JP2014232592A - ラミネート二次電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないような樹脂塊が形成されたラミネート二次電池を提供する。【解決手段】正極板１及び負極板２を、セパレータ３を介して順次積層してなる電池要素４を、外装樹脂５、コア金属６及び接着樹脂７からなる二のラミネートフィルムの間に収容し、その外周全辺で当接する接着樹脂７同士を融着させ、電池要素４を包装して形成するラミネート二次電池２１は、一方のラミネートフィルムが、電池要素を収容するための凹型成形部９を有し、電池要素の電極端子１９，２０を有しないラミネートフィルム融着辺の少なくとも一辺で、ラミネートフィルム融着辺と凹型成形部とを繋ぐ一方のラミネートフィルムに設けられた湾曲部１１と、湾曲部と比較して電池要素により近い位置の他方のラミネートフィルムに、内部の電池要素側に突出するように設けられた突出部１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池要素がラミネートフィルム同士の融着により包装された二次電池とその製造方法に関する。

ノート型コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等電子機器の普及に伴い、これら電子機器を駆動するための二次電池の需要が拡大している。近年、これら電子機器のほか車両や住宅用の二次電池においては、高機能化の進展に伴い消費電力が増大していることや、小型化が期待されていることから、その容量の増大が求められている。

二次電池としては、正極板、負極板及び正極板と負極板との間に配されるセパレータからなる電池要素を、電解質を非水溶媒に溶解させてなる電解液とともにラミネートフィルムよりなる電池容器に収納したものが普及している。

この電池容器を形成するラミネートフィルムは、金属箔の片面または両面に樹脂層を密着させてなる構成であり、その金属箔は穴のない材料を用いることでフィルム面を透過する方向（ラミネートフィルムの厚さ方向）の気密構造を達成している。また、その樹脂層は、一般に延展性を持つ金属箔の引っ張り強度、突き刺し強度、屈曲弱さ等を補強するうえ、電池要素を収納した後熱融着して封止が可能となるようフィルム面に接着性を付与する機能を有する。すなわち、このラミネートフィルムよりなる電池容器は、電池要素を収納した状態で、ラミネートフィルムの樹脂層を融着して容器を封止している。

しかしながら、電池が過充電状態となったり内部短絡が生じたりすることにより電池が発熱した場合や、高温下に放置された場合に、二次電池容器内部の圧力が上昇すると、ラミネートフィルムの融着部付近の屈曲部に応力が集中するため、電池内側の融着部が剥離し、電池の気密漏れを起こし最悪の場合では液漏れを起こすという問題があった。

この問題に対して、特許文献１には、ラミネートフィルムの融着部で、電池内側に大きく突出した樹脂塊を形成することにより耐久性を高めることが開示されている。特許文献１によれば、電池容器の内部の圧力が増加してラミネートフィルムの融着部を開く方向に力が加わった場合には、樹脂塊を含めたラミネート樹脂全体が変形して力を受けることで、電池容器の損傷を抑えることができる。この場合、電池内側に突出する樹脂塊の大きさ（樹脂量）が、緩和できる応力の大きさに影響を及ぼす。すなわち、樹脂塊の電池内側への突出量が大きくなるほど、緩和できる応力の大きさが大きくなる。

特許第４４３２１４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、クリープ試験のように一定の応力が加わった状態で長時間が経過した場合、樹脂塊を含めたラミネート樹脂全体が変形せずに、樹脂塊とラミネートフィルムの境界部（ラミネート樹脂と樹脂塊の融着部の電池内部側の端部）に応力が集中するようになる。応力の集中は疲労の蓄積を生じさせ、亀裂の起点となる。発生した亀裂は、樹脂塊が融着した樹脂層から金属箔との界面にまで到達し、ラミネートフィルムよりなる電池容器の融着部が剥離するという問題を生じさせる。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないような樹脂塊が形成されたラミネート二次電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなる二のラミネートフィルムの間に収容し、その外周全辺で当接する前記接着樹脂（７）同士を融着させることにより、前記電池要素（４）を包装して形成するラミネート二次電池（２１）であって、前記一方のラミネートフィルムは、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）を有し、前記電池要素の電極端子（１９，２０）を有しない前記ラミネートフィルム融着辺の少なくとも一辺で、前記ラミネートフィルム融着辺と前記凹型成形部とを繋ぐ前記一方のラミネートフィルムに設けられた湾曲部（１１）と、前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い位置の前記他方のラミネートフィルムに、内部の前記電池要素側に突出するように設けられた突出部（１３）とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなる二のラミネートフィルムの間に収容し、その外周全辺で当接する前記接着樹脂（７）同士を融着させることにより、前記電池要素（４）を包装して形成するラミネート二次電池（２１）は、前記一方のラミネートフィルムが、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）を有し、前記電池要素の電極端子（１９，２０）を有しない前記ラミネートフィルム融着辺の少なくとも一辺で、前記ラミネートフィルム融着辺と前記凹型成形部とを繋ぐ前記一方のラミネートフィルムに設けられた湾曲部（１１）と、前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い位置の前記他方のラミネートフィルムに、内部の前記電池要素側に突出するように設けられた突出部（１３）とを備える。

