JP2015015113A - ラミネート密閉電池 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時における保護部材を設ける作業性を簡易にしつつ、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部を確実に被覆して電池の信頼性を高めることができるラミネート密閉電池を提供する。
【解決手段】正極と負極とを有する発電要素体と、熱可塑性樹脂で金属箔をラミネートしたラミネート樹脂フィルム（２１，２２）よりなり、前記ラミネート樹脂フィルムの直線状の外端縁同士を該外端縁に沿って矩形に溶着して前記発電要素体の周縁を封止し該発電要素体を収納する外装（２０）と、を備えるラミネート密閉電池において、前記外装の外端縁（Ｅ₀long，Ｅ₁）の溶着面（Ｅ₀ｗ）には、金属接着性を有し且つ前記熱可塑性樹脂フィルムよりも融点が低い接着性低融点樹脂層（２３ａ）で少なくとも片方の表面が覆われた金属箔層（２３ｍ）を備えた金属箔部材（２３１）が挿入されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ラミネート樹脂フィルムよりなる外装に、発電要素体を収納して密閉状態に封止するラミネート密閉電池に関する。

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、二次電池の容量の増大が求められている。二次電池の中でも非水電解液二次電池（特に、リチウムイオン二次電池）は、高容量化が可能であることから種々の電子機器に利用されている。

非水電解液二次電池は、発電要素体を電池容器内に収納して構成できる。また、電池の軽量化を図れる電池容器として、ラミネート樹脂フィルムを外装材として利用する方法が広く知られており、発電要素体は密閉状態で収納可能となる。

このラミネート樹脂フィルムは、例えば金属箔に熱可塑性樹脂よりなる樹脂層を密着状態で積層させて成形されている。金属箔を用いることによりラミネート樹脂フィルムの厚さ方向の気密性が確保されている。また、樹脂層を積層することにより、金属箔単層の電池容器の種々の短所を補える他、熱溶着等の方法によってフィルム面に接着性を付与して開口部の封止を行い、フィルムの面方向の気密性が確保されるようになる。

例えば、ラミネート樹脂フィルム内に発電要素体を配置した状態でその周縁のラミネート樹脂フィルムを加圧状態で加熱し、樹脂層を溶融させ、重ね合わされたフィルムの外端縁同士を溶着し、密閉状態で発電要素体を収納したラミネート密閉電池が製造される。

また、ラミネート密閉電池は、複数個積み重ねる等して組電池として使用に供される場合がある。この際、金属製の筐体に各ラミネート密閉電池が収納され、組電池としての空間効率や剛性が担保されている。

ところで、代表的な非水電解液二次電池であるリチウムイオン二次電池では、電池の内部に水分が侵入すると電池性能が低下するという問題が提起されている。例えば、電池を外装するラミネート樹脂フィルム中の金属がアルミニウム箔の場合、アルムニウム箔が組電池の金属製の筐体と接触した状態で外部の水と接触すると、アルミニウムが腐食（電食）される現象が起こりうる。

また、所定の外形状をなすように、溶着後に外装の外端縁を切断して成形する製造工程を有する場合もあって、ラミネート樹脂フィルム中のアルミニウム箔は、フィルム外端縁の端面において不可避的に外部に露出してしまう。また、フィルム外端縁の端面は、組電池の構造上、金属製の筐体と接触し易くなっている。この部分のアルミニウム箔が腐食してしまうと、アルミニウム箔層の喪失分に応じて外装の気密性が劣化し、水分（水蒸気）がより容易に外装内部に浸入し易くなる。すると、浸入水分と電解質とが反応して例えばフッ酸が生成し、生成したフッ酸は発電要素体である電極などの部材を腐蝕し、電池性能の劣化が進む。

さらに、過充電や内部短絡により電池が発熱して異常に温度上昇する場合や高温下に放置される場合も起こりうる。このような場合に密閉電池の電池内部でガスが発生して外装内部の圧力が上昇すると、アルミニウム箔層の喪失により外端縁部の溶着強度が損なわれている状況下で、電池内側からのラミネート樹脂フィルム溶着面の剥離に拍車がかかる。電池の気密漏れによって最悪の場合では液漏れを起こしかねないという問題があった。

この問題に対して、特許文献１には、ラミネート密閉電池の外装であるラミネート樹脂フィルムの破損を防止するため、長辺側のフィルム外端縁部の端面を保護部材で覆う技術が記載されている。具体的には、接着剤を塗布又は両面テープを貼着した外端縁部を折り返して外装フィルムの外側面に貼りつけたり、外端縁部の端面にコの字型のソケットをかぶせた状態で同様に貼りつけたり、外端縁部を２回折りして端面が外部に露出しないようにしたりする方法が開示されている。この方法によれば、外端縁の溶着部を折り曲げた状態で固定する構成なので、金属筐体に接触しないように外端縁部の端面を保護できる。

特開２００７−３３５３０９号公報

しかしながら、外端縁部の端面を保護することでラミネート樹脂フィルム中のアルミニウム箔の腐食を抑制し、水分の浸入を防いで電池性能維持し、耐久性能を向上することはできるが、それぞれの保護部材を設ける作業が必要となる。特に、両面テープ、接着剤を用いた固定では、高温高湿環境下で保護部材が剥離する可能性があり、例えば車載環境等には適していない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造時における作業性を簡易にしつつ、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部を確実に被覆して電池の信頼性を高めることができるラミネート密閉電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のラミネート密閉電池は、正極と負極とを有する発電要素体と、熱可塑性樹脂で金属箔をラミネートしたラミネート樹脂フィルムよりなり、ラミネート樹脂フィルムの直線状の外端縁同士を外端縁に沿って矩形に溶着して発電要素体の周縁を封止し発電要素体を収納する外装と、を備えるラミネート密閉電池において、外装の外端縁の溶着面には、金属接着性を有し且つ前記熱可塑性樹脂フィルムよりも融点が低い接着性低融点樹脂層で少なくとも片方の表面が覆われた金属箔層を備える金属箔部材が挿入されていることを特徴とする。

この構成によれば、外装の外端縁部の端面に、接着性低融点樹脂層の樹脂よりなり外端縁部の端面を保護する被覆を形成することができる。この被覆は、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部を起点にその金属箔が腐食するのを防止する。よって、ラミネート密閉電池の信頼性を高めることができる。

