JP2006278141A - 薄型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電極体にリードを接続することなく、また、積層部にリードを挟着することなく、極めて簡単な構造として積層部を確実に隙間なく密着する。
【解決手段】薄型電池の製造方法は、所定の幅の第１金属箔１の表面に所定の長さの第１極板２を積層して、第１極板２の周囲に積層部３を設ける第１積層工程と、所定の幅の第２金属箔５の表面に所定の長さの第２極板６を積層して、第２極板６の周囲に積層部７を設ける第２積層工程と、第１極板２と第２極板６との間にセパレータ９を配設して、セパレータ９と第１極板２と第２極板６の少なくともいずれかに電解液１１を注液し、第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７の間に設けた絶縁密着層１０で、第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７を密着する密閉工程と、隣接する薄型電池の間の境界部で切断して分離する切断工程とからなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電極の両面を金属箔で被覆している薄型電池に関し、とくにリチウムイオン電池及びリチウムポリマー電池に最適な薄型電池に関する。

薄型電池であるリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等のラミネート電池は、外装にラミネート外装体を使用するので、全体を薄くできる。この薄型電池は、２枚のラミネート外装体の間に電極体を配置し、両ラミネート外装体を電極体の外周で溶着して、気密に密閉して製造される（特許文献１〜３参照）。

これ等の公報に記載される薄型電池は、ラミネート外装体を熱溶着するために、内面を熱融着性樹脂フィルムとしている。このラミネート電池は、電極体を２枚のラミネート外装体で挟着し、電極体の外周で熱融着性樹脂フィルムを熱融着して密着して製造される。電極体の正極と負極に接続しているリードは、ラミネート外装体の間に挟着されて外部に引き出される。この構造のラミネート電池は、正極と負極に接続しているリードを２枚のラミネート外装体の間に配置し、このリードとラミネート外装体とを気密に密着する必要がある。

以上の構造の薄型電池は、以下の工程で製作される。
(1) 正極と負極とをセパレータを介して積層し、さらに正極と負極にリードを接続して電極体とする。
(2) １枚のラミネート外装体の特定の位置に電極体を配設する。
(3) 電極体をカバーするようにして、下のラミネート外装体の上に別のラミネート外装体を重ね合わせる。ラミネート外装体は熱融着性樹脂フィルムを内側として積層する。
(4) 上下のラミネート外装体を電極体の周囲で加熱押圧して熱融着させる。このとき、リードとラミネート外装体との間にも隙間ができないように、２枚のラミネート外装体を熱融着する。

従来のラミネート電池である薄型電池は、以上の工程で製造するので工程が複雑で製造コストが高くなる欠点がある。とくに、正極と負極に一対のリードを接続し、このリードを２枚のラミネート外装体の間に隙間ができないように挟着するために、加熱温度と押圧する圧力を極めて限られた範囲に精密にコントロールする必要がある。さらに、リード挟着部におけるラミネート外装体の積層幅を広くする必要もある。

さらに、他の構造の薄型電池として、外部端子を兼ねる２枚の金属板である外装体で電極体を挟着する電池も開発されている（特許文献４参照）。この電池は、外装体を構成する第１外部端子と第２外部端子を金属板としており、第１外部端子と第２外部端子の周縁部を電極体の周囲において絶縁封止部材で封止して、電極体を第１外部端子と第２外部端子とで挟着して密閉している。この構造の電池は、金属板である第１外部端子と第２外部端子とに、電極体の正極と負極をそれぞれ接続して外部端子とするので、従来のラミネート電池のように、リードを引き出す必要がない。