そのため、溶融した接着樹脂（７）は、二のラミネートフィルムの間の接着樹脂（７）の面を滑らかに流動して蓄積されるので、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるという優れた効果を奏する。

また、請求項９に記載の発明は、正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなるラミネートフィルムで形成した二のラミネートフィルム容器（８，８０）の間に収容し、その外周全辺に設けられ前記接着樹脂（７）同士が当接する熱接着部（１０）を融着することにより前記電池要素（４）を包装するラミネート二次電池の製造方法であって、前記熱接着部（１０）での前記ラミネートフィルム容器（８、８０）の融着は、前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を湾曲部円（１２）の円弧形状とする湾曲金型（１５）と、前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を突出部円（１４）の円弧形状で突出させた突出金型（１６）とを対向配置し、前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）との間に前記二のラミネートフィルム容器（８、８０）の前記熱接着部を配置させ、前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）とを前記熱接着部の面に垂直の方向に相互に近接するよう移動させ、前記湾曲部円（１２）と前記突出部円（１４）との最小間隔である融着厚さ（Ｔｂ）が前記ラミネートフィルムの厚さ（Ｔａ）の二倍より小さくなるようにして行われることを特徴とする。

この構成によれば、前記熱接着部（１０）での前記ラミネートフィルム容器（８、８０）の融着は、前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を湾曲部円（１２）の円弧形状とする湾曲金型（１５）と、前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を突出部円（１４）の円弧形状で突出させた突出金型（１６）とを対向配置し、前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）との間に前記二のラミネートフィルム容器（８、８０）の前記熱接着部を配置させ、前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）とを前記熱接着部の面に垂直の方向に相互に近接するよう移動させ、前記湾曲部円（１２）と前記突出部円（１４）との最小間隔である融着厚さ（Ｔｂ）が前記ラミネートフィルムの厚さ（Ｔａ）の二倍より小さくなるようにして行われる。

そのため、溶融した接着樹脂（７）は、相互に離隔するラミネートフィルムのそれぞれの接着樹脂（７）の面に容易に流動して三角形状の樹脂塊を形成することができ、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるという優れた効果を奏する。

また、請求項１０に記載の発明は、正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなるラミネートフィルムで形成した二のラミネートフィルム容器（８，８０）の間に収容し、その外周全辺に設けられ前記接着樹脂（７）同士が当接する熱接着部（１０）を融着することにより前記電池要素（４）を包装するラミネート二次電池の製造方法であって、前記一方のラミネートフィルム容器（８）を予め成形して、前記凹型成形部と前記熱接着部とを繋ぐ湾曲部（１１）と、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）とを設け、前記他方のラミネートフィルム容器（８０）を予め成形して、前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い相当位置に内部の前記電池要素側に突出する突出部（１３）を設けた後に、前記熱接着部を融着することを特徴とする。

この構成によれば、一方のラミネートフィルム容器（８）を予め成形して、前記凹型成形部と前記熱接着部とを繋ぐ湾曲部（１１）と、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）とを設け、前記他方のラミネートフィルム容器（８０）を予め成形して、前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い相当位置に内部の前記電池要素側に突出する突出部（１３）を設けた後に、前記熱接着部を融着する。

そのため、簡易な製造装置でラミネート二次電池を製造することができる。

本発明に係るラミネート二次電池の外周端部を、その部分の融着形態とともに示す縦断面図である。 本発明に係るラミネート二次電池の一部断面斜視図である。 本発明を実施するラミネート二次電池の実施例とその比較例との評価及び計測結果を示す図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