より具体的には、溶着時には、外装の外端縁の溶着面に挿入された金属箔部材表面の接着性低融点樹脂が、ラミネート樹脂フィルムの熱可塑性樹脂よりも先に流動する。その際に、金属箔部材の金属箔層は、接着性低融点樹脂層の溶融樹脂が溶着面から外部にはみ出すようにその流動方向を良好に規制する。また、金属箔部材を溶着予定面に予めセットした後は、通常のラミネート樹脂フィルムの溶着工程と同様の作業を行うだけの簡易な方法で上記の被覆を形成することができる。

また、ラミネート樹脂フィルムと接着性低融点樹脂層との熱可塑性樹脂同士の接着強度は確保され、接着性低融点樹脂層は金属箔層と良好に接着するので、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部の溶着強度は十分大きく確保される。

第１実施形態に係るリチウムイオン２次電池の斜視図であって、正極近辺を一部破断した図である。 同じく、リチウムイオン２次電池を構成する各部材について、外端縁部を折り返す前の平面配置を示す概略図である。 図１のIII- III線断面図である。 第２実施形態の電池について図２同様に各部材についての平面配置を示す概略図である。 第２実施形態の電池について図１のIII-III線断面に相当する図である。 第２実施形態の変形例の電池について図１のIII-III線断面に相当する図である。 第３実施形態の電池について図２同様に各部材についての平面配置を示す概略図である。 第３実施形態の電池について図１のVIII-VIII線断面図である。 第１変形例の電池について図１のIII-III線断面に相当する図である。 第２変形例の電池について図１のIII-III線断面に相当する図である。 第３変形例の電池について図１のIII-III線断面に相当する図である。

［第1実施形態］
以下、本発明のラミネート密閉電池をリチウムイオン二次電池（以下、単に電池Ｂとも記す）に適用した実施形態１について、図１ないし図３を参照しながら説明する。

本実施形態の電池Ｂは、図１に示すように、発電要素体を構成する積層型の電極体１１及び非水電解液（図示せず）を、ラミネート樹脂フィルム２１，２２からなる外装２０内に収納してなるものである。なお、図１において、符号Ｖは上下方向、Ｌは長手方向、Ｓは短手方向を意味する。

電極体１１は、正極板１１ａと負極板１１ｃとを有し、略方形の正極板１１ａと負極板１１ｃとをセパレータ（図示せず）を介して交互に所定枚数積層してなり、略直方体状の全体形状を有する。正極板１１ａと負極板１１ｃには、所定の方法で正極端子１２と負極端子１３がそれぞれ接続されており、正極端子１２及び負極端子１３は、外装２０の相対向する一対の短手外端縁部Ｅ₀ａ，Ｅ₀ｃからそれぞれ反対方向に向けて外部に導出されている。電池Ｂは、正極端子１２及び負極端子１３を介して外部機器に接続し、適宜充放電を行うことで使用に供される。

正極板１１ａは、アルミニウムなどの金属により形成された正極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質を含んだ正極合剤層を備えており、正極集電体には、アルミニウム製の正極端子１２が溶接されている。また、負極板１１ｃは、銅などの金属により形成された負極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を含んだ負極合剤層を備えており、負極集電体には、銅製の負極端子１３が溶接されている。

外装２０は、略長方形状をなす２枚のラミネート樹脂フィルム２１，２２を上下方向に重ね合わせ、外端縁２１２，２２２同士を長方形の４辺に沿って溶着して形成される。上側のラミネート樹脂フィルム２１の中央には、電極体１１を収納可能な方形状の凸部２１１が上方に突出してエンボス成形されている。凸部２１１の周縁の４方の外端縁２１２は、長方形の４辺に相当する長尺矩形状にそれぞれ形成され、それぞれ平坦なフランジ状をなす。この外端縁２１２の下面と、下面に重なり合わさる下側のラミネート樹脂フィルム２２の外端縁２２２の上面とが熱溶着され、２枚のラミネート樹脂フィルム２１，２２間の開口部が封止されて外装２０の外端縁部Ｅ₀が形成される。外端縁部Ｅ₀は、溶着前の上側のラミネート樹脂フィルム２１の外端縁２１２の形状に対応して、同様に凸部２１１周縁の４方に長尺矩形状に形成され、溶着直後には平坦なフランジ状をなす。

また、溶着面Ｅ₀ｗは外端縁部Ｅ₀の４方の長尺矩形状に応じた領域を有しており、４方の外端縁部Ｅ₀のうち、長辺側で相対向する一対の長手外端縁部Ｅ₀longの溶着面Ｅ₀ｗには、それぞれ金属箔部材２３１が挿入されている。長辺側の溶着面Ｅ₀ｗに挿入される金属箔部材２３１の本体部は、２辺の長手外端縁部Ｅ₀longの溶着面Ｅ₀ｗに略相似小形の長尺矩形状をなす。また、金属箔部材２３１の本体部は、金属箔層２３ｍの外側の端面２３ｍｅが長手外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅと同一面になるように挿入されている。

また、長手外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅは、後述するように、金属箔部材２３１の低融点樹脂層２３ａをなす樹脂が溶融し、端面Ｅ₀ｅから外部に流出し、端面Ｅ₀ｅを覆った状態で固化した結果形成される外端面被覆部２３ａｅで覆われる。外端面被覆部２３ａｅは、ラミネート樹脂フィルム２１，２２の金属製のアルミニウム層２１ｂ，２２ｂの端面が外装２０の外部に露出しないように保護する部分である。

そして、２辺の長手外端縁部Ｅ₀longは、外端縁部Ｅ₀の形成後に凸部２１１の立ち上がり側面２１１ａに添うように上方に折り返される。この結果、外装２０長辺側の対向縁部には、２辺の折り返し形状保持縁部Ｅ₁が形成される。この際、外端縁部Ｅ₀longの溶着面Ｅ₀ｗに挿入された金属箔部材２３１の本体部も外端縁部Ｅ₀longと共に折り返されて、金属箔部材２３１には、長手方向に沿って折り曲げ部２３ｂ₁が形成される。