ただ、この構造の電池は、電極体を金属板で挟着して内部に収納するので、金属板に電極体を収納する凹部を成形する必要がある。この構造の電池は、第１外部端子をコイン型の外装缶とし、この外装缶の開口部を第２外部端子ある封口板で閉塞している。第１外部端子である外装缶と第２外部端子である封口板は、金属板をプレス成形して製作される。このように、金属板をプレス成形して外装缶と封口板とする電池は、外装缶と封口板とを個々に製造するので、その製造工程が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。しかも、金属板をプレス成形して所定の形状とする構造は、全体の大きさを大きくしながら薄くするのが極めて難しくなる。それは、金属板を大きくして、凹部を浅くするほど周縁部で反りや歪みが生じやすくなるからである。このように、金属板の周縁部に反りや歪みが生じると、金属板を絶縁封止部材で確実に封止するのが難しくなる。このため、２枚の金属板を隙間ができないように挟着して密封するために、より高い精度でプレス成形する必要があり、さらに製造コストが高くなると共に、周縁部の積層幅を広くする必要もある。

特開２００１−２８３９１４号公報 特開平１１−１２１０４３号公報 特開２００４−３０３５８９号公報 特開２００３−３１７８０７号公報

本発明は、薄型電池が有するこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電極体にリードを接続する必要がなく、また、積層部にはリードを挟着する必要がなく、極めて簡単な構造として積層部を確実に隙間なく密着できる薄型電池の製造方法と薄型電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産できる理想的な薄型電池の製造方法と薄型電池を提供することにある。
さらにまた 本発明の他の大切な目的は、全体を大きくしながら、薄くできる薄型電池の製造方法と薄型電池を提供することにある。

本発明の薄型電池の製造方法は、第１積層工程と第２積層工程と密閉工程と切断工程とからなる。第１積層工程は、所定の幅の第１金属箔１の表面に所定の長さの第１極板２を積層して、第１極板２の周囲に積層部３を設ける。第２積層工程は、所定の幅の第２金属箔５の表面に所定の長さの第２極板６を積層して、第２極板６の周囲に積層部７を設ける。密閉工程は、第１極板２と第２極板６との間にセパレータ９を配設して、かつセパレータ９と第１極板２と第２極板６の少なくともいずれかに電解液１１を注液し、なおかつ、第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７の間に設けた絶縁密着層１０でもって、第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７を密着する。切断工程は、隣接する薄型電池を極板の間の境界部で切断して分離する。

本明細書において「金属箔」とは、圧延ないしは展延して薄く加工された金属であって、フープ状に巻回して供給できるもので、厚さを１．５ｍｍ以下とする薄い金属を意味するものとする。

本発明の薄型電池の製造方法は、第１積層工程において、第１金属箔１の表面に印刷または塗布して第１極板２を設け、または、第２積層工程において、第２金属箔５の表面に印刷または塗布して第２極板６を設けることができる。

本発明の薄型電池の製造方法は、第１積層工程において、第１金属箔１をプレス加工して電極凹部４を設け、この電極凹部４に第１極板２を配置し、または、第２積層工程において、第２金属箔５をプレス加工して電極凹部８を設け、この電極凹部８に第２極板６を配置することができる。

本発明の薄型電池の製造方法は、第１積層工程において、第１金属箔１をプレス加工して電極凹部４を設けて、この電極凹部４に第１極板２を配置し、かつ、第２積層工程において、第２金属箔５をプレス加工して電極凹部８を設けて、この電極凹部８に第２極板６を配置し、第１金属箔１と第２金属箔５の電極凹部４、８の一方の外形を他方よりも大きくし、大きい電極凹部よりもさらにセパレータ９を大きくして、第１金属箔１と第２金属箔５を積層することができる。

さらに、本発明の薄型電池の製造方法は、第１金属箔１と第２金属箔５の内面を金属面として外側面を絶縁フィルム１５とし、表面の絶縁フィルム１５の一部には開口部１６を設けて内面の金属を外側面に表出させることができる。

本発明の薄型電池は、正極と負極からなる第１極板２と第２極板６をセパレータ９を介して積層している電極体２１を密閉構造の外装金属箔２２に収納している。外装金属箔２２は、第１極板２の表面に積層している第１金属箔１と、第２極板６の表面に積層している第２金属箔５とからなる。第１金属箔１は、内面を第１極板２に電気接続し、第２金属箔５は、内面を第２極板６に電気接続している。さらに、第１金属箔１と第２金属箔５は電極体２１の外形よりも大きく、電極体２１の周囲に積層部３、７を有し、第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７が絶縁密着層１０を介して積層、接着されている。