ラミネート二次電池２１は、ラミネートフィルムからなる二のラミネートフィルム容器８、８０の間に電池要素４を収容し、その外周全辺に設けた熱接着部１０同士を当接させた後、熱接着部１０を融着させることにより電池要素４を電解液とともに気密に包装して形成したものである。

電池要素４は、正極板１と負極板２とを、セパレータ３を介して積層したものである。また、電解液は電解質を非水溶媒に溶解させたものである。電池要素４の厚さ寸法は、一般に５〜１０ｍｍである。

正極板１は、正極活物質、導電剤及び結着剤からなる正極合材を適切な溶媒に懸濁させて混合し、スラリーとしたものを正極集電体の片面または両面に塗布し、乾燥することで作製することができる。正極板１は、それから電力を取り出しラミネートフィルム容器の外部へ導くタブ状の部材である正極の電極端子１９を有する。

負極板２は、負極活物質、導電剤及び結着剤からなる負極合材を適切な溶媒に懸濁させて混合し、スラリーとしたものを負極集電体の片面または両面に塗布し、乾燥することで作製することができる。負極板２は、それから電力を取り出しラミネートフィルム容器の外部へ導くタブ状の部材である負極の電極端子２０を有する。

セパレータ３は、正極板１及び負極板２を電気的に絶縁し、電解液を保持する役割を有する。セパレータ３は、例えば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子（ポリエチレン、ポリプロピレン）の多孔膜を用いることができる。なお、セパレータ３は、正極板１と負極板２との絶縁を担保するため、正極板１及び負極板２よりもさらに大きい外形状を有することが好ましい。

ラミネートフィルム容器８は、外周全辺に熱接着部１０を有し、その内側に電池要素４を収容するための凹型成形部９を予め形成させたものである。ラミネートフィルム容器８０は、外周全辺に熱接着部１０を有する平坦な形状のものであり、ラミネートフィルム容器８と同一の平面外形寸法を有する。

ラミネートフィルム容器８、８０を形成させるラミネートフィルムは、二軸延伸ポリエステル樹脂及び二軸延伸ポリアミド樹脂等からなる外装樹脂５と、アルミ箔等でなるコア金属６と、無延伸ポリオレフィン樹脂等でなる接着樹脂７とを前記の順に熱融着又は接着剤により貼り合わせたものである。外装樹脂５は、一般に延展性を持つコア金属６の引っ張り強度、突き刺し強度、屈曲弱さ等を補強する。コア金属６は、穴のない材料を用いることでフィルム面を透過する方向（ラミネートフィルムの厚さ方向）の気密構造を達成させている。接着樹脂７は、電池要素４を収納したラミネートフィルム容器８、８０のラミネートフィルム同士を熱融着して封止が可能となるようフィルム面に接着性を付与させている。接着樹脂７の厚さＴｐは、無延伸ポリオレフィン樹脂の場合７０〜１００μｍであることが好ましい。

ラミネートフィルム容器８，８０で電池要素４を包装するとき、二枚のラミネートフィルム容器８、８０の各接着樹脂７は電池要素４の両端面にそれぞれ当接する。そして、電池要素４の外周全辺に対応する二のラミネートフィルム容器８、８０の外周端部に位置する熱接着部１０では、ラミネートフィルム容器８、８０の接着樹脂７同士が当接する。

ラミネートフィルム容器８及びラミネートフィルム容器８０は、熱接着部１０で当接し、熱接着部１０の面に垂直な方向に対向しつつ近接、離隔移動する湾曲金型１５及び突出金型１６により熱接着部１０が押圧される。このとき、電極端子１９，２０は、両対辺の熱接着部１０において、タブフィルム１８を介して、ラミネートフィルム容器８及びラミネートフィルム容器８０で挟まれる。なお、電極端子１９，２０が、一辺の熱接着部１０に設けられるように構成してもよい。

湾曲金型１５は、熱接着部１０の電池要素４側の端部に対応する端部角部が湾曲部円１２の円弧形状となっている。湾曲金型１５は、湾曲部円１２の接線から熱接着部１０の端面までの幅と、熱接着部１０の辺方向の長さに応じた長さを有する一角のみ角の円みが異なった角柱様体である。湾曲金型１５は、一又は複数の図示しないヒータを備えて温調可能になっている。

