JP2010277925A - ペーパー電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の内部短絡及び正極タブと負極タブとの間の短絡が防止された信頼性の高いペーパー電池を製造することができ、かつ、生産性を向上させることができる、ペーパー電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のペーパー電池は、正極極板１１と負極極板１４との間にセパレータ１７を挟んで積層された電極体と、ラミネート外装体１８とを具え、正極極板１１に接続された正極タブ１３と負極極板１４に接続された負極タブ１６とがラミネート外装体１８の１辺側から突出されており、内部に電解液が注液されているペーパー電池１０であって、正極タブ１３及び負極タブ１６にはそれぞれ両面に溶着可能なタブフィルム１２、１５が接着されており、セパレータ１７及びタブフィルム１２、１５はラミネート外装体１８の内面に溶着により固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、正極極板と負極極板との間にセパレータを挟んで積層された電極体と、ラミネート外装体とを備えるペーパー電池及びその製造方法に関し、特に、製造時や電池使用時に湾曲させた場合においても、正極極板、負極極板及びセパレータがずれることがなく、正極極板と負極極板との接触による短絡が抑制された信頼性の高いペーパー電池及びその製造方法に関する。

今日の携帯電話機、携帯型パーソナルコンピューター、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の小型化、軽量化の進展に伴い、それらの駆動電源としての電池に対しては、高エネルギー密度を有するなどの電池特性の向上に加えて、更なる小型化、軽量化及び薄型化が要望されている。このうち、特に薄型化を推し進めたものは、いわゆるペーパー電池と呼ばれ、マイクロコンピュータ内臓のＩＣカードやアクティブ型ＲＦＩＤ（電波による固体識別：Radio Frequency Identification）等への需要拡大が見込まれている。

特に、ペーパー電池の薄いという形態ゆえに、可撓性や応力に対する耐破損性の向上については、大きな期待が寄せられ、精力的な開発研究が進められている。このペーパー電池の外装体としては従来は金属製の外装体が用いられてきたが、金属製の外装体は柔軟性の面や電池としての形状の自由度、更には厚みを薄くすること等において限界があった。そのため、外装体として薄く柔軟性の高いラミネート体を用いることで、薄型化と柔軟性を兼ね備えたペーパー電池が、既に開発され、実用化されている。

例えば、下記特許文献1には、積層された正極、セパレータ、及び負極、並びに、電解液からなる電池構成物質を外装材中に収容した薄型カード電池において、上記外装材を孔が不存在のポリエチレン／アルミニウム／ポリエチレンの積層体からなるフレキシブルなラミネートフィルムからなるものとし、上記密閉型電池容器内を減圧することで、あらゆる応力に対して柔軟性に優れ、且つ安定した電力の供給が可能な薄型カード電池の発明が開示されている。

また、下記特許文献２には、正極合剤層が担持されている正極集電板と金属Ｌｉ又はＬｉ合金の箔が密着されている負極集電板との間にポリマー固体電解質のフィルムが挟持されている発電要素を、前記発電要素の両面に配置された２枚の外装材を用いて密封した構造のフィルム状Ｌｉ二次電池において、少なくとも前記ポリマー固体電解質フィルムの周縁部を、前記２枚のラミネートフィルムからなる外装材の周縁部の間に挟み込まれた状態で封止することで、充放電の繰返しによるＬｉデンドライトの脱落や、応力による歪み変形によって引き起こされる内部短絡を防止することができるフィルム状Ｌｉ二次電池の発明が開示されている。

特許第３６１７０８１号公報 特開２０００−１４９９９３号公報

上記特許文献２に開示されているフィルム状Ｌｉ二次電池の発明によれば、セパレータの周囲が２枚のラミネート外装材の周縁部に挟み込まれた状態で固定されているため、正極集電板ないし負極集電板の位置ずれ等が生じても内部短絡が生じることを抑制することができる。しかしながら、この従来例のフィルム状Ｌｉ二次電池では、製造時にセパレータの周縁が２枚のラミネート外装材の周縁部に挟み込まれた状態で固定されている。このため、正極、セパレータ、及び負極を積層する段階ではセパレータが固定されておらず、製造工程においてセパレータが捲れてしまったり、位置ずれが生じたりする可能性があり、また、正極及び負極の位置関係を正確に設定できないために電池の信頼性にも問題が生じていた。