本発明の薄型電池は、リチウムイオン電池として、第１金属箔１をアルミニウム箔とし、第２金属箔５を銅箔とすることができる。

本発明の薄型電池は、第１金属箔１の表面に第１極板２を印刷または塗布して設け、または、第２金属箔５の表面に第２極板６を印刷または塗布して設けることができる。

本発明の薄型電池は、第１金属箔１に電極凹部４を設けてこの電極凹部４に第１極板２を配設し、第２金属箔５に電極凹部８を設けてこの電極凹部８に第２極板６を配設し、第１金属箔１と第２金属箔５の電極凹部４、８は一方を他方よりも外形を大きくし、小さい電極凹部の内形よりもセパレータ９の外形を大きくして、セパレータ９を大きい電極凹部に入れることができる。

本発明の薄型電池は、第１金属箔１と第２金属箔５の表面を絶縁フィルム１５で被覆し、この絶縁フィルム１５の一部に開口部１６を設けて金属箔を表面に表出させることができる。

本発明の薄型電池は、セパレータ９を介して積層、接着している第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７を折り返して積層することができる。

本発明の薄型電池とその製造方法は、電極体にリードを接続する必要がなく、また、積層部にはリードを挟着する必要がなく、極めて簡単な構造として積層部を確実に隙間なく密着できる特長がある。それは、本発明が、従来のようにラミネート外装体で電極体をカバーして、電極体から引き出したリードを積層部で挟着することなく、また、外部端子を兼ねる外装体である金属板で電極体を挟着することなく、第１金属箔と第２金属箔とからなる外装体で電極体をカバーして、第１金属箔と第２金属箔の積層部を絶縁密着層で密着し、電極体からリードを引き出すことなく、第１金属箔と第２金属箔とを出力部とするからである。

本発明は、第１金属箔の表面に積層した第１極板と、第２金属箔の表面に積層した第２極板との間にセパレータを配設して注液し、第１金属箔と第２金属箔の積層部の間に設けた絶縁密着層でもって、第１金属箔と第２金属箔の積層部を密着する。この構造は、従来のように正極と負極にリードを接続して設けることなく、第１極板に積層される第１金属箔と第２極板に積層される第２金属箔とを、各々の極板の出力部とすることができる。この絶縁密着層は、リードを挟着しないので、面接触状態で隙間なく強固に溶着できる。以上のように、リードを電極体に接続したり、積層部に挟着する必要がない本発明の薄型電池とその製造方法は、製造工程を簡単かつ容易にして、製造コストを低減し、安価に多量生産できる理想的な特長が実現できる。

さらに、本発明は、第１金属箔と第２金属箔を、金属を薄く加工した金属箔とするので、従来のプレス成形した金属板と違って、その周縁部においても、第１金属箔と第２金属箔の積層部を絶縁密着層で確実に密着できる特長がある。したがって、本発明の薄型電池とその製造方法は、全体を大きくしながら、理想的に薄くできる特長が実現できる。また、金属を薄く加工した金属箔は、たとえば、フープ状に巻回して供給することによって生産性を向上させて安価に多量生産することも可能である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための薄型電池の製造方法と薄型電池を例示するものであって、本発明は薄型電池の製造方法と薄型電池を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

以下、薄型電池をリチウムイオン電池とする実施例を詳述する。ただし、本発明は、薄型電池をリチウムイオン電池に特定するものではなく、リチウムポリマー電池とすることも、他の全ての一次電池や二次電池とすることもできる。