また、４方の外端縁部Ｅ₀のうち、短辺側で相対向する一対の短手外端縁部Ｅ₀ａ，Ｅ₀ｃにおいて、一方側の短手外端縁部Ｅ₀ａ中央の上下のラミネート樹脂フィルム２１，２２の間からは、正極端子１２が導出され、さらに正極端子１２の図１において短手方向右側からは、負極リード端子２３ｃ₁が引き出されている。負極リード端子２３ｃ₁は、２辺の長手外端縁部Ｅ₀longにそれぞれ挿入された２辺の金属箔部材２３１のうち、右側の１辺の金属箔部材２３１の本体部を一方側の短手外端縁部Ｅ₀ａに延長して形成されている。また、他方側の短手外端縁部Ｅ₀ｃ中央の上下のラミネート樹脂フィルム２１，２２の間からは、負極端子１３が導出されている。

負極リード端子２３ｃ₁は、金属箔部材２３１の本体部を一方側の短手外端縁部Ｅ₀ａの溶着面Ｅ₀ｗに沿うように短手方向内側に９０°屈曲させ、さらに正極端子１２と接触しないように長手方向外側に９０°屈曲させた形状で外装２０の外部に引き出されている。また、他方側の溶接端縁部２３ｃ₂は、金属箔部材２３１の本体部を他方側の短手外端縁部Ｅ₀ｃに沿うように短手方向内側に９０°屈曲させ溶着面Ｅ₀ｗ内において負極端子1３に溶接されている。他方側の溶接端縁部２３ｃ₂を介して負極端子１３と接続する負極リード端子２３ｃ₁は、一方側の短手外端縁部Ｅ₀ａにおいて上記のとおり引き出されて、正極端子１２と共に正負間電圧検出用の端子とする部分であり、外部のＥＣＵに接続される。

なお、外装２０の短手外端縁部Ｅ₀ａ，Ｅ₀ｃのそれぞれの溶着面Ｅ₀ｗにおいて、正極端子１２、負極端子１３、及び溶接端縁部２３ｃ₂の一部分が、上下方向からそれぞれタブフィルム１２ａ，１３ａに挟まれている。タブフィルム１２ａ，１３ａは、各金属端子と、ラミネート樹脂フィルムのアルミニウム層との間の絶縁性確保のために挿入されるフィルムである。

また、上側および下側の各ラミネート樹脂フィルム２１，２２は、図３に示すように、最も外側に形成されるフィルム層２１ａ，２２ａと、このフィルム層２１ａ，２２ａを所定の方法でラミネートしたアルミニウム箔からなるアルミニウム層２１ｂ，２２ｂと、このアルミニウム層２１ｂ，２２ｂの内側に形成される溶着層２１ｃ，２２ｃとを順に積層した三層構造をなしている。フィルム層２１ａ，２２ａの材料としては、ポリエチレンテレフタレートやナイロン等を用いることができ、溶着層２１ｃ，２２ｃの材料としてはポリプロピレン等を用いることができる。

そして、金属箔部材２３１は、ステンレス製の金属箔からなる金属箔層２３ｍの両面に低融点樹脂着層２３ａを積層した三層構造をなしている。

金属箔層２３ｍは、箔状でありながらも自身の形状を保持可能な剛性を有している。よって、長辺側の外端縁部Ｅ₀longと共に折り返されることによって、折り返し形状保持縁部Ｅ₁の折り返し形状を保持可能になっている。金属箔部材２３１が挿入されていないフィルム二枚重ねのみからなる外端縁部を折り返した場合、折り返し外力を取り去った自然状態で放置すれば元の平坦形状に復元しかねない。一旦折り返し状に曲げ変形された金属箔層２３ｍは、この復元力に抵抗して自身の形状を保持し、折り返し形状保持縁部Ｅ₁を支えることができる。

また、低融点樹脂着層２３ａの材料としては、ラミネート樹脂フィルム２１，２２の溶着層２１ｃ，２２ｃをなすポリプロピレン等の樹脂よりも融点が低く（成形温度が２００℃以下）、かつ、金属箔層２３ｍ及びポリプロピレン等への接着性が高い樹脂を使用できる。より具体的には、酸変性ポリオレフィン、低融点アクリル樹脂を好適に使用することができる。特に好ましくは、酸変性ポリオレフィンとして、ＴＯＹＯＢＯ社製のポリオレフィン用ホットメルト接着剤である商品名「トーヨータック」（無水マレイン酸変性ポリプロピレン）を使用することができる。また、低融点アクリル樹脂として、代表的にはポリメタクリル酸メチル樹脂を好ましく使用できる。

本実施形態の電池Ｂは、例えば以下の方法により製造することができる。

所定の方法で作製した正極板１１ａと負極板１１ｃをセパレータを介した状態で所定の複数枚交互に積層させる。正負の各電極板１１ａ、１１ｃに正負の各電極端子１２，１３を溶接する。また、周囲との絶縁を確保するために電極体１１の最外周をセパレータで巻回する。

別途、上記のラミネート樹脂フィルムを準備する。ラミネート樹脂フィルムは１枚あたりで１５０〜２００μmの厚さを有する。ラミネート樹脂フィルムを所定の大きさに切断し、電極体１１を収納するための凸部２１１をプレス成型する。

また、別途、金属箔部材２３１を準備する。具体的には、厚み１０μｍ程度のステンレス製の金属箔の両面に、酸変性ポリオレフィンの樹脂層又はポリメタクリル酸メチルの樹脂層を積層する。ペレット状、シート状いずれでも、適宜加熱下で塗布したり貼着したりして好適に密着状態で積層できる。低融点樹脂層２３ａの厚みは２０〜５０μｍとすることができる。この樹脂層を積層したステンレス箔を上記の金属箔部材２３１の形状に切断する。

そして、上記の電極体１１を上側のラミネート樹脂フィルム２１の凸部２１１の内側に収納する。正極端子１２及び負極端子１３のそれぞれが、フィルムの外端縁２１２から突出した状態で収納される。また、溶着予定面であるフィルムの外端縁２１２の長辺側の２辺のうち片辺に、屈曲形状の金属箔部材２３１の本体部を配置すべく、金属箔部材２３１の溶接端縁部２３ｃ₂を負極端子１３に溶接し、負極リード端子２３ｃ₁を外端縁から引き出す。また、長辺側の他辺に、本体部だけのストレート形状の金属箔部材２３１を配置する。