突出金型１６は、熱接着部１０の電池要素４側の端部に対応する端部角部が突出部円１４の円弧形状で突出している。突出金型１６は、突出部円１４の接線から熱接着部１０の端面までの幅と、熱接着部１０の辺方向の長さに応じた長さを有する一角の近傍に突出部を有する角柱様体である。突出金型１６は、一又は複数の図示しないヒータを備えて温調可能になっている。

（製造方法）
湾曲金型１５及び突出金型１６は、図示しないプレス装置に取り付けられ、湾曲金型１５及び突出金型１６のいずれか一方又は双方が上下移動して相互に近接・離隔可能となっている。湾曲金型１５及び突出金型１６は、接着樹脂７が溶融する温度となるようヒータにより温調される。接着樹脂７をポリオレフィン樹脂とした実施例では、湾曲金型１５及び突出金型１６の温度は摂氏１８０度乃至２２０度である。

湾曲金型１５はラミネートフィルム容器８の熱接着部１０に、突出金型１６はラミネートフィルム容器８０の熱接着部１０にそれぞれ当接するように、二のラミネートフィルム容器８、８０が図示しないプレス装置に設置される。このとき、湾曲金型１５及び突出金型１６は、突出金型１６の突出部円１４の中心が、湾曲金型１５の湾曲部円１２の中心と比較して電池要素４により近くなるように配置される。

プレス装置は、その駆動機構に設けられた図示しない衝止部により湾曲金型１５と突出金型１６との近接移動を停止する。図１はこの状態を示しており、このとき熱接着部１０は融着されている。それとともに、湾曲金型１５の湾曲部円１２の円弧形状によってラミネートフィルム容器８の熱接着部１０端部に湾曲部１１が成形される。また、突出金型１６の突出部円１４の円弧形状によって、ラミネートフィルム容器８０の熱接着部１０の電池要素４側端部に突出部１３が成形される。なお、突出部１３は円弧形状に限定されず、他の如何なる形状であってもよい。

このとき、湾曲部円１２の中心と突出部円１４の中心とを結ぶ線上に形成され、湾曲部１１と突出部１３との最短間隔を形成する融着厚さＴｂは、ラミネートフィルムの厚さＴａの二倍より小さくなっている。

このような融着工程により、ラミネートフィルム容器８，８０は、熱接着部１０が融着されて電池要素４を電解液とともに封止する。それと同時に、ラミネートフィルム容器８の熱接着部１０に繋がる凹型成形部９の立ち上がり角部は、湾曲金型１５の湾曲部円１２の円弧形状に附型されて湾曲部１１となる。また、ラミネートフィルム容器８０の熱接着部１０電池要素４側の湾曲部１１と比較して電池要素４により近い位置には、突出金型１６の突出部円１４の円弧形状に附型されて突出部１３が成形される。

すなわち、突出金型１６の突出部円１４の円弧形状が、湾曲金型１５の湾曲部円１２の円弧形状と比較して電池要素４により近い位置に、両者が対向するように設けられている。そのため、両者が挟んで押圧するラミネートフィルム容器８，８０の溶融された接着樹脂７は、前記対向位置から相互に離隔するラミネートフィルム容器８，８０のそれぞれの接着樹脂７の面に容易かつ滑らかに流動して三角形状の樹脂塊１７を形成するのである。

なお、上記融着工程の後、熱接着部１０の端面の少なくとも一部を樹脂で被覆し、電池要素４の両側の熱接着部１０を融着面に対し８０度以上、１００度以下の範囲となるように折り曲げて側壁２２（図２に示す）を形成してもよい。また、必要に応じて、側壁２２をテープや接着剤で固定してもよい。

また、湾曲部１１及び突出部１３を熱接着部１０の融着と同時に形成するのではなく、ラミネートフィルム容器８に凹型成形部９と湾曲部１１とを予め成形し、ラミネートフィルム容器８０に突出部１３を予め成形した後に熱接着部１０を融着するようにしてもよい。