本発明の薄型電池の製造方法は、図１ないし図６に示す以下の製造工程でリチウムイオン電池を製造する。
［第１積層工程］
所定の幅の第１金属箔１の表面に所定の長さの第１極板２を積層して、隣接する第１極板２の間と第１極板２の両側である第１極板２の周囲に積層部３を設ける。第１極板２を設けるに先だって、図１の第１金属箔１は、プレス加工して電極凹部４を設け、この電極凹部４に第１極板２を印刷して設けている。この実施例は、第１金属箔１を正極として、第２金属箔５を負極とする。第１金属箔１と第２金属箔５は、幅を１００ｍｍ、厚さを０．５ｍｍとする金属箔である。ただし、金属箔は、幅と厚さを、薄型電池の大きさや電池のタイプで変更することができる。金属箔の幅は、たとえば３０ｍｍ〜５００ｍｍとすることができる。また、厚さは、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上であり、かつ、１．５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．８ｍｍ以下とする。リチウムイオン電池は、第１金属箔１をアルミニウム箔、第２金属箔５を銅箔とする。

第１金属箔１と第２金属箔５は、フープ状に巻かれたものを引き出して、一定の間隔でプレス加工して電極凹部４、８を設ける。第１金属箔１の電極凹部４は、深さを０．２５ｍｍ、幅を６８ｍｍ、長さを４８ｍｍとする。図１は、電極凹部４を縦に長い四角形としているが、横幅を広くして、能率よく製造できる。電極凹部４の深さは、第１極板２の厚さに等しくする。ただ、電極凹部は、第１極板よりも厚く、あるいは薄くすることもできる。第１極板よりも厚い電極凹部は、セパレータを入れる。第１極板よりも薄い電極凹部は、積層部を密着する状態で多少膨れて電極体を挟着して収納する。

第１金属箔１の電極凹部４に、０．２５ｍｍの厚さの第１極板２を設ける。第１極板２は、印刷して電極凹部４の内部に設けられる。第１極板２は、シルクスクリーン印刷して設けられる。シルクスクリーン印刷は、所定の位置に、所定の厚さの第１極板２を設けるのに適している。ただし、第１極板２は、オフセット印刷やコーティング等をして第１金属箔１の表面に設けることもできる。

第１極板２は、以下のようにして正極調合液を作製し、これを印刷して第１金属箔１の表面に塗布して設ける。正極調合液は、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ_２と、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを、質量比で、９０：５：５の割合で混合して正極合剤とする。この正極合剤にＮＭＰ溶剤を混合して混練りし、粘度を１５００ｃＰに調整して正極調合液を作製する。この実施例は、正極材料にＬｉＣｏＯ_２を使用するが、正極材料には、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチウム含有金属酸化物も使用できる。

電極凹部４に正極調合液の印刷された第１金属箔１は、１２０℃の乾燥炉に通過されて、ＮＭＰ溶剤を蒸発させ、電極凹部４に正極の第１極板２を積層して設ける。

［第２積層工程］
所定の幅の第２金属箔５の表面に所定の長さの第２極板６を積層して、隣接する第２極板６の間と第２極板６の両側である第２極板６の周囲に積層部７を設ける。第２金属箔５は、第２極板６を設けるに先だって、図２に示すように、銅箔である第２金属箔５の表面に絶縁密着層１０を設けた後、図３に示すように、プレス加工して電極凹部８を設け、この電極凹部８に第２極板６を印刷して設ける。

絶縁密着層１０は、第１金属箔１と第２金属箔５を絶縁し、かつ、第１金属箔１と第２金属箔５を積層部３、７で気密に接着する層である。この絶縁密着層１０として非導電性の熱可塑性プラスチックが使用できる。熱可塑性プラスチックからなる絶縁密着層１０は、加熱、押圧して簡単に接着できる。ただ、絶縁密着層には、絶縁性の接着剤も使用できる。図の第２金属箔５は、絶縁密着層１０として、厚さを３０μｍとするポリエチレン層を１２０℃に加熱して塗布している。絶縁密着層１０は、電極凹部８を形成する部分には設けられず、電極凹部８の周囲に設けられる。したがって、絶縁密着層１０は、四角形の枠形状に設けられて、その内形を幅８０ｍｍ、長さ６０ｍｍとする。絶縁密着層１０の内形は、電極凹部８の外形よりも大きくしている。この絶縁密着層１０は、第１金属箔１と第２金属箔５を溶着するときに、電極凹部８に侵入して電池としての性能を低下させることがない。ただ、絶縁密着層は、内形を電極凹部の外形にほぼ等しくすることもできる。

