィルム３４であっても、姿勢を容易に確定できる。図４の本実施形態によれば、ラミネートフィルム３４を折り返し予定線ＨＬに沿って二つ折りにした後も、基準孔対３４ｑ，３４ｑが四隅に形成される。４箇所に形成された基準孔対３４ｑ，３４ｑを用いて、ラミネートフィルム３４をしっかり固定できる。

なお、ラミネートフィルム３４に仮基準孔３４ｐを形成しない実施形態も考え得る。その場合は、凹部４ｐを形成する工程と、基準孔３４ｑを形成する工程とを、同時期かつこの順番で行なうことが望ましい。つまり、２工程間で、ラミネートフィルムを移動させない。２工程を、単一のダイ上で連続して行なうことにより、凹部４ｐの形成位置と、基準孔３４ｑの形成位置とがバラつくことを防げる。ただし、この方法の場合、エンボシング型と打ち抜き型とを一体とした装置を要する。本実施形態のごとく、各工程の専用型を使用する方法は、工程間の搬送を伴う代わりに、金型費用が安価に済むという利点がある。

さて、凹部４ｐおよび基準孔３４ｑを形成した後、ラミネートフィルム３４を最終製品（電池１）に必要十分な大きさに切断する（４−４：切断工程）。切断線ＫＬは、凹部４ｐにセルスタック２を載置したときに、そのセルスタック２に接続されたリード端子１２，１３（電力取出部）がラミネートフィルム３４から延出するとともに、基準孔３４ｑが凹部４ｐの形成されている製品側に残るように定められる。切断されたラミネートフィルム３４は、折り返し予定線ＨＬを挟んで概ね対称である。

次に、ラミネートフィルム３４を折り返し予定線ＨＬに沿って二つ折りにする工程を行なう（４−５：折り返し工程）。具体的には、セルスタック２を載置するべきラミネートフィルム３４自身を折り返し、セルスタック２をラミネートフィルム３４で包装する準備を整える。折り返し工程では、第一領域ＡＲ_１に形成された基準孔３４ｑと、第二領域ＡＲ_２に形成された基準孔３４ｑとが重なり合って基準孔対３４ｑ，３４ｑができるように、ラミネートフィルム３４を折る。

具体的に、折り返し工程は、図９に示す方法で行なうことができる。すなわち、折り返しダイ６０の固定ピン６１に基準孔３４ｑを挿通させて、ラミネートフィルム３４の第一領域ＡＲ_１と第二領域ＡＲ_２との一方を、折り返しダイ６０に固定し、固定しない方を自由端とする。次に、折り返し予定線ＨＬのところに先端が適度に鋭利な部材（たとえば定規のようなもの）を当てつつ、外側からしごくようにしてラミネートフィルム３４を折り返す。そして、自由端となっている側の基準孔３４ｑを、折り返しダイ６０の固定ピン６１に引っ掛ける。ラミネートフィルム３４は、凹部４ｐの有無を除けば、折り返し予定線ＨＬを挟んで略対称であるから、図９の手順によれば、正確に二つ折りにすることができる。図９に示す矢印の向きにラミネートフィルム３４をしごく際に、凹部４ｐが変形することを防ぐためには、凹部４ｐが形成されている第一領域ＡＲ_１をダイ６０に先に固定し、第二領域ＡＲ_２を自由端とすることが望ましい。その場合、折り返しダイ６０には、折り返し時に凹部４ｐが潰れることを防ぐための、浅い座ぐりを設けておくとよい。なお、図９に示す折り返し工程を、図６に示す熱融着装置のダイ４２上で一括して行なうことも可能である。

ところで、折り返し工程を行なう代わりに、一のラミネートフィルム上に配置したセルスタック２に対し、別途準備した他のラミネートフィルムを被せる方法を採用することも可能である。この方法によれば、折り返し工程の加工誤差が生じない分、ラミネートフィルムの外形線を一定にしやすい。ただし、図４に示す本実施形態のごとく、単一枚のラミネートフィルム３４を折り返してセルスタック２を包装する方法では、部品点数減による低コスト化の効果がある。また、その方法は、折り返し部分が熱融着を要しないため、シール部１１の形成箇所を減じることでき、デッドスペース削減効果を生む。また、シール部の形成箇所減少によるシール信頼性および容器耐久性の向上が見込まれる。一般に、リチウムイオン二次電池では、リチウム塩と水との反応性が高いため、電解液への水分混入防止に勤めることが重要である。空気中の水分は、シール部１１から電池内部に入るため、本実施形態のようにラミネートフィルム３４を折り返す方法を採用し、シール部１１の形成箇所を少なくすることが望ましい。

次に、図５に示すように、セルスタック２を二つ折りにされたラミネートフィルム３４の凹部４ｐに収容する（５−１：蓄電部品収容工程）。ただし、セルスタック２を凹部４ｐに収容させる時期は、先に説明した折り返し工程より前でもよい。その場合には、凹部４ｐが形成された第一領域ＡＲ_１を折り返しダイ６０に固定しておいてから、折り返し予定線ＨＬを軸に、第二領域ＡＲ_２側を折り返す手順が採用される。