さらに、電極体１１を収納した上側のラミネート樹脂フィルム２１の上方から、下側のラミネート樹脂フィルム２２を重ね合わせる。この際、長辺側の２辺の外端縁２１２、２２２間には、金属箔部材２３１が挿入されており、低融点樹脂層２３ａと溶着層２１ｃ，２２ｃ、又は溶着層２１ｃ，２２ｃ同士が対向した状態で下側のラミネート樹脂フィルム２２を重ね合わせる。

別途調製した電解液を注入する。

電解液が注入された状態で、重ね合わせたラミネート樹脂フィルムの外端縁同士を溶着して封止する。加圧条件下で加熱する溶着作業開始時には、ラミネート樹脂フィルム２１，２２の熱可塑性樹脂（溶着層２１ｃ、２２ｃの樹脂）の融点未満でフィルムが未だ溶融しない状態の低温時でも、金属箔部材２３１の低融点樹脂層２３ａの樹脂が最初に溶融する。すると、液化した低融点樹脂層２３ａの溶融樹脂は、金属箔層２３ｍの表面を流動方向の案内面として、ラミネート樹脂フィルムの溶着（予定）面Ｅ₀ｗに沿って外装の外端縁部Ｅ₀の外部方向に滑らかに流動し、さらに溶着面Ｅ₀ｗから外装２０の外部に容易にはみ出してその端面Ｅ₀ｅを覆う。

この後に本来の溶着層２１ｃ，２２ｃの溶着温度まで温度上昇するのに伴って、ラミネート樹脂フィルムの熱可塑性樹脂よりなる溶着層２２ｃ，２２ｃが溶融し、ラミネート樹脂フィルムの溶着層２１ｃ，２２ｃ同士の、又はラミネート樹脂フィルムの溶着層２１ｃ，２２ｃと金属箔部材２３１の低融点樹脂層２３ａとの、溶融樹脂がそれぞれの境界面において相溶して溶着する。

溶着作業後に常温に戻った後には、長辺側の溶着面Ｅ₀ｗに金属箔部材２３１が挿入された状態で外装の外端縁部Ｅ₀が溶着及び封止される。また、外端縁の端面Ｅ₀ｅには、外端縁部Ｅ₀longから外部にはみ出して端面Ｅ₀ｅを覆ったそのままの状態で固化した低融点樹脂層２３ａの樹脂よりなる外端面被覆部２３ａｅが形成される。外端面被覆部２３ａｅは、溶融樹脂が金属箔層２３ｍの表面に沿って滑らかに端面Ｅ₀ｅに移動、はみ出した結果形成されるので、端面Ｅ₀ｅ全面を良好にかさぶた状に覆う。

溶着後、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀longを凸部２１１の立ち上がり側面２１１ａに沿うように折り返して折り返し形状保持縁部Ｅ₁を成形する。

初期充放電処理を行い、本発明のラミネート密閉電池の一つの実施形態であるリチウムイオン二次電池が製造される。

外装２０の外端縁部Ｅ₀のうち折り返し形状保持縁部Ｅ₁が金属製の筐体Ｃや水分、塩分等に接触したとしても端面Ｅ₀ｅが外端面被覆部２３ａｅで保護されていて、ラミネート樹脂フィルム中のアルミニウム層２１ｂ，２２ｂを介した導電現象が生じない。アルミニウム金属箔の腐食が抑止され、折り返し形状保持縁部Ｅ₁の溶着強度が維持されて外装の耐久性が高められ、電池Ｂの信頼性が高められている。

以上詳述したことから明らかなように、第１実施形態のラミネート密閉電池Ｂは、正極板１１ａと負極板１１ｃとを有する発電要素体と、熱可塑性樹脂よりなる溶着層２１ｃ，２２ｃで金属箔のアルミニウム層２１ｂ，２２ｂをラミネートしたラミネート樹脂フィルム２１，２２よりなり、ラミネート樹脂フィルムの直線状の外端縁２１２，２２２同士を該外端縁に沿って矩形に溶着して発電要素体の周縁を封止し該発電要素体を収納する外装２０と、を備え、外装の外端縁の溶着面Ｅ₀ｗには、金属接着性を有し且つ熱可塑性樹脂フィルムよりも融点が低い金属接着性を有する低融点樹脂層２３ａで両表面が覆われた金属箔層２３ｍを備えた金属箔部材２３１が挿入されていることを特徴とする。

この構成によれば、外装の外端縁の端面Ｅ₀eに、金属接着性を有する低融点樹脂層２３ａの樹脂よりなり、外端縁の端面Ｅ₀eを保護する外端面被覆部２３ａｅを形成することができる。この外端面被覆部２３ａｅは、ラミネート樹脂フィルムよりなる外端縁部Ｅ₀long(Ｅ₁)を起点にそのアルミニウム層２１ｂ，２２ｂが腐食するのを防止する。よって、ラミネート密閉電池Ｂの信頼性を高めることができる。

より具体的には、溶着時には、ラミネート樹脂フィルム２１，２２の外端縁２１２，２２２の溶着予定面に挿入された金属箔部材２３１表面の低融点樹脂層２３ａの樹脂が、ラミネート樹脂フィルムの熱可塑性樹脂よりも先に流動する。その際に、金属箔部材２３１の金属箔層２３ｍは、低融点樹脂層２３ａの溶融樹脂が溶着面Ｅ₀ｗから外部にはみ出すようにその流動方向を良好に規制する。また、金属箔部材２３１を溶着予定面に予めセットした後は、通常のラミネート樹脂フィルムの溶着工程と同様の作業を行うだけの簡易な方法で外端面被覆部２３ａｅを形成することができる。

また、ラミネート樹脂フィルム２１，２２と低融点樹脂層２３ａとの熱可塑性樹脂同士の接着強度は確保され、低融点樹脂層２３ａは金属箔層２３ｍと良好に接着するので、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀long（Ｅ₁）の溶着強度は十分大きく確保される。