第２金属箔５は、フープ状に巻かれたものを引き出して、図３に示すように、一定の間隔でプレス加工して電極凹部８を設ける。負極となる第２金属箔５は、電極凹部８の深さを０．１９ｍｍ、幅を７０ｍｍ、長さを５０ｍｍとして、幅と長さを第１金属箔１の電極凹部４の幅よりも２ｍｍ大きくして、電極凹部８の開口部を第１金属箔１の電極凹部４よりも大きくする。

第２金属箔５の電極凹部８に、０．１８ｍｍの厚さの第２極板６を設ける。第２極板６は、印刷して電極凹部８の内部に設けられる。第２極板６も、第１極板２と同じようにして、シルクスクリーン印刷して設けられる。シルクスクリーン印刷は、所定の位置に、所定の厚さの第２極板６を設けることができる。ただし、第２極板６も、オフセット印刷やコーティング等をして第２金属箔５の表面に設けることができる。

第２極板６は、以下のようにして負極調合液を作製し、これを印刷して第２金属箔５の表面に設ける。負極調合液は、負極活物質としての黒鉛と、結着剤としてのＰＶｄＦとを質量比で、９５：５の割合で混合して負極合剤とする。負極合剤にＮＭＰ溶剤を混合して混練りし、粘度を１５００ｃＰに調整して負極調合液を作製する。この実施例は、負極材料として黒鉛を使用するが、コークスや炭素繊維、シリコン、すず等を用いることもできる。

電極凹部８に負極調合液の印刷された第２金属箔５は、１２０℃の乾燥炉に通過されて、ＮＭＰ溶剤を蒸発させ、電極凹部８に負極の第２極板６を積層して設ける。

［密閉工程］
フープ状に巻かれた第１金属箔１と第２金属箔５をローラーにセットして引き出し、正極の第１極板２と負極の第２極板６とが重なり合うように位置合わせをして重ねる。図４は、正極の第１極板２を上に、負極の第２極板６を下に配置する。このとき、第１極板２と第２極板６の間に、セパレータ９が配設される。また、セパレータ９は、第２極板６に積層して、電解液１１が注液された後、第１極板２が積層される。

セパレータ９は、プラスチック製の微多孔膜である。このセパレータ９は、厚さを０．０２５ｍｍとするポリエチレン製の微多孔膜を使用する。セパレータ９は、幅を７０．５ｍｍ、長さを５０．５ｍｍとする四角形である。セパレータ９は、エアーで吸着されて、負極である第２極板６の上に積層される。

この大きさのセパレータ９が第１極板２と第２極板６の間に挟着される状態を図５の断面図に示す。この構造の薄型電池は、セパレータ９で第１極板２と第２極板６とが直接に接触する内部ショートを有効に防止できる。それは、セパレータ９が第１極板２と第２極板６よりも大きいからである。この断面図に示す薄型電池は、第１極板２を第２極板６よりも小さくして、いいかえると、第２極板６を第１極板２よりも大きくして、セパレータ９を大きい第２極板６よりもさらに大きくしている。この構造の薄型電池は、第１極板２と第２極板６の内部ショートをより有効に阻止できる。それは、小さい第１極板２が第２極板６の内側に配置され、さらにセパレータ９が大きい第２極板６の全面よりも大きくカバーするからである。

したがって、本発明の薄型電池は、第１金属箔１と第２金属箔５の電極凹部４、８の大きさを同じとせず、一方の外形を他方よりも大きくし、さらに大きい電極凹部よりもさらにセパレータ９を大きくして、第１極板２と第２極板６とが直接に接触する内部ショートを有効に防止できる。とくに、図５に示すように、下に配置する第２金属箔５の電極凹部８を上に配置する第１金属箔１の電極凹部４の外形よりも大きくして、各々の電極凹部に各々の電極を設け、第２極板６の上に第２極板６よりも大きいセパレータ９を積層し、このセパレータ９の上にセパレータ９よりも小さい第１極板２を積層することで、第１極板２と第２極板６の内部ショートをより有効に防止できる。それは、セパレータ９が大きい第２極板６の全面をカバーし、さらに、全面がセパレータ９でカバーされる第２極板６の上に、第２極板６とセパレータ９のいずれよりも小さい第１極板２を積層するので、第１極板２の周囲がセパレータ９で確実に絶縁されて第２極板６に積層されるからである。