本発明は、このようなラミネート体を外装体に用いたペーパー電池の製造方法における課題を解決するためになされたものであり、正極極板、負極極板及びセパレータが正確な位置に固定され、電池の内部短絡が抑制された信頼性の高いペーパー電池及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のペーパー電池は、第１の極板と第２の極板との間にセパレータを挟んで積層された電極体と、電解液とがラミネート外装体内に配置され、前記第１の極板に接続された第１電極タブと前記第２の極板に接続された第２電極タブとが前記ラミネート外装体の１辺側から突出され、前記電極体の周囲の前記ラミネート外装体同志が溶着されているペーパー電池であって、前記第１電極タブ及び前記第２電極タブにはそれぞれ両面に溶着可能なタブフィルムが接着されており、前記セパレータ及び前記タブフィルムは前記ラミネート外装体の内面に溶着により固定されていることを特徴とする。

本発明のペーパー電池においては、第１の極板及び第２の極板には、それぞれ両面に溶着可能なタブフィルムが接着された第１電極タブ及び第２電極タブが形成されており、前記セパレータ及び前記タブフィルムが、前記ラミネート外装体の内面に溶着により固定されている。そのため、本発明のペーパー電池においては、第１の極板及び第２の極板は共にタブフィルムを介してラミネート外装体に溶着されているので、正確な位置に固定されていることになり、また、セパレータは、ラミネート外装体に溶着されているので、捲れてしまったり位置ずれしたりすることがない。

そのため、本発明のペーパー電池によれば、第１の極板と第２の極板との間の短絡、第１の極板と第２電極タブないし第２の極板と第１電極タブとの間の短絡をそれぞれ抑制することができ、信頼性の高いペーパー電池が得られる。なお、本発明のペーパー電池においては、第１の極板及び第２の極板はどちらも正極極板又は負極極板とすることができる。また、セパレータとラミネート外装体との溶着部位は、点状あるいは線状に形成することができる。

本発明の第１電極タブ及び第２電極タブに使用し得るタブフィルムとしては、例えば、両側の最外層（第１電極タブ、第２電極タブと接する側及びラミネート外装体と接する側）は融点が１４０〜１６０℃の酸変性ポリプロピレン、融点が１００〜１３０℃の酸変性ポリエチレン等の酸変性ポリオレフィン系樹脂からなるものを使用でき、高融点の中間層は融点が２５０〜２７０℃のポリエチレンナフタレート、融点が２２０〜２４０℃のポリメチルペンテン、融点が２６０〜２７０℃のＰＥＴ、融点が２８０〜２９０℃のポリフェニレンスルフィド等からなるものを使用できる。なお、ラミネート外装体と接する側最外層は、ラミネート外装体の内側樹脂と溶着可能なものであれば、酸変性されていないポリオレフィン樹脂も使用することができる。

また、本発明のペーパー電池のラミネート外装体として、金属箔の両面に樹脂層を設けたラミネート材が使用できる。ラミネート材の金属層としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等を用いることが可能である。ラミネート材の内層(電池内側)としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。ラミネート材の外層(電池外側)としては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ／ナイロンの積層膜等が挙げられる。更に、本発明のペーパー電池に使用できるセパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレンからなる多層膜等の微多孔性膜が挙げられる。

また、本発明のペーパー電池においては、前記セパレータは、前記第１電極タブ及び前記第２電極タブの一方と重なる箇所、あるいは前記第１電極タブ及び前記第２電極タブの両面に接着されている前記タブフィルムの一方と重なる箇所であって、前記ラミネート外装体同志が前記タブフィルムを介して溶着されている箇所とは異なる箇所で、前記ラミネート外装体の内面と溶着されていることが好ましい。