また、外装２０は、発電要素体を収納するためのその方形状の周縁に沿った凸部２１１がエンボス成形された上側のラミネート樹脂フィルム２１と、下側のラミネート樹脂フィルム２２の外端縁２１２，２２２同士を溶着して成形されており、外装の外端縁部（折り返し形状保持縁部Ｅ₁）は、凸部２１１の立ち上がり面２１１ａに添うように折り返して形成されており、さらに、金属箔層２３ｍは、自身の形状を保持可能な剛性を有しており、外装の外端縁部は、溶着面Ｅ₀ｗに挿入された金属箔部材２３１の外端縁と共に折り返して形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、片側のラミネート樹脂フィルム２１だけがエンボス成形された凸部２１１を有する外装を有するので、同形状の発電要素体を収納して外装の外端縁部に同じ溶着面積を確保して封止する条件下では、凸部が形成されず電極体の側面に沿うように外端縁部を単に折り返した外装等と比較して、外装の全体形状を小型化可能であり、電池Ｂの体積当たりの容量確保の観点で有利になる。また、外端縁の溶着面Ｅ₀ｗに自身の形状を保持可能な剛性を有するステンレスの金属箔層２３ｍを備えた金属箔部材２３１が挿入されており、外端縁部のラミネート樹脂フィルムと共に金属箔層２３ｍの外端縁部も折り返されているので、この結果形成される折り曲げ部２３ｂ₁部分が折り返し形状保持縁部Ｅ₁の折り返し形状を保持する効果を奏する。

より具体的には、電池の使用中において、振動や加圧等の外力が働いても、折り返し形状保持縁部Ｅ₁（外端縁部）の折り曲げ形状が保持されるので電池の耐久性を向上できる。また電池内部においてガスが発生して内部から加圧される場合であっても、同様に折り曲げ形状が保持されるので、電池の耐久性を向上できる。

また、正極端子１２及び負極端子１３は外装の外端縁部Ｅ₀のうち相対向する一対の短手外端縁部Ｅ₀ａ、Ｅ₀ｃからそれぞれ外部に導出され、金属箔層２３ｍは導電性を有するステンレスよりなり、金属箔部材２３１片端の溶接端縁部２３ｃ₂は、負極端子１３が導出される一方の短手外端縁部Ｅ₀ｃの溶着面Ｅ₀ｗにおいて負極端子１３に接続され、金属箔部材２３１は、他方の短手外端縁部Ｅ₀ａから金属箔部材２３１の他端を外部に引き出して延出させた負極リード端子部２３ｃ₁を有することを特徴とする。

この構成によれば、１つのセル状の電池Ｂにおいて、正極端子１２と負極端子１３とが外装の相対向する２辺の短手外端縁部Ｅ₀ａ、Ｅ₀ｃからそれぞれ反対方向に向けて導出されている場合でも、正極端子１２と、溶接端縁部２３ｃ₂を介して負極端子１３に接続された負極リード端子２３ｃ₁と、を同一の１辺の短手外端縁部Ｅ₀ａから同じ方向に向けて引き出せる。よって、このセル電池を組電池化した際に、各セル電池の電圧検出のためのＥＣＵとの配線の取り回しを容易にできる効果を奏する。

また、金属箔層２３ｍの厚みは、１０μｍ〜５００μｍであることを特徴とする。

この構成によれば、金属箔層２３ｍを１０μｍ〜５００μｍの範囲の厚みを有する汎用の金属箔材料で形成することにより、外装２０の外端縁部Ｅ₀long(Ｅ₁)の剛性を適切な範囲に維持できる。

すなわち、金属箔層２３ｍの厚みが１０μｍより小さいと、金属箔部材２３１の剛性が不十分で折り返し形状保持縁部Ｅ₁の折り返し状態を保持できず、耐久性向上の効果が不足しかねない。５００μｍより大きいと、外端縁部Ｅ₀longの剛性が大きくなり過ぎて折り返し加工の作業効率が損なわれかねない。ステンレス製の金属箔層２３ｍの厚みが１０μｍ程度であると特に好ましい。

また、金属箔層２３ｍは、アルミニウム、ステンレス、銅のいずれかの金属を主成分とすることを特徴とする。

この構成によれば、アルミニウム、ステンレス、銅のいずれの金属材料でも適当な剛性を有しており、外装２０全体のコンパクトさ維持できる範囲のなるべく薄い厚みでも好適に自身の形状を保持できる。また、いずれの金属材料でも適当に小さい電気抵抗率を有しており、容易に金属薄層の両端抵抗を小さくでき、電池のエネルギー損失を抑えることができる。

また、金属接着性を有する低融点樹脂層２３ａは、酸変性ポリオレフィン樹脂又は低融点アクリル樹脂のいずれかの樹脂を原料とすることを特徴とする。

酸変性ポリオレフィン樹脂又は低融点アクリル樹脂は金属接着性を有するので、金属箔層２３ｍの金属材料に対して良好に接着できる。よって、溶着面Ｅ₀ｗの溶着強度を十分確保できる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂又は低融点アクリル樹脂は、ラミネート樹脂フィルムの溶着層２１ｃ，２２ｃの熱可塑性樹脂より先に溶融するので、溶着時に速やかに溶着（予定）面Ｅ₀ｗ間を流動できる。よって、外端面被覆部２３ａｅを良好に形成しうる。

また、金属箔層２３ｍの表面は、クロメート処理されていることを特徴とする。

この構成によれば、金属箔層２３ｍ表面の耐食性を高めることができる。

具体的には、リチウムイオン二次電池において密閉電池内部でフッ酸が生成した場合等に、溶着面Ｅ₀ｗに挿入されている金属箔層２３ｍが腐食されるのを防止して溶着強度を維持できうる。

［第1実施形態の変形例］
上述した第１実施形態では、金属箔部材２３１の低融点樹脂層２３ａが金属箔層２３ｍの両面に積層される３層構造としたがこの構成に限られない。低融点樹脂層２３ａが片面に積層される２層構造であっても構わない。低融点樹脂層２３ａが金属箔層２３ｍ片面だけに積層されている場合でも、低融点樹脂層２３ａの溶融樹脂を外端縁部から外部に流出させて、端面Ｅ₀ｅを被覆する外端面被覆部２３ａｅを形成することができる。

また、上側のラミネート樹脂フィルム２１だけが凸部２１１を有する片側エンボス成形の外装の例を示したがこの構成に限られない。両側エンボス成形の外装であっても、折り返し形状保持縁部Ｅ₁の折り返し形状が保持されて外装の小型化を維持しながら耐久性を確保することができる。