次に、ラミネートフィルム３４の内側にある樹脂層３３（図３参照）を溶融および固化させて、折り返し工程で重ね合わされたラミネートフィルム３４を袋状に閉じる工程を行なう（５−２：熱融着工程）。具体的に、熱融着工程は、図６および図７に示すようにして行なうことができる。まず、二つ折りにしたラミネートフィルム３４には、４組の基準孔対３４ｑ，３４ｑがあるので、図６に示すごとく、熱融着装置のダイ４２に設けた固定ピン４２１を、４組の基準孔対３４ｑ，３４ｑのそれぞれに挿通して、ラミネートフィルム３４をダイ４２の上に固定する。基準孔対３４ｑ，３４ｑに固定ピン４２１を挿通しておくことにより、ラミネートフィルム３４が面内方向にずれたりしない。固定ピン４２１は、基準孔対３４ｑ，３４ｑにスムーズに挿入できるように、先端を丸く加工しておくことが望ましい。

次に、図７に示すごとく、ダイ４２に固定したラミネートフィルム３４に対し、ラミネートフィルム３４の厚さ方向（＝凹部４ｐに配置したセルスタック２の厚さ方向）から、シールバー４０を接近させる。シールバー４０は、ラミネートフィルム３４の内側の樹脂層のみを選択的に溶融させる温度に保たれている。ここで、シールバー４０とラミネートフィルム３４との接近・離間方向ＶＤに垂直な方向を、ラミネートフィルム３４の面内方向ＨＤとする。ダイ４２に固定したラミネートフィルム３４にシールバー４０が接触するときの、固定ピン４２１とシールバー４０との位置関係は、面内方向ＨＤに関して常に一定である。ゆえに、シールバー４０は、基準孔３４ｑから常に一定の位置に接触する。このようにして、ラミネートフィルム３４とシールバー４０との相対位置合わせを、ラミネートフィルム３４に形成した基準孔３４ｑを用いて行なうことができ、基準孔３４ｑから一定の位置にシール部１１を形成することができる。なお、リード端子１２，１３を含むシール部１１に、シーラントと呼ばれる樹脂部材を挟むことで、電池内の気密が確実に保たれるようにする。

なお、凹部４ｐを取り囲むようにシール部１１を形成する前に、セルスタック２に非水電解液を含浸させる注液工程を行なう。その注液工程の終了後、残りの開口部分にもシール部１１を形成し、ラミネートフィルム３４でセルスタック２を完全に包む（５−３：電解液注入後の熱融着工程）。なお、複数枚のラミネートフィルムを使用する別例では、全周囲にわたってシール部を形成することになる。その点においても、単一枚のラミネートフィルム３４を使用する本実施形態は好適である。

次に、熱融着工程が終了したら、シール部１１の周りの取り代部分３４０，３４１を、セルスタック２をラミネートフィルム３４で包装して得られた電池１から切り離す（５−４：第二の切断工程）。切り離される取り代部分３４０，３４１に、基準孔対３４ｑ，３４ｑが含まれるので、最終製品には基準孔３４ｑの痕跡は残らない。また、この第二の切断工程も、基準孔対３４ｑ，３４ｑを基準として行なうことができる。すなわち、基準孔対３４ｑ，３４ｑに対して一定の位置を切断する。このようにすれば、製品たる電池１から、取り代部分３４０，３４１を正確に切り離すことができるので、バリ等が残存したり、シール部１１を削ってしまったりする不具合も生じない。

以上、本明細書では重ね式のリチウムイオン二次電池を例として説明したが、正極、負極およびセパレータを含む極板群をロール状に巻いたセルを有する巻き式のリチウムイオン二次電池の製造にも、本発明の方法を当然に採用できる。また、ラミネートフィルムで蓄電部品を包むような他の蓄電装置、たとえば、電気二重層キャパシタの製造にも、本発明を好適に採用できる。

本発明の方法によって製造される蓄電装置の一例であるリチウムイオン二次電池の断面模式図。 図１のリチウムイオン二次電池を構成するセル（バイセル）の断面模式図。 ラミネートフィルムの拡大断面模式図。 本発明にかかる製造方法の工程説明図。 図４に続く工程説明図。 熱融着工程の詳細な説明図。 図６のＡ−Ａ’断面の部分拡大図。 凹部形成工程の詳細な説明図。 折り返し工程の詳細な説明図。

Claims (9)