電池製造時に発生するセパレータの位置ずれ、捲れ、折れ曲がりは、第２の極板を配置する際に第２電極タブに接着されている第２タブフィルムと重なる部位で生じることが多い。本発明のペーパー電池によれば、この位置ずれ、捲れ、折れ曲がりが生じやすい部分において、セパレータがラミネート外装体に溶着されているためセパレータの位置ずれ、捲れ、折れ曲がりが生じ難くなり、より信頼性の高いペーパー電池となる。
また、ラミネート外装体同志がタブフィルムを介して溶着されているラミネート外装体の封止部にセパレータが存在した場合、ペーパー電池の封止性を低下させる虞がある。従って、ラミネート外装体同志がタブフィルムを介して溶着されているラミネート外装体の封止部にはセパレータを配置せず、セパレータの溶着箇所を、ラミネート外装体同志がタブフィルムを介して溶着されているラミネート外装体の封止部とは重ならない位置とすることにより、封止性の優れたベーパー電池となる。

また、本発明のペーパー電池においては、前記セパレータが、前記第１電極タブ、前記第２電極タブ、及び前記タブフィルムの何れとも重ならない位置においても前記ラミネート外装体の内面と溶着されていることが好ましい。

第２電極タブ、あるいは第２電極タブに接着されている第２タブフィルムと重なる部位のみにおいて、セパレータとラミネート外装体の内面とを溶着固定した場合、電池の製造工程において、セパレータが浮き上がってしまう虞がある。本発明のペーパー電池によれば、セパレータが、前記第１電極タブ、前記第２電極タブ、及び前記タブフィルムの何れとも重ならない位置においても前記ラミネート外装体の内面と溶着されているので、製造工程におけるセパレータの浮き上がりが防止された、より生産性の高いペーパー電池となる。

また、本発明のペーパー電池においては、前記セパレータの周縁部には、部分的に前記ラミネート外装体の内面の何れとも溶着されていない箇所が形成されていることが好ましい。

セパレータの全周に渡ってラミネート外装体に溶着固定されていると、電解液を注液する際に電極板及びセパレータの全体に電解液が浸透し難く、また、注液後に注液口を封止する際に、確実に電池内を減圧することが困難となる。本発明のペーパー電池によれば、部分的にセパレータがラミネート外装体に溶着されていない箇所が設けられているので、電解液を注液する際に電極板及びセパレータの全体に電解液が浸透し易くなり、また、注液後に注液口を封止する際に確実に電池内を減圧することができるので、より信頼性が高く、薄型化に適したペーパー電池となる。

また、本発明のペーパー電池においては、前記セパレータ周縁部の部分的に前記ラミネート外装体の内面の何れとも溶着されていない箇所は、前記セパレータの少なくとも一辺であることが好ましい。

前記セパレータ周縁部の少なくとも一辺がラミネート外装体の内面の何れとも溶着されていないと、電解液を注液する際に電極板及びセパレータの全体への電解液の浸透がより容易となり、また、注液後に注液口を封止する際に、電池内をより確実に減圧することが可能となり、より信頼性が高く、薄型化に適したペーパー電池となる。