また、長辺側の２辺の外端縁部のうち片方の１辺の金属箔部材２３１の本体部を延出させて負極リード端子２３ｃ₁を形成する構成を示したが、他方の金属箔部材２３１の本体部を延出させて同様に正極リード端子を形成する構成でも構わない。さらに、２辺両方の金属箔部材２３１，２３１がそれぞれ反対方向に延出されて正極リード端子及び負極リード端子を形成する構成でも構わない。いずれの構成でも、組電池化した際に、各セル電池の電圧検出のためのＥＣＵとの配線の取り回しを容易に行える。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電池Ｂ２について、主に第１実施形態と異なる構成に関して説明する。第２実施形態に係る電池Ｂ２は、第１実施形態と同様に、積層型の電極体１１及び非水電解液を、ラミネート樹脂フィルム２１，２２からなる外装２０内に収納してなるものであり、金属箔部材２３２の構成が第１実施形態と異なっている。なお、以下の第１実施形態と異なる各実施形態及び変形例の説明において、第１実施形態と同構成については同符号を付して図示し、また、説明を省略する。

第２実施形態の金属箔部材２３２は、上側のラミネート樹脂フィルム２１の凸部２１１を形成する凸曲部２１１ｃの内表面２１１ｂをも連続的に覆うように溶着面Ｅ₀ｗに挿入される。つまり、図４及び図５に示すように、金属箔部材２３２の本体部は、溶着面Ｅ₀ｗよりもフィルム内側に配置する凸部２１１の内表面をも一部覆う幅広に形成されている。

金属箔部材２３２は、第１実施形態と同様に、長辺側の２辺の長手外端縁部Ｅ₀longに沿って２本挿入され、金属箔部材２３２の本体部における金属箔層２３ｍの外側の端面２３ｍｅを、外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅに揃えて挿入される。溶着後には、外端縁部Ｅ₀longは第１実施形態と同様に折り返されて、金属箔部材２３２には折り曲げ部２３ｂ₁が形成されている。

また、金属箔部材２３２の本体部における内側の端面２３ｍｉは、凸部２１１の凸曲部２１１ｃよりも短手方向内側に配置される。つまり溶着面Ｅ₀ｗより短手方向内側に配置される金属箔部材２３２の部分は、凸部２１１の内表面を覆うように密着され、凸部２１１の立ち上がり側面２１１ａの裏面である内側面、及び凸部２１１の底面に向けて添うように上側のラミネート樹脂フィルム２１と共に屈曲されている。金属箔部材２３２には、この底面と内側面とがなす角度に凸曲部２１１ｃに沿って屈曲された第２の折り曲げ部２３ｂ₂が形成され、内側面と溶着面Ｅ₀ｗとがなす角度に凹曲部２１１ｄに沿って屈曲された第３の折り曲げ部２３ｂ₃が形成されている。

以上説明したことから明らかなように、第２実施形態のラミネート密閉電池Ｂ２は、金属箔部材２３２は、凸部２１１を形成する凸曲部２１１ｃの内表面２１１ｂをも連続的に覆うように、溶着面Ｅ₀ｗに挿入された金属箔部材の部分とひと続きにつながって形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、凸部２１１の凸曲部２１１ｃの内表面２１１ｂを覆う金属箔部材２３２の部分には、凸曲部２１１ｃに沿った第２の折り曲げ部２３ｂ₂が形成される。また、金属箔部材２３２の凸曲部２１１ｃの内表面２１１ｂを覆う部分と溶着面Ｅ₀ｗに挿入される部分とは連続的にひと続きにつながって形成されており、金属箔部材２３２には、凸部２１１と溶着面Ｅ₀ｗとがなす角度に屈曲する第３の折り曲げ部２３ｂ₃が形成される。よって、金属箔部材２３２中の金属箔層２３ｍは自身の形状を保持する剛性を有するので、第２及び第３の各折り曲げ部２３ｂ₂、２３ｂ₃に沿って、凸曲部２１１ｃの曲げ形状及び溶着面Ｅ₀ｗ内端部の曲げ形状をも保持できる効果を奏する。

より具体的には、電池内部でガスが発生する場合には、ラミネート樹脂フィルムの屈曲成形部分である凸部２１１の凸曲部２１１ｃや溶着面Ｅ₀ｗの内端部では、電池内部の圧力上昇により集中的に応力が生じ、損傷を受ける可能性が高まる。ここで、金属箔部材２３２が挿入ないし密着する屈曲形状の剛性が充分保持されており、応力への抵抗力が高められることで損傷が生じるのを抑止することができ、外装の耐久性を向上させることができる。

［第２実施形態の変形例］
上述した第２実施形態では、１枚状の金属箔部材２３２において、折り曲げ部２３ｂ₁と第２折り曲げ部２３ｂ２と第３折り曲げ部２３ｂ₃と、が形成されている構成を示したが、折り曲げ部２３ｂ₁と第２折り曲げ部２３ｂ₂とが別個の金属箔部材２３１，２３３によってそれぞれ形成されていても構わない。

すなわち、図６に示すとおり、折り返し形状保持縁部Ｅ₁は、溶着面Ｅ₀ｗに挿入された低融点樹脂層２３ａで表面が覆われ且つ自身の形状を保持可能な剛性を有する金属箔層２３ｍを備えた金属箔部材２３１と共に折り返して形成されており、凸部２１１を形成する凸曲部２１１ｃは、低融点樹脂層２３ａで少なくとも片方の表面が覆われ且つ自身の形状を保持可能な剛性を有する他の金属箔層２３ｍを備えた他の金属箔部材２３３で内表面２１１ｂが覆われている構成とすることができる。

この構成によれば、第１実施形態と同様に、金属箔部材２３１が折り返し状に挿入されることによって、外端縁部Ｅ₀longを折り返して形成される折り返し形状保持縁部Ｅ₁の形状が保持されるとともに、他の金属箔部材２３３によって凸曲部２１１ｃの内表面２１１ｂが覆われているので、凸部２１１の屈曲形状の剛性を高めることもできる。よって、外装２０の耐久性を高めることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電池Ｂ３について、主に第１及び第２の各実施形態と異なる構成に関して説明する。第３実施形態に係る電池Ｂ３は、金属箔部材２３４の構成が第１実施形態と異なっている。