セパレータ９は、第２極板６の上に積層される状態であって、第１極板２を積層しない状態で注液される。セパレータ９には、上に１ｇの電解液１１を滴下して注液される。電解液１１は、拡散してセパレータ９の全体に浸透される。図４は、セパレータ９の上に電解液１１を注液するが、電解液の注液されたセパレータを第２極板に積層することもできる。また、電解液は、セパレータと第１極板と第２極板の少なくともいずれかに注液することもできる。

電解液１１は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）とを体積比で３：７の割合で混合した混合溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ_６を混合して調製する。ただ、電解液は、電解質として、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ2）_２、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４等も使用できる。また、電解液の溶媒としては、ＥＣ、ＭＥＣの他、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等を使用することもできる。

第１極板２と第２極板６との間に注液されたセパレータ９を介在させて、互いに積層された第１金属箔１と第２金属箔５は、積層部３、７の間に設けた絶縁密着層１０で絶縁状態で密着される。図の薄型電池は、第２金属箔５の両側と、電極凹部８の間に枠形状に絶縁密着層１０を設けている。第１金属箔１と第２金属箔５は、第２極板６の内側に第１極板２を配置するように、正確に積層する。第１金属箔１と第２金属箔５は、図６に示すように、１９０℃に加熱された押え型１２でもって、積層部３、７を３秒間押圧して、絶縁密着層１０を加熱溶着する。絶縁密着層１０は、リードを挟着しないので、面接触状態で隙間なく溶着される。絶縁密着層１０はポリエチレン層である。このように、絶縁密着層１０を熱可塑性プラスチックとして、これを押圧状態で加熱して絶縁密着層１０を密着する構造は、簡単にしかも確実に積層部３、７を絶縁状態で密着できる。ただ、絶縁密着層には、熱可塑性プラスチックに代わって、エポキシ樹脂系やシアノアクリレート系等の接着剤も使用できる。接着剤の絶縁密着層は、第１金属箔と第２金属箔を積層する前工程で、第１金属箔と第２金属箔のいずれか一方の積層部に、あるいは両方の積層部に塗布される。

第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７を絶縁密着層１０で密着して、薄型電池を所定の間隔で長手方向に並べている電池の連続シート１３は、図７に示すように、絶縁用シート１４を重ねて、１ｍ以上の大きな直径のフープ状に巻かれる。この図は、絶縁用シート１４を、第２金属箔５の下面に積層している。絶縁用シート１４は、電池の連続シート１３を巻いた状態で、隣の電池がショートするのを防止する。

［切断工程］
フープ状に巻かれた電池の連続シート１３は、所定の間隔で薄型電池を並べた状態となっている。したがって、フープ状に巻かれた電池の連続シート１３をロールから引き出し、隣接する電極の間、いいかえると薄型電池の間の境界部で切断して分離される。図７に示すように、２個の薄型電池を連続する状態で切断すると、容量が２倍の電池となる。第１金属箔１と第２金属箔５とで互いに並列に接続されるからである。したがって、複数の電池が連続するように連続シート１３を切断すると、各々の電池を互いに外部回路で並列接続することなく、互いに並列に接続されて容量が大きくなる。したがって、ｎ個の電池を連続するように切断して、電池の容量をひとつの電池のｎ倍にできる。とくに、この状態で並列に接続された電池は、第１金属箔１と第２金属箔５とで互いに並列に接続されるので、外部回路で接続することなく、極めて低抵抗な状態で並列接続できる。このことは、大面積の収納部に収納する大容量の電池、たとえばラップトップ型のマイクロコンピュータのモニタ背面に収納する電池として極めて好都合である。また、外形を小さくして小容量の用途には、各々の電池を境界で切断して、１個の電池に分離するように切断する。