また、上記目的を達成するため、本発明のペーパー電池の製造方法は、
第１の極板と第２の極板との間にセパレータを挟んで積層された電極体と、ラミネート外装体とを具え、前記第１の極板に接続された第１電極タブと前記第２の極板に接続された第２電極タブとが前記ラミネート外装体の１辺側から突出されており、内部に電解液が注液されているペーパー電池の製造方法であって、
（１）前記第１電極タブの両面に溶着可能な第１タブフィルムを接着すると共に、前記第２電極タブの両面に溶着可能な第２タブフィルムを接着する工程と、
（２）前記第１の極板を、前記第１電極タブが第１のラミネート外装体の１辺から外部に突出するように、第１のラミネート外装体上に載置し、前記第１タブフィルムを前記第１のラミネート外装体の前記１辺側に溶着する工程と、
（３）前記セパレータを前記第１の極板上に載置し、前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する工程と、
（４）前記第２の極板を、前記第２電極タブが前記第１のラミネート外装体の前記１辺側から外部に突出するように、前記セパレータ上に載置し、前記第２タブフィルムを前記第１のラミネート外装体の前記１辺側に溶着する工程と、
（５）前記第２の極板の表面に第２のラミネート外装体を載置し、前記第２のラミネート外装体の前記１辺側を前記第１のラミネート外装体、前記第１タブフィルム及び前記第２タブフィルムに溶着すると共に、前記第２のラミネート外装体及び前記第１のラミネート外装体の周囲を、注液口形成部分を除いて、溶着する工程と、
（６）前記注液口から電解液を注液した後、減圧下で前記注液口形成部分を溶着する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明のペーパー電池の製造方法においては、上記（２）の工程で第１の極板及び第１電極タブが第１のラミネート外装体に対して位置決め固定され、上記（３）の工程でセパレータが第１のラミネート外装体に対して位置決め固定され、（４）の工程で第２の電極及び第２電極タブが第１のラミネート外装体に対して位置決め固定される。また、上記（３）の工程では、セパレータがラミネート外装体に溶着されているので、捲れてしまったり、位置ずれしたりすることがない。そのため、本発明のペーパー電池の製造方法によれば、（５）の工程で第２のラミネート外装体を第１のラミネート外装体に溶着する際には、全ての構成要件が位置決め固定されているため、その後の工程を経ても、第１の極板と第２の極板との間の短絡、第１の極板と第２電極タブないし第２の極板と第１電極タブとの間の短絡をそれぞれ抑制することができ、信頼性の高いペーパー電池を製造することができるようになる。

なお、本発明のペーパー電池の製造方法における溶着方法としては、熱溶着法、レーザー溶着法、超音波溶着法等を使用し得るが、生産性及び正確性を考慮すると、熱溶着法を採用することが好ましい。

また、本発明のペーパー電池の製造方法においては、前記（３）の工程における前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する箇所を、前記（４）の工程における前記第２電極タブあるいは前記第２タブフィルムが配置される位置と重なる箇所であって、前記（５）の工程における前記第２のラミネート外装体が前記第１のラミネート外装体及び前記第２タブフィルムに溶着される箇所とは異なる箇所に形成することが好ましい。

電池製造時に発生するセパレータの位置ずれ、捲れ、折れ曲がりは、（４）の工程において、第２の極板をセパレータ上に載置する際に、第２電極タブあるいは第２電極タブに接着されている第２タブフィルムと重なる部位で生じることが多い。このため、本発明のペーパー電池の製造方法によれば、予め（３）の工程において、セパレータと第１のラミネート外装体とを第２電極タブあるいは第２タブフィルムが配置される位置と重なる部位で溶着固定することで、（４）の工程における上記セパレータの位置ずれ、捲くれ、折れ曲がりが防止されるため、より信頼性の高いペーパー電池を製造することができるようになる。
また、第２のラミネート外装体が記第１のラミネート外装体及び記第２タブフィルムに溶着される箇所にセパレータが存在した場合、ペーパー電池の封止性を低下させる虞がある。従って、第２のラミネート外装体が記第１のラミネート外装体及び記第２タブフィルムに溶着される箇所にはセパレータを配置せず、セパレータの溶着箇所を、第２のラミネート外装体が記第１のラミネート外装体及び記第２タブフィルムに溶着される箇所とは重ならない位置とすることが好ましい。

また、本発明のペーパー電池の製造方法においては、前記（３）の工程における前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する箇所を、更に前記（４）の工程における前記第２電極タブ及び前記第２タブフィルムが配置される位置とは異なる位置にも形成することが好ましい。

（３）の工程における、セパレータとラミネート外装体との溶着固定箇所を前記（４）の工程における前記第２電極タブあるいは前記第２タブフィルムが配置される位置のみとすると、（４）の工程以降を実施する際にセパレータが浮き上がってしまい、生産性が低下する虞がある。本発明のペーパー電池の製造方法によれば、前記（４）の工程における前記第２電極タブあるいは前記第２タブフィルムが配置される位置とは異なる部位においてもセパレータとラミネート外装体とを溶着固定したので、セパレータの浮き上がりが防止され、より生産性の高いペーパー電池の製造方法となる。