第３実施形態の金属箔部材２３４は、エンボス形成された上側のラミネート樹脂フィルム２１の内表面全体２１３を覆うようにラミネート樹脂フィルム２１に積層されている。つまり、図７及び図８に示すように、第１実施形態と同様に金属箔層２３ｍの両面に低融点樹脂層２３ａを備えた１枚の３層構造の金属箔部材２３４が、同じく３層構造の上側のラミネート樹脂フィルム２１の内側に積層されている。つまりラミネート樹脂フィルム２１は、外側から順にフィルム層２１ａ、アルミニウム層２１ｂ、溶着層２１ｃ、低融点樹脂層２３ａ、金属箔層２３ｍ、低融点樹脂層２３ａの６層積層構造をなす。例えば、予め上側のラミネート樹脂フィルム２１と同形状にエンボス成形した金属箔部材２３４をラミネート樹脂フィルム２１の内表面全体２１３に重ね合わせて積層できる。

また、金属箔部材２３４の短辺側の一方の短手外端縁部２３４ａにおいて、電極体１１の収納時に正極端子１２と重なり合う部分には、所定の方法で絶縁部材２３４ａ₂が設けられており、正極端子１２との絶縁が確保されている。金属箔部材２３４の他方の短手外端縁部２３４ｃにおいて、負極端子１３と重なり合う部分には、所定の方法で負極端子１３との溶接部２３４ｃ₂が形成されている。そして、負極リード端子２３４ｃ₁は、短手外端縁部２３４ａにおいて正極端子１２の短手方向右側に配置する部分を、短手外端縁部Ｅ₀ａから小長方形状に外部に延出させて形成されている。これにより、溶接部２３４ｃ₂を介して負極端子１３と接続する負極リード端子２３４ｃ₁は、一方側の短手外端縁部Ｅ₀ａにおいて上記のとおり引き出されて、正極端子１２と共に正負間電圧検出用の端子とされる。

以上説明したことから明らかなように、第３実施形態のラミネート密閉電池Ｂ３は、金属箔部材２３４は、エンボス形成された上側のラミネート樹脂フィルム２１の内表面全体２１３を覆うようにラミネート樹脂フィルム２１に重なり合わされていることを特徴とする。

この構成によれば、上側のラミネート樹脂フィルム２１の内表面全体２１３に金属箔部材２３４が積層されるので、凸部２１１がエンボス成形された上側のラミネート樹脂フィルム２１の剛性が最も大きく確保され、外装２０全体に亘ってよりよく耐久性を高められる。

また、金属箔部材２３４の外端縁部を溶着面に挿入するために、ラミネート樹脂フィルム２１，２２に対して金属箔部材２３４を配置決めする作業をより容易に行える。

具体的には、上側のラミネート樹脂フィルム２１に対して、これと同形状の金属箔部材２３４を揃えて重ね合わせる工程と、この状態でラミネート樹脂フィルム２１，２２の外端縁２１２，２２２同士を溶着する工程とを経て、外装２０の外端縁部Ｅ₀に金属箔部材２３４の外端縁部を挿入することができる。つまり、他の実施形態では、ラミネート樹脂フィルム２１の外端縁２１２の長辺側２辺に２本状の金属箔部材の本体部をそれぞれに配置する手間な作業工程を経たうえで外端縁２１２，２２２同士の溶着を行うが、本実施形態では不要となる。

また、正極端子１２及び負極端子１３は外装の外端縁のうち一対の短手外端縁部Ｅ₀ａ、Ｅ₀ｃからそれぞれ外部に導出され、金属箔層２３ｍは導電性金属よりなり、金属箔部材２３４の他方の短手外端縁部２３４ｃは、負極端子１３の他方の短手外端縁部Ｅ₀ｃの溶着面Ｅ₀ｗにおいて溶接部２３４ｃ₂を介して負極端子１３に接続され、金属箔部材２３４は、一方の短手外端縁部Ｅ₀ａにおいて、一方の短手外端縁部２３４ａを正極端子１２と電気的に絶縁するとともに、一方の短手外端縁部２３４ａを外部に引き出して延出させた負極リード端子２３４ｃ₁を有することを特徴とする。

この構成によれば、１つのセル状の電池Ｂ３において、正極端子１２と負極端子１３とが外装の相対向する２辺の短手外端縁部Ｅ₀ａ、Ｅ₀ｃからそれぞれ反対方向に向けて突出形成されている場合でも、正極端子１２と、負極端子１３に接続された負極リード端子２３４ｃ₁と、を同一の１辺の短手外端縁部Ｅ₀ａから同じ方向に向けて引き出せる。よって、このセル電池Ｂ３を組電池化した際に、各セル電池Ｂ３の電圧検出のためのＥＣＵとの配線の取り回しを容易にできる効果を奏する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることはいうまでもない。

［第１変形例］
上述した各実施形態では、外装の外端縁部は、溶着面に挿入された自身の形状を保持可能な剛性を有する金属箔部材の外端縁部と共に折り返して形成されている構成について示したがこの例に限られない。溶着面に挿入される金属箔部材の剛性が自身の形状を保持できるほど十分でなくとも構わない。また、金属箔部材２３５の外端縁部が外装の外端縁部と共に折り返されていない構成でも構わない。

例えば、図９に示すとおり、外装の外端縁の溶着面Ｅ₀ｗに、金属接着性を有し且つ熱可塑性樹脂フィルムよりも融点が低い低融点樹脂層２３ａで両面が覆われた金属箔層２３ｍを備えた金属箔部材２３５が挿入されている電池において、外装２０は、発電要素体を収納するためのその方形状の周縁に沿った凸部２１１が少なくとも片方にエンボス成形されたラミネート樹脂フィルムの外端縁同士を溶着して成形されており、外装の外端縁部Ｅ₀longは、凸部２１１の立ち上がり側面２１１ａに添うように折り返して形成されている構成とすることができる。

この構成であっても、簡易な作業で、長手外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅに外端面被覆部２３ａｅを形成でき、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅを起点に腐食するのを防げる。

つまり、他の実施形態同様に、溶着時に外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅから低融点樹脂層２３ａの溶融樹脂を外部にはみ出させることができる。

［第２変形例］
また、上述した各実施形態では、金属箔部材は金属箔層の両面に低融点樹脂層を備える構成を示したが、この例に限られない。例えば、図１０に示すとおり、金属箔部材２３６は、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀longに沿って半幅に２つ折りにされ、折り山２３６ｂが外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅと反対側に配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、金属箔部材２３６の低融点樹脂層２３ａの樹脂うち、半幅に２つ折りにされて金属箔層２３ｍに挟み込まれ、折り山２３６ｂより外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅ側方向にしか流動路を有さない樹脂を溶着時に流動させ、より確実に端面Ｅ₀ｅを覆う外端面被覆部２３６ａｅを形成することができる。よって、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀の端面Ｅ₀ｅを起点に腐食するのをよりよく防げる。