（評価）
図３に基づいて、八例の実施例と九例の比較例に係る評価項目又は測定項目について以下に説明する。なお、これらの試料は全て側壁２２を備えたものである。

１［突出部］突出部１３を備えるか否かについての項目である。

２［対向位置］湾曲部１１の断面を観察して、湾曲部１１の中央が突出部１３との最短間隔部となっているか否かを確認する。

３［突出部のＲ］突出部１３の円弧で成形された外装樹脂５としての二軸延伸ポリエステル樹脂でなる表面形状の近似円半径Ｒを、三次元形状測定装置で測定したものである。円弧の近似円半径Ｒは、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。

４［Ｄ］突出部１３の溝深さＤを三次元形状測定装置で測定したものである。溝深さＤは、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

５［Ｔｂ］湾曲部１１と突出部１３とが最短間隔で対向している部分の融着厚さＴｂを断面観察により測定したものである。ラミネートフィルムの厚さＴａと、融着厚さＴｂとの間に、１．３Ｔａ≦Ｔｂ＜１．９Ｔａの関係を有することが好ましい。

６［Ｌ］対向する湾曲部１１と突出部１３との最短間隔である融着厚さＴｂを形成する位置と、セパレータ３の熱接着部１０側の端面との距離Ｌを断面観察により測定したものである。距離Ｌは、２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることが好ましい。また、融着厚さＴｂを形成する位置は、熱接着部１０の電池要素４側の端部でもあり、この位置と熱接着部１０端面との間は、熱接着部の幅Ｍである。熱接着部の幅Ｍの好ましい寸法は３〜１０ｍｍである。

７［Ｔｐ］接着樹脂の厚さＴｐをダイヤルゲージで計測したものである。接着樹脂７の厚さＴｐは、無延伸ポリオレフィン樹脂の場合７０〜１００μｍであることが好ましい。

８［樹脂塊］樹脂塊１７が三角形状で良好な状態に形成されているか否かを断面観察により評価する。

９［切り欠き］切り欠きは、樹脂塊１７と二のラミネートフィルム容器８，８０との間のそれぞれの境界である境界部に形成されるものであって、樹脂塊１７が三角形状であれば切り欠きは存在しない。樹脂塊１７が団子状になったときラミネートフィルム容器８，８０との間の境界部に溝が形成される。その溝の幅寸法が１ｍｍより小さいときに切り欠きと判定する。

１０［耐圧強度Ｍｐａ］車載環境で必要寿命を満足するためには、初期値として０．８Ｍｐａ（摂氏４０度において）より大きいことが必要である。
耐圧強度試験は、正負電極板を有しない正負電極端子を設け、加圧用の水を注入するために平面部に設けた開口にストロー状の樹脂または金属を熱融着して形成した評価用の電池筐体を、四隅にボルト固定用の孔を有する厚さ２０ｍｍのアルミ板の間に、内圧が上昇しても太鼓状に変形しないように挟んで固定し、摂氏４０度の水を注入・加圧して行った。この耐圧強度は、耐圧破壊試験機（長野計器株式会社製ＰＣ７２Ｈ）により計測した。

１１［セパレータダメージ］評価用の電池筐体を解体した後、目視観察により寸法及び外観を評価した。なお、ダメージが大きい場合、セパレータが収縮して正負極間が短絡する可能性がある。また、ダメージが小さく、短絡が起きない場合でも、セパレータの収縮により多孔質の均一性が失われ、透気度や突き刺し強度などの必要性を満足できなくなる可能性がある。

なお、円弧の近似円半径Ｒ及び溝深さＤの形状測定は、平坦な机上（例えば定盤）にラミネート二次電池２１を置き、電池要素部分のほぼ全面が机上面に押し付けられた状態で、非接触三次元形状測定装置（三鷹光器株式会社製ＮＨ−３）を用いて行った。また、その他の測定手段としては、デプスゲージなどの物理的計測のほか、粘土などに形状を転写するなどの方法もある。