1. 金属箔（３２）に樹脂層（３１，３３）を重ねて作られたラミネートフィルム（３４）で、電力を貯蔵しうる蓄電部品（２）を包装してなる蓄電装置（１）を製造するための方法であって、
   前記ラミネートフィルム（３４）を一定の大きさに切断する切断工程と、
   前記ラミネートフィルム（３４）に基準位置を示す目印（３４ｑ）を形成する目印形成工程と、
   前記目印形成工程より後に、前記蓄電部品（２）が載置される前記ラミネートフィルム（３４）自身を折り返す、もしくは、前記ラミネートフィルム（３４）上に配置した前記蓄電部品（２）に別途準備した他のラミネートフィルムを被せることにより、前記蓄電部品（２）を前記ラミネートフィルム（３４）で包装する準備を整える包装準備工程と、
   前記包装準備工程を経て重ね合わされた前記ラミネートフィルム（３４）と、その内側にある前記樹脂層（３３）を溶融させるための熱融着器具（４０）との相対位置合わせを、前記目印（３４ｑ）を基準に行ない、両者の接触・離間により前記樹脂層（３３）を溶融・固化させて前記ラミネートフィルム（３４）を袋状に閉じる熱融着工程と、
   を含むことを特徴とする蓄電装置（１）の製造方法。
2. 前記目印形成工程は、前記目印（３４ｑ）を前記ラミネートフィルム（３４）の複数箇所に形成する工程であり、
   前記熱融着工程は、複数の前記目印（３４ｑ）を基準として前記ラミネートフィルム（３４）の位置を固定して行なう請求項１記載の蓄電装置（１）の製造方法。
3. 前記包装準備工程は、前記蓄電部品（２）が載置された前記ラミネートフィルム（３４）自身を折り返す折り返し工程とされ、
   前記目印形成工程において、前記蓄電部品（２）を載置するべき第一領域（ＡＲ_１）と、その第一領域（ＡＲ_１）に隣接する第二領域（ＡＲ_２）との各々複数箇所に前記目印（３４ｑ）を形成するとともに、
   前記折り返し工程では、前記第一領域（ＡＲ_１）に形成された前記目印（３４ｑ）と、前記第二領域（ＡＲ_２）に形成された前記目印（３４ｑ）とが重なり合うように、前記ラミネートフィルム（３４）を折り返す請求項２記載の蓄電装置（１）の製造方法。
4. 前記目印（３４ｑ）は、前記ラミネートフィルム（３４）を貫通する基準孔（３４ｑ）であり、
   前記熱融着工程においては、前記基準孔（３４ｑ）同士が重なり合った状態を保持しつつ、前記熱融着器具（４０）を前記ラミネートフィルム（３４）に接触させる請求項３記載の蓄電装置（１）の製造方法。
5. 前記目印形成工程で、折り返し予定線（ＨＬ）として設定された、前記第一領域（ＡＲ_１）と前記第二領域（ＡＲ_２）との境界を挟んで対称に、少なくとも４つの前記基準孔（３４ｑ）を形成し、
   前記熱融着工程においては、前記折り返し工程で形成される少なくとも２組の基準孔対（３４ｑ，３４ｑ）のそれぞれに、ワーク固定部材（４２１）を挿通することによって前記基準孔（３４ｑ）同士が重なり合った状態を保持するとともに、前記熱融着器具（４０）と前記ラミネートフィルム（３４）との接近・離間方向（ＶＤ）と垂直な方向（ＨＤ）における前記ワーク固定部材（４２１）と前記熱融着器具（４０）との位置関係を一定に維持しつつ、前記熱融着器具（４０）を前記ラミネートフィルム（３４）に接触させる請求項４記載の蓄電装置（１）の製造方法。
6. 前記目印形成工程より前に、前記ラミネートフィルム（３４）に前記蓄電部品（２）を収容するための凹部（４ｐ）を、絞り加工によって前記第一領域（ＡＲ_１）に形成する凹部形成工程を含む請求項３記載の蓄電装置（１）の製造方法。
7. 前記凹部形成工程より前に、前記ラミネートフィルム（３４）の複数箇所に仮基準孔（３４ｐ）を形成し、前記凹部形成工程において、その仮基準孔（３４ｐ）を基準にして前記凹部（４ｐ）を形成し、
   前記目印形成工程においては、前記仮基準孔（３４ｐ）および／または前記凹部（４ｐ）を基準とし、前記仮基準孔（３４ｐ）よりも前記凹部（４ｐ）に近い位置に前記目印（３４ｑ）を形成し、
   前記凹部（４ｐ）に前記蓄電部品（２）を収容したときに、その蓄電部品（２）の電力取出部（５０，８０）が前記ラミネートフィルム（３４）から延出するとともに、前記目印（３４ｑ）が前記凹部（４ｐ）の形成されている製品側に残るように、前記切断工程を前記目印形成工程より後で行なう請求項６記載の蓄電装置（１）の製造方法。
8. 前記目印（３４ｑ）を基準位置として用い、前記熱融着工程を行なうことによって形成されたシール部（１１）周りの取り代部分（３４０，３４１）を、前記蓄電部品（２）を前記ラミネートフィルム（３４）で包装して得られる当該蓄電装置（１）から切り離す第二の切断工程を含む請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の蓄電装置（１）の製造方法。
9. 前記蓄電装置（１）が、リチウムイオン二次電池（１）または電気二重層キャパシタである請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の蓄電装置（１）の製造方法。

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