以上の方法で製造する薄型電池は、厚さを１．５ｍｍと極めて薄く、外形を１００ｍｍ×８０ｍｍとしながら、１個の容量を２０１ｍＡｈ、２個を並列に連結した容量を２０３ｍＡｈにできる。外形は周囲の積層部３、７の幅を１５ｍｍとしているので、この部分を折り返すと、外形は７０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さは３．０ｍｍとなる。ただし、電池の容量は以下の条件で測定する。２００ｍＡで４．２Ｖまで充電し、その後４．２Ｖの定電圧充電して充電電流が５ｍＡとなる状態で満充電とする。満充電された電池は、電池電圧が２．７５Ｖになるまで２００ｍＡの定電流で放電する。

以上の工程で製造される薄型電池の断面図を図５に示す。この薄型電池は、正極と負極からなる第１極板２と第２極板６をセパレータ９を介して積層している電極体２１を密閉構造の外装金属箔２２に収納している。外装金属箔２２は、第１極板２の表面に積層している第１金属箔１と、第２極板６の表面に積層している第２金属箔５とからなっている。第１金属箔１は、内面を第１極板２に電気接続し、第２金属箔５は、内面を第２極板６に電気接続している。さらに、第１金属箔１と第２金属箔５は、電極体２１の外形よりも大きく、電極体２１の周囲に積層部３、７を設けている。第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７は、絶縁密着層１０を介して絶縁状態で密着されている。

図５の薄型電池はリチウムイオン電池である。このリチウムイオン電池は、第１金属箔１をアルミニウム箔の正極とし、第２金属箔５を銅箔の負極としている。第１極板２は、第１金属箔１に設けた電極凹部４に、シルクスクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷、またはコーティング等で設けられ、第２極板６は、第２金属箔５に設けた電極凹部８に、第１極板２と同じように印刷またはコーティング等をして設けられている。

図８の薄型電池は、第１金属箔１と第２金属箔５の表面を絶縁フィルム１５で被覆している。絶縁フィルム１５は、薄型電池の正極と負極を外部に表出させるために、一部に開口部１６を設けて金属箔を表面に表出させている。また、この薄型電池は、セパレータを介して積層、接着している第１金属箔１と第２金属箔５の積層部３、７を折り返して積層して、外形を小さくしている。

本発明の薄型電池の製造方法の第１積層工程を示す概略斜視図である。 本発明の薄型電池の製造方法の第２積層工程であって、第２金属箔の表面に絶縁密着層を設ける状態を示す概略斜視図である。 本発明の薄型電池の製造方法の第２積層工程を示す概略斜視図である。 本発明の薄型電池の製造方法の密閉工程であって、第１金属箔と第２金属箔とを積層する状態を示す概略斜視図である。 セパレータが第１極板と第２極板の間に挟着される状態を示す拡大断面図であって、図４のＡ−Ａ線断面に相当する図である。 本発明の薄型電池の製造方法の密閉工程であって、第１金属箔と第２金属箔の積層部を加熱溶着する状態を示す概略斜視図である。 本発明の薄型電池の製造方法の切断工程を示す概略斜視図である。 本発明の一実施例にかかる薄型電池の斜視図である。

符号の説明

１…第１金属箔
２…第１極板
３…積層部
４…電極凹部
５…第２金属箔
６…第２極板
７…積層部
８…電極凹部
９…セパレータ
１０…絶縁密着層
１１…電解液
１２…押え型
１３…連続シート
１４…絶縁用シート
１５…絶縁フィルム
１６…開口部
２１…電極体
２２…外装金属箔

Claims (11)