また、本発明のペーパー電池の製造方法においては、前記（３）の工程において、前記セパレータの周縁部には、部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着されていない箇所を形成することが好ましい。

セパレータの全周を溶着固定してしまうと、（６）の工程において、電解液を注液する際には、電極板及びセパレータの全体に電解液が浸透し難くなり、また、注液後に注液口を封止する際には、確実に電池内を減圧することが困難となる。本発明のペーパー電池の製造方法によれば、セパレータの全周を溶着しないようにしたため、電解液が電極板及びセパレータに浸透しやすくなり、確実に電池内を減圧することができ、より信頼性の高いペーパー電池を製造することができる。

また、本発明のペーパー電池の製造方法においては、前記セパレータ周縁部の部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着しない箇所は、前記セパレータの少なくとも１辺であることが好ましい。

前記セパレータ周縁部の少なくとも一辺がラミネート外装体の何れとも溶着されていないと、電解液を注液する際に電極板及びセパレータの全体への電解液の浸透がより容易となり、また、注液後に注液口を封止する際に、電池内をより確実に減圧することが可能となり、より信頼性が高く、薄型化に適したペーパー製造することができる。

また、本発明のペーパー電池の製造方法においては、前記セパレータ周縁部の部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着しない箇所は、少なくとも前記注液口形成部分側の一辺を含むことが好ましい。

注液口形成部分は、第１のラミネート外装体及び第２のラミネート外装体が溶着されていない部分である。本発明のペーパー電池の製造方法によれば、電解液の浸透及び電池内の減圧がより確実かつスムーズなものとなり、製造されるペーパー電池の信頼性が向上するとともに、製造工程の短縮につながる。

図１Ａ〜図１Ｅは、本発明のペーパー電池の製造工程を順を追って示す模式平面図である。

以下、本発明のペーパー電池の製造方法の一実施形態を図１を参照して詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのペーパー電池の製造方法を例示するものであって、本発明をこの実施形態に限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。

まず、以下のパーパー電池の製造方法に実施形態で用いる各部材について図１を参照しながら説明する。
［正極極板の作製］
正極活物質としての二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、導電剤としてのアセチレンブラック、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）粉末を均一に混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて正極活物質スラリーを調製した。この正極活物質スラリーを厚さ１２μｍのアルミ箔からなる正極集電体の一方側の表面にドクターブレード法により均一な厚みで塗布した後、乾燥機内に通してＮＭＰを乾燥除去することで、正極集電体の表面に正極活物質層が形成された切断前の正極極板を形成した。次いで、この切断前の正極極板を加圧ローラーで圧延した後、１６ｍｍ×２２ｍｍに切断し、実施形態のペーパー電池に使用する正極極板１１（図１Ｃ参照）とした。

［負極極板の作製］
負極活物質としてはアルミニウム−リチウム合金を用い、このアルミニウム−リチウム合金箔を厚さ８μｍの銅箔からなる負極集電体の一方側の面に圧着した後、正極極板１１よりも寸法が小さくなるように、１４ｍｍ×２０ｍｍに切断し、実施形態のペーパー電池に使用する負極極板１４（図１Ａ参照）とした。

［タブフィルム］
正極タブフィルム１２及び負極タブフィルム１５としては、両外層が３０μｍ厚の酸変性ポリプロピレン（融点：１４０〜１６０℃）、内層が１２μｍ厚のポリエチレンナフタレート（融点：２５０〜２７０℃）からなる全厚さが７２μｍの３層フィルムを使用した。

［セパレータ］
ポリエチレン製の微多孔膜を、正極極板１１よりも寸法が大きくなるように、１７ｍｍ×２３ｍｍの大きさに切断したものをセパレータ１７（図１Ｂ参照）として用いた。