図３に示す評価及び計測結果によれば、実施例１乃至８に関しては、全ての評価項目は良好であり、全ての計測項目は好ましい数値範囲にあるので、総合的に良好な判定がなされている。これに対し、比較例１乃至９に関しては、各比較例が評価又は計測結果のいずれかに問題又は好ましい数値範囲から外れたもの（下線を付して示す）を有するので、総合的に不良と判定されている。なお、比較例２は、凹凸を設けた熱接着部品を用いて製造した評価用の電池筐体によるものである。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、正極板１及び負極板２を、セパレータ３を介して順次積層してなる電池要素４を、外装樹脂５、コア金属６及び接着樹脂７からなる二枚のラミネートフィルムの間に収容し、その外周全辺で当接する接着樹脂７同士を融着させることにより、電池要素４を包装して形成するラミネート二次電池２１は、一方のラミネートフィルムが、電池要素４を収容するための凹型成形部９を有し、電池要素４の電極端子１９，２０を有しないラミネートフィルム融着辺の少なくとも一辺で、ラミネートフィルム融着辺と凹型成形部９とを繋ぐ一方のラミネートフィルムに設けられた湾曲部１１と、湾曲部１１と比較して電池要素４により近い位置の他方のラミネートフィルムに、内部の電池要素４側に突出するように設けられた突出部１３とを備える。

そのため、溶融した接着樹脂７は、二枚のラミネートフィルムの間の接着樹脂７の面を滑らかに流動して蓄積されるので、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるという優れた効果を奏する。

また、湾曲部１１及び突出部１３は、ラミネートフィルムにより形成された二のラミネートフィルム容器８，８０の外周全辺で接着樹脂７同士が当接し融着して一体となる熱接着部１０の電池要素４側の位置で二のラミネートフィルム容器８，８０を挟んで対向する。

そのため、溶融した接着樹脂７は、相互に離隔するラミネートフィルムのそれぞれの接着樹脂７の面に容易に流動して切り欠きのない三角形状の樹脂塊を形成することができ、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるという優れた効果を奏する。

また、突出部１３は、外装樹脂５を外表面とするラミネートフィルムに断面円弧状に形成され、その近似円半径Ｒが、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であり、その溝深さＤが、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。

そのため、円弧の近似円半径Ｒが０．５ｍｍより小さかったり、溝深さＤが０．１ｍｍより小さかったりしたときに形成される切り欠きは形成されない。また、円弧の近似円半径Ｒが３．０ｍｍより大きかったり、溝深さＤが１．５ｍｍより大きかったりしたときに突出金型１６の接近によってセパレータ３が損傷される可能性を消滅させる。

また、ラミネートフィルムの湾曲部１１及び突出部１３が設けられた位置と、電池要素４側に互いに離隔する各ラミネートフィルムとの間に断面三角形状の樹脂塊１７が存在する。

そのため、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができる。

また、対向する湾曲部１１と突出部１３との最短間隔である融着厚さＴｂは、ラミネートフィルムの厚さＴａとの間に、｛１．３Ｔａ≦Ｔｂ＜１．９｝Ｔａの関係を有する。

融着厚さＴｂが１．３Ｔａより小さいときのように溶融した接着樹脂７を潰し過ぎた状態では、接着樹脂７が多く押し出されることによりラミネートフィルム容器の耐圧強度が低下する。一方、融着厚さＴｂが１．９Ｔａ以上のときのように溶融した接着樹脂７が殆ど潰されない状態では、樹脂塊１７を形成するだけの樹脂を押し出すことができず、切り欠きの無い樹脂塊１７を形成することができない。このように、融着厚さＴｂが、｛１．３Ｔａ≦Ｔｂ＜１．９Ｔａ｝の関係であれば、断面三角形状の樹脂塊１７が良好に形成されるので、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができる。

また、対向する湾曲部１１と突出部１３との最短間隔である融着厚さＴｂを形成する位置（熱接着部の端部位置）と、セパレータ３の熱接着部１０側の端面との距離Ｌは、２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である。

電池要素４の構成要素のなかで耐熱性の低いセパレータ３は、２ｍｍより近く熱接着部１０に接近すると、融着時の熱により損傷を受ける可能性が高い。一方、熱接着部１０が、セパレータ３から１５ｍｍより遠くに位置すると、ラミネートフィルム容器８，８０同士が離隔して形成する三角形状の頂角が狭くなり、突出部１３による樹脂押し出し効果が低下する。このように、熱接着部１０の端部位置と、セパレータ３の熱接着部１０側の端面との距離Ｌが、２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であれば、断面三角形状の樹脂塊１７が良好に形成されるので、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができる。