1. 所定の幅の第１金属箔(1)の表面に所定の長さの第１極板(2)を積層して、第１極板(2)の周囲に積層部(3)を設ける第１積層工程と、
   所定の幅の第２金属箔(5)の表面に所定の長さの第２極板(6)を積層して、第２極板(6)の周囲に積層部(7)を設ける第２積層工程と、
   第１極板(2)と第２極板(6)との間にセパレータ(9)を配設して、かつセパレータ(9)と第１極板(2)と第２極板(6)の少なくともいずれかに電解液(11)を注液し、なおかつ、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の積層部(3)、(7)の間に設けた絶縁密着層(10)でもって、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の積層部(3)、(7)を密着する密閉工程と、
   隣接する薄型電池の間の境界部で切断して、分離する切断工程とからなる薄型電池の製造方法。
2. 第１積層工程において、第１金属箔(1)の表面に印刷または塗布して第１極板(2)を設け、あるいは、第２積層工程において、第２金属箔(5)の表面に印刷または塗布して第２極板(6)を設ける請求項１に記載される薄型電池の製造方法。
3. 第１積層工程において、第１金属箔(1)をプレス加工して電極凹部(4)を設けて、この電極凹部(4)に第１極板(2)を配置し、あるいは、第２積層工程において、第２金属箔(5)をプレス加工して電極凹部(8)を設けて、この電極凹部(8)に第２極板(6)を配置する請求項１に記載される薄型電池の製造方法。
4. 第１積層工程において、第１金属箔(1)をプレス加工して電極凹部(4)を設けて、この電極凹部(4)に第１極板(2)を配置し、かつ、第２積層工程において、第２金属箔(5)をプレス加工して電極凹部(8)を設けて、この電極凹部(8)に第２極板(6)を配置し、
   第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の電極凹部(4)、(8)は一方の外形が他方よりも大きく、大きい電極凹部よりもさらにセパレータ(9)を大きくして、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)を積層する請求項１に記載される薄型電池の製造方法。
5. 第１金属箔(1)と第２金属箔(5)が、内面を金属面として外側面を絶縁フィルム(15)とし、表面の絶縁フィルム(15)の一部には開口部(16)を設けて内面の金属を外側面に表出させている請求項１に記載される薄型電池の製造方法。
6. 正極と負極からなる第１極板(2)と第２極板(6)をセパレータ(9)を介して積層している電極体(21)を密閉構造の外装金属箔(22)に収納している薄型電池であって、
   外装金属箔(22)が、第１極板(2)の表面に積層している第１金属箔(1)と、第２極板(6)の表面に積層している第２金属箔(5)とからなり、
   第１金属箔(1)は内面を第１極板(2)に電気接続し、第２金属箔(5)は内面を第２極板(6)に電気接続しており、
   さらに、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)は電極体(21)の外形よりも大きく、電極体(21)の周囲に積層部(3)、(7)を有し、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の積層部(3)、(7)が絶縁密着層(10)を介して積層、接着されてなる薄型電池。
7. 薄型電池がリチウムイオン電池で、第１金属箔(1)をアルミニウム箔とし、第２金属箔(5)を銅箔としている請求項６に記載される薄型電池。
8. 第１金属箔(1)の表面に第１極板(2)を印刷または塗布して設け、あるいは、第２金属箔(5)の表面に第２極板(6)を印刷または塗布して設けている請求項６に記載される薄型電池
9. 第１金属箔(1)に電極凹部(4)を設けてこの電極凹部(4)に第１極板(2)を配設し、第２金属箔(5)に電極凹部(8)を設けてこの電極凹部(8)に第２極板(6)を配設しており、第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の電極凹部(4)、(8)は一方が他方よりも外形が大きく、セパレータ(9)の外形を小さい電極凹部の内形よりも大きくして、大きい電極凹部に入れている請求項６に記載される薄型電池。
10. 第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の表面を絶縁フィルム(15)で被覆しており、この絶縁フィルム(15)の一部に開口部(16)を設けて金属箔を表面に表出させている請求項６に記載される薄型電池。
11. セパレータ(9)を介して積層、接着している第１金属箔(1)と第２金属箔(5)の積層部(3)、(7)を折り返して積層している請求項６に記載される薄型電池。
    

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