［ラミネート外装体］
厚さ３５μｍのアルミニウム製金属箔の一方の面（ペーパー電池の外側となる方の面）に厚さ１５μｍのナイロン層が配され、この金属箔の他方の面（ペーパー電池の内側となる方の面）に厚さ３５μｍのポリプロピレン（融点：１４０〜１６０℃）層が配されたアルミラミネート材をラミネート外装体１８及び１９（図１Ａ〜図１Ｄ参照）として用いた。なお、金属箔とナイロン層とは厚さ１μｍの接着材層により接着され、ラミネート外装体１８及び１９の全厚さは８６μｍであった。

［電解液の調製］
プロピレンカーボネートと１，２−ジメトキシエタンの混合溶媒にビストリフルオロメタンスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を溶解させて、電解液を調製した。

［ペーパー電池の作製］
まず、アルミニウム製正極タブ１３及びニッケル製負極タブ１６のそれぞれ両面に正極タブフィルム１２及び負極タブフィルム１５を接着して固定した。この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（１）」の工程に対応する。

次いで、正極タブ１３を正極極板１１の露出している正極集電体に、負極タブ１６を負極極板１４の露出している負極集電体に、それぞれ超音波溶接により溶接した。正極極板１１が本発明の第２の極板に対応し、更に、負極極板１４が本発明の第１の極板に対応する。なお、「（１）」の工程としては、上記の様にタブフィルムが取り付けられた電極タブを電極板に接続するという手順の他に、電極タブを予め電極板に接続してからタブフィルムを取り付けるという手順も採用し得る。

次いで、図１Ａに示すように、ラミネート外装体１８の内面側に負極極板１４を積載して位置決めし、負極タブフィルム１５とラミネート外装体１８の内面を溶着（２５０℃）により固定した。図１Ａの参照符号ａは、この工程における溶着部位を示す。この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（２）」の工程に対応する。

次に、図１Ｂに示すように、セパレータ１７を負極極板１４上に積載した後、セパレータ１７とラミネート外装体１８とを、タブ突出側の1辺において、溶着（２５０℃）により固定した。このときの溶着部位ｂ１は、先に溶着された負極タブ１６上の負極タブフィルム１５部分が再度加熱されることがないようにして、負極タブフィルム１５の絶縁性を良好に維持することができるようにするため、及び、次の工程で正極極板１１をセパレータ１７上に積載する際に生じやすい、セパレータ１７の位置ずれ、捲れ、折れ曲がりを防止するため、次の工程で正極タブ１３が配置される付近（正極タブ１３と重なる位置）とした。

また、このときの溶着部位ｂ２は、セパレータ１７とラミネート外装体１８との溶着箇所が溶着部位ｂ１のみの場合、次の工程以降において、セパレータ１７の浮き上がりが生じる虞があるため、これを防止するために形成した。ここで、セパレータ１７の全周に渡って溶着固定してしまうと、後述する工程において電解液を注液する際に、電極板及びセパレータ１７全体への電解液の浸透が妨げられてしまい、電池内の減圧も不確実なものとなってしまうため好ましくない。更に、セパレータ１７の電解液注液口側の一辺には溶着固定部位を形成しないとすることで、電解液の浸透及び電池内の減圧がより確実かつスムーズなものとなり、製造されるペーパー電池の信頼性が向上するとともに、製造工程の短縮につながる。

更に、溶着部位ｂ１及びｂ２については、後述する工程におけるラミネート外装体１９とラミネート外装体１８との溶着封止部位とは重ならない位置に形成しておくことが好ましい。溶着部位ｂ１及びｂ２と溶着封止部位が重なってしまうと完成した電池の封止性が低下するためである。従って、溶着部位ｂ２は、溶着部位ｂ１を形成するタブ突出側とは対向する側の一辺上に、点状もしくは線状に形成することが好ましい。なお、この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（３）」の工程に対応する。

次に、図１Ｃに示すように、正極極板１１をセパレータ１７上に積載して位置決めし、タブ突出側の1辺において、正極タブフィルム１２とラミネート外装体１８の内面を溶着（２５０℃）により固定した。図１Ｃの参照符号ｃはこの工程における溶着部位を示す。また、この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（４）」の工程に対応する。