また、ラミネートフィルムは、外装樹脂５としての二軸延伸ポリエステル樹脂及び二軸延伸ポリアミド樹脂と、コア金属６としてのアルミ箔と、接着樹脂７としての無延伸ポリオレフィン樹脂とを順次熱融着又は接着剤により貼り合わせたものであって、無延伸ポリオレフィン樹脂の厚さＴｐが７０〜１００μｍである。

接着樹脂７としての無延伸ポリオレフィン樹脂の厚さＴｐが７０μｍより薄いと、樹脂塊１７の形成に必要な樹脂量を押し出すことができない。一方、接着樹脂７としての無延伸ポリオレフィン樹脂の厚さＴｐが１００μｍより厚いと、押し出された樹脂が充填空間からはみ出して、接着樹脂７より耐熱温度の低いセパレータ３を溶融させる。このように、無延伸ポリオレフィン樹脂の厚さＴｐが７０〜１００μｍであれば、断面三角形状の樹脂塊１７が良好に形成されるので、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるとともに、セパレータ３の安全が確保できる。

また、熱接着部１０は、その端面の少なくとも一部が樹脂で被覆され、電池要素４の両側に熱接着部１０の融着面に対し８０度以上、１００度以下の範囲となるように折り曲げられた側壁２２を有する。

そのため、ラミネート二次電池容器の横幅寸法が短縮されることにより、ラミネート二次電池の小型化が可能となる。

また、熱接着部１０でのラミネートフィルム容器８、８０の融着は、熱接着部１０の電池要素４側の端部に対応する端部角部を湾曲部円１２の円弧形状とする湾曲金型１５と、熱接着部１０の電池要素４側の端部に対応する端部角部を突出部円１４の円弧形状で突出させた突出金型１６とを対向配置し、湾曲金型１５と突出金型１６との間に二のラミネートフィルム容器８、８０の熱接着部１０を配置させ、湾曲金型１５と突出金型１６とを熱接着部１０の面に垂直の方向に相互に近接するよう移動させ、湾曲部円１２と突出部円１４との最小間隔である融着厚さＴｂがラミネートフィルムの厚さＴａの二倍より小さくなるようにして行われる。

そのため、溶融した接着樹脂７は、相互に離隔するラミネートフィルムのそれぞれの接着樹脂７の面に容易に流動して三角形状の樹脂塊を形成することができ、ラミネートフィルムの境界部に応力による亀裂が発生しないラミネート二次電池容器を得ることができるという優れた効果を奏する。

また、一方のラミネートフィルム容器８を予め成形して、凹型成形部９と前記熱接着部とを繋ぐ湾曲部１１と、電池要素４を収容するための凹型成形部９とを設け、他方のラミネートフィルム容器８０を予め成形して、湾曲部１１と比較して電池要素４により近い相当位置に内部の電池要素４側に突出する突出部１３を設けた後に、熱接着部１０を融着する。

そのため、簡易な製造装置でラミネート二次電池を製造することができる。

なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１ 正極板
２ 負極板
３ セパレータ
４ 電池要素
５ 外装樹脂
６ コア金属
７ 接着樹脂
８、８０ ラミネートフィルム容器
９ 凹型成形部
１０ 熱接着部
１１ 湾曲部
１２ 湾曲部円
１３ 突出部
１４ 突出部円
１５ 湾曲金型
１６ 突出金型
１７ 樹脂塊
１９、２０ 電極端子
２１ ラミネート二次電池
２２ 側壁
Ｔａ ラミネートフィルムの厚さ
Ｔｂ 融着厚さ
Ｔｐ 接着樹脂の厚さ
Ｄ 溝深さ
Ｌ 距離
Ｒ 近似円（湾曲部円、突出部円）半径

Claims (10)