次に、図１Ｄに示すように、ラミネート外装体１９をラミネート外装体１８、正極タブフィルム１２及び負極タブフィルム１５に溶着すると共に、電解液注入用孔（図示省略）となる一辺を除いてラミネート外装体１９とラミネート外装体１８との３辺を溶着した。図１Ｄの参照符号ｄはこの工程における溶着部位を示す。この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（５）」の工程に対応する。

このとき、正極タブ１３及び負極タブ１６にはそれぞれ両面に正極タブフィルム１２及び負極タブフィルム１５が接着されているから、正極タブ１３及び負極タブ１６をラミネート外装体１８、１９に溶着することによって固定しても、正極タブ１３及び負極タブ１６がラミネート外装体１８中の金属フィルムと短絡することが抑制される。そのため、正極タブ１３及び負極タブ１６がラミネート外装体１８中の金属箔を介して互いに短絡することが抑制される

最後に、上述の電解液を未封止の注液口から注入した後、減圧下で溶着を行うことにより、図１Ｅに示したように、４辺が封止された本実施形態のペーパー電池１０を得た。この工程は、本発明のペーパー電池の製造方法における「（６）」の工程に対応する。なお、図１Ｅの参照符号ｅはこの工程における溶着部位を示す。

上記実施形態によって製造されたペーパー電池１０は、ラミネート外装体１９を溶着する前に、上記（２）の工程で負極極板１４及び負極タブ１６とラミネート外装体１８とが位置決め固定され、上記（３）の工程でセパレータ１７とラミネート外装体１８とが位置決め固定され、上記（４）の工程で正極極板１１及び正極タブ１３とラミネート外装体１８とが位置決め固定されており、しかも、上記（３）の工程では、セパレータ１７は、タブ突出側の1辺及びタブ突出側と対向する一辺においてラミネート外装体１８に溶着されている。

そのため、上記（５）の工程でラミネート外装体１９をラミネート外装体１８に溶着する際には、全ての構成要件の位置決め固定がなされているため、その後の工程を経ても、正極極板１１と負極極板１４との間の短絡、正極極板１１と負極タブ１６ないし負極極板１４と正極タブ１３との間の短絡が生じ難くなるので、信頼性の高いペーパー電池１０を製造することができるようになるとともに、（４）以降の工程におけるセパレータ１７の浮き上がりが防止されているため、生産性の低下が防止された製造方法となる。

なお、本実施形態のペーパー電池では、２枚のラミネート外装体を用い、正極極板ないし負極極板の周囲の４辺を溶着されているものを示したが、ラミネート外装体として正極極板ないし負極極板よりもサイズが大きいものを一枚使用し、正極極板ないし負極極板の周囲の１辺が折り曲げ部とされ、残りの３辺が溶着されている構成としてもよい。但し、三方封止形の場合、ラミネートシートの折り返し部分の厚みが厚くなる場合があるため、本実施形態のように２枚のラミネート外装体を用い、正極極板ないし負極極板の周囲の４辺を溶着されているものとすることが好ましい。

また、本実施形態における溶着方法としては熱溶着法を採用した例を示したが、レーザー溶着法及び超音波溶着法等も使用可能である。但し、生産性及び正確性を考慮した場合、熱溶着法を採用することが好ましい。

１０…ペーパー電池 １１…正極極板 １２…正極タブフィルム １３…正極タブ １４…負極極板 １５…負極タブフィルム １６…負極タブ １７…セパレータ １８、１９…ラミネート外装体 ａ〜ｅ…溶着部位

Claims (11)