1. 正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなる二のラミネートフィルムの間に収容し、その外周全辺で当接する前記接着樹脂（７）同士を融着させることにより、前記電池要素（４）を包装して形成するラミネート二次電池（２１）であって、
   前記一方のラミネートフィルムは、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）を有し、
   前記電池要素の電極端子（１９，２０）を有しない前記ラミネートフィルム融着辺の少なくとも一辺で、
   前記ラミネートフィルム融着辺と前記凹型成形部とを繋ぐ前記一方のラミネートフィルムに設けられた湾曲部（１１）と、
   前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い位置の前記他方のラミネートフィルムに、内部の前記電池要素側に突出するように設けられた突出部（１３）と、
   を備えることを特徴とするラミネート二次電池。
2. 前記湾曲部（１１）及び前記突出部（１３）は、前記ラミネートフィルムにより形成された二のラミネートフィルム容器（８，８０）の外周全辺で前記接着樹脂同士が当接し融着して一体となる熱接着部（１０）の前記電池要素側の位置で前記二のラミネートフィルム容器を挟んで対向することを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
3. 前記突出部（１３）は、前記外装樹脂（５）を外表面とする前記ラミネートフィルムに断面円弧状に形成され、その近似円半径（Ｒ）が、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であり、その溝深さ（Ｄ）が、０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート二次電池。
4. 前記ラミネートフィルムの前記湾曲部（１１）及び前記突出部（１３）が設けられた位置と、前記電池要素側に互いに離隔する前記各ラミネートフィルムとの間に断面三角形状の樹脂塊（１７）が存在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラミネート二次電池。
5. 前記ラミネートフィルムの厚さ（Ｔａ）と、対向する前記湾曲部と前記突出部との最短間隔である融着厚さ（Ｔｂ）との間に、１．３Ｔａ≦Ｔｂ＜１．９Ｔａの関係を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のラミネート二次電池。
6. 対向する前記湾曲部と前記突出部との最短間隔である融着厚さ（Ｔｂ）を形成する位置と、前記セパレータ（３）の前記熱接着部側の端面との距離（Ｌ）は、２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のラミネート二次電池。
7. 前記ラミネートフィルムは、前記外装樹脂（５）としての二軸延伸ポリエステル樹脂及び二軸延伸ポリアミド樹脂と、前記コア金属（６）としてのアルミ箔と、前記接着樹脂（７）としての無延伸ポリオレフィン樹脂とを順次熱融着又は接着剤により貼り合わせたものであって、前記無延伸ポリオレフィン樹脂の厚さ（Ｔｐ）が７０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のラミネート二次電池。
8. 前記熱接着部（１０）は、その端面の少なくとも一部が樹脂で被覆され、前記電池要素（４）の両側に前記熱接着部の融着面に対し８０度以上、１００度以下の範囲となるように折り曲げられた側壁（２２）を有することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載のラミネート二次電池。
9. 正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなるラミネートフィルムで形成した二のラミネートフィルム容器（８，８０）の間に収容し、その外周全辺に設けられ前記接着樹脂（７）同士が当接する熱接着部（１０）を融着することにより前記電池要素（４）を包装するラミネート二次電池の製造方法であって、
   前記熱接着部（１０）での前記ラミネートフィルム容器（８、８０）の融着は、
   前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を湾曲部円（１２）の円弧形状とする湾曲金型（１５）と、前記熱接着部の前記電池要素側の端部に対応する端部角部を突出部円（１４）の円弧形状で突出させた突出金型（１６）とを対向配置し、
   前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）との間に前記二のラミネートフィルム容器（８、８０）の前記熱接着部を配置させ、
   前記湾曲金型（１５）と前記突出金型（１６）とを前記熱接着部の面に垂直の方向に相互に近接するよう移動させ、
   前記湾曲部円（１２）と前記突出部円（１４）との最小間隔である融着厚さ（Ｔｂ）が前記ラミネートフィルムの厚さ（Ｔａ）の二倍より小さくなるようにして行われることを特徴とするラミネート二次電池の製造方法。
10. 正極板（１）及び負極板（２）を、セパレータ（３）を介して順次積層してなる電池要素（４）を、外装樹脂（５）、コア金属（６）及び接着樹脂（７）からなるラミネートフィルムで形成した二のラミネートフィルム容器（８，８０）の間に収容し、その外周全辺に設けられ前記接着樹脂（７）同士が当接する熱接着部（１０）を融着することにより前記電池要素（４）を包装するラミネート二次電池の製造方法であって、
    前記一方のラミネートフィルム容器（８）を予め成形して、前記凹型成形部と前記熱接着部とを繋ぐ湾曲部（１１）と、前記電池要素を収容するための凹型成形部（９）とを設け、
    前記他方のラミネートフィルム容器（８０）を予め成形して、前記湾曲部と比較して前記電池要素により近い相当位置に内部の前記電池要素側に突出する突出部（１３）を設けた後に、前記熱接着部を融着することを特徴とするラミネート二次電池の製造方法。

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