1. 第１の極板と第２の極板との間にセパレータを挟んで積層された電極体と、電解液とがラミネート外装体内に配置され、前記第１の極板に接続された第１電極タブと前記第２の極板に接続された第２電極タブとが前記ラミネート外装体の１辺側から突出され、前記電極体の周囲の前記ラミネート外装体同志が溶着されているペーパー電池であって、
   前記第１電極タブ及び前記第２電極タブにはそれぞれ両面に溶着可能なタブフィルムが接着されており、
   前記セパレータ及び前記タブフィルムは前記ラミネート外装体の内面に溶着により固定されていることを特徴とするペーパー電池。
2. 前記セパレータは、前記第１電極タブ及び前記第２電極タブの一方と重なる箇所、あるいは前記第１電極タブ及び前記第２電極タブの両面に接着されている前記タブフィルムの一方と重なる箇所であって、前記ラミネート外装体同志が前記タブフィルムを介して溶着されている箇所とは異なる箇所で、前記ラミネート外装体の内面と溶着されていることを特徴とする請求項１に記載のペーパー電池。
3. 前記セパレータは、前記第１電極タブ、前記第２電極タブ、及び前記タブフィルムの何れとも重ならない位置においても、前記ラミネート外装体の内面と溶着されていることを特徴とする請求項２に記載のペーパー電池。
4. 前記セパレータの周縁部には、部分的に前記ラミネート外装体の内面の何れとも溶着されていない箇所が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のペーパー電池。
5. 前記セパレータ周縁部の部分的に前記ラミネート外装体の内面の何れとも溶着されていない箇所は、前記セパレータの少なくとも一辺であることを特徴とする請求項４に記載のペーパー電池。
6. 第１の極板と第２の極板との間にセパレータを挟んで積層された電極体と、ラミネート外装体とを具え、前記第１の極板に接続された第１電極タブと前記第２の極板に接続された第２電極タブとが前記ラミネート外装体の１辺側から突出されており、内部に電解液が注液されているペーパー電池の製造方法であって、
   （１）前記第１電極タブの両面に溶着可能な第１タブフィルムを接着すると共に、前記第２電極タブの両面に溶着可能な第２タブフィルムを接着する工程と、
   （２）前記第１の極板を、前記第１電極タブが第１のラミネート外装体の１辺から外部に突出するように、第１のラミネート外装体上に載置し、前記第１タブフィルムを前記第１のラミネート外装体の前記１辺側に溶着する工程と、
   （３）前記セパレータを前記第１の極板上に載置し、前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する工程と、
   （４）前記第２の極板を、前記第２電極タブが前記第１のラミネート外装体の前記１辺側から外部に突出するように、前記セパレータ上に載置し、前記第２タブフィルムを前記第１のラミネート外装体の前記１辺側に溶着する工程と、
   （５）前記第２の極板の表面に第２のラミネート外装体を載置し、前記第２のラミネート外装体の前記１辺側を前記第１のラミネート外装体、前記第１タブフィルム及び前記第２タブフィルムに溶着すると共に、前記第２のラミネート外装体及び前記第１のラミネート外装体の周囲を、注液口形成部分を除いて、溶着する工程と、
   （６）前記注液口から電解液を注液した後、減圧下で前記注液口形成部分を溶着する工程と、
   を含むことを特徴とするペーパー電池の製造方法。
7. 前記（３）の工程における前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する箇所を、前記（４）の工程における前記第２電極タブあるいは前記第２タブフィルムが配置される位置と重なる箇所であって、前記（５）の工程における前記第２のラミネート外装体が前記第１のラミネート外装体及び前記第２タブフィルムに溶着される箇所とは異なる箇所に形成したことを特徴とする、請求項６に記載のペーパー電池の製造方法。
8. 前記（３）の工程における前記セパレータを前記第１のラミネート外装体に溶着する箇所を、更に前記（４）の工程における前記第２電極タブあるいは前記第２タブフィルムが配置される位置とは異なる位置にも形成したことを特徴とする、請求項７に記載のペーパー電池の製造方法。
9. 前記（３）の工程において、前記セパレータの周縁部には、部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着されていない箇所を形成することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のペーパー電池の製造方法。
10. 前記セパレータ周縁部の部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着しない箇所は、前記セパレータの少なくとも１辺であることを特徴とする、請求項９に記載のペーパー電池の製造方法。
11. 前記セパレータ周縁部の部分的に前記第１のラミネート外装体と溶着しない箇所は、少なくとも前記注液口形成部分側の一辺を含むことを特徴とする請求項９に記載のペーパー電池の製造方法。

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