［第３変形例］
また、上述した各実施形態では、金属箔部材の低融点樹脂層２３ａは、金属箔層２３ｍの表面に沿って均一の肉厚を有する構成を示したが、この例に限られない。例えば、図１１に示すとおり、金属箔部材２３７は、外装の外端縁部Ｅ₀longの側において低融点樹脂層２３７ａの厚みが肉厚に形成されている構成とすることができる。

この構成によれば、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀longの端面Ｅ₀ｅ近辺において、肉厚に形成されている分だけ金属箔部材２３７の低融点樹脂層２３７ａの樹脂の流動量をより多く確保できるので、より確実に端面Ｅ₀ｅを覆う外端面被覆部２３６ａｅを形成することができる。よって、ラミネート樹脂フィルムの外端縁部Ｅ₀の端面Ｅ₀ｅを起点に腐食するのをよりよく防げる。

また、他の実施形態ではラミネート樹脂フィルムの長辺側の長手外端縁部Ｅ₀longを折り返して外装２０を形成する構成を示したが、外端縁部Ｅ₀は必ずしも折り返されていなくても構わない。例えば電極体１１の高さに応じた厚みを有する全体が略平板状の外装でも構わない。

また、外装は、ラミネート樹脂フィルムの少なくとも片方に発電要素体を収納する凸部がエンボス成形されている構成を示したが、エンボス成形されないラミネート樹脂フィルムを用いる構成でも構わない。例えば１枚のラミネート樹脂フィルムによって電極体を包み込み、三方又は四方を溶着等して密閉する方法を例示できる。

また、上記した各変形例の２つ折り状の金属箔部材２３６や、端面近くの低融点樹脂層が肉厚の金属箔部材２３７を実施形態１ないし３の各電池に用いる構成でも構わない。

［ラミネート密閉電池］
以下、本発明のラミネート密閉電池にについて上述した各実施形態の他、拡張ないし補足的に説明を行う。本発明のラミネート密閉電池は、上記した外装を備える電池であること以外は従来公知のラミネート密閉電池と同様の構成とすることができ、電池の種類は特に限定されない。また、本発明のラミネート密閉電池において、発電要素体は、正極と負極を有する構成であれば特に限定されるものではない。

まず、発電要素体への水分の浸入が大きな問題になるリチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池に採用することが望ましい。非水電解液二次電池は、正極活物質を正極集電体に保持してなる正極板、負極活物質を負極集電体に保持してなる負極板、電解質を非水溶媒に溶解させてなる非水電解液を、必要であれば正極板と負極板との間にセパレータを配した状態で有する発電要素体を、外装に収納して形成できる。なお、その他の水分の浸入が問題にならない電池であっても電池内外の密閉性は高い方が望ましいことが多いため、本発明に係るラミネート密閉電池とすることができる。

以下の説明においては、代表的なリチウムイオン二次電池を中心に適宜に説明を行う。

（外装）
本発明のラミネート密閉電池は、熱可塑性樹脂で金属箔をラミネートしたラミネート樹脂フィルムよりなる外装で発電要素体を収納する。本発明に係る外装は、ラミネート樹脂フィルムの外端縁同士を外端縁に沿って溶着して発電要素体の周縁を封止し、発電要素体を密閉状態に収納するものである。

外装は、発電要素体を収納するための収納部と、ラミネート樹脂フィルムの外端縁を重ね合わせて、外端縁同士を溶着した外端縁部とを有する。外装は、２枚以上のラミネート樹脂フィルムを組合わせ、発電要素体を収納して外端縁同士を溶着して密閉する構成でも、１枚のラミネート樹脂フィルムによって屈曲、巻回などにより発電要素体を包み込んだ状態で外端縁同士を溶着して密閉する構成でも、構わない。また、収納部は、プレス加工等によって、ラミネート樹脂フィルムに発電要素体の周縁の形状に沿った凸部をエンボス成形することにより良好に形成できる。

外端縁部は、収納本体部の内部に発電要素体を収納した後に、ラミネート樹脂フィルムの外端縁の溶着予定面を封止した結果形成される。外端縁部は、外装の開口部を封止して電池を密閉状態に維持する部分である。溶着により封止される溶着面部分の形状は限定されないが、溶着ないし接着強度を確保して信頼性を高める観点からは、溶着面の面積が大きい方が望ましい。一方、電池の単位体積当たりのエネルギー密度を高めるためには、ラミネート密閉電池の小型化を図るべきところ、直接電池反応に寄与しない外端縁部の面積は、最小限に抑えるのが望ましい。直方体状の発電要素体の周縁に沿って、ラミネート樹脂フィルムの直線状の外端縁を矩形状の溶着面を有するように溶着して外装を封止する方法は、電池の信頼性とエネルギー密度との均衡を維持する観点から望ましい。

ラミネート樹脂フィルムケースを構成するラミネート樹脂フィルムは、従来のラミネート樹脂フィルムケースに使用されているフィルムを用いることができる。

ラミネート樹脂フィルムは、金属箔（銅、アルミニウム、ステンレスなど）の片面又は両面に熱可塑性樹脂層を密着させてなる構成を有する。この場合に、内部の電解質に接触する部分と熱融着により接合する部分とで材料を変えることが可能になり適正な材料が選択できる。ラミネート樹脂フィルムは、例えば外周面を形成するフィルム層の樹脂が代表的にはポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド等の耐熱性樹脂よりなり、金属箔がアルミニウム箔よりなり、内周面を形成する溶着層の樹脂がポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンよりなるフィルムを用いることができる。また、金属箔、樹脂層のそれぞれは、多層が積層して形成されていてもよい。

なお、外装を形成するラミネート樹脂フィルムの金属箔や樹脂層は、水分透過性、強度、質量、化学的安定性など、必要に応じて選択することができる。また、ラミネート樹脂フィルム全体並びにそれぞれの樹脂層及び金属箔の厚さは、特に限定されるものではない。

金属箔部材は、金属箔（銅、アルミニウム、ステンレスなど）の片面または両面に熱可塑性樹脂であって、金属接着性を有しかつラミネート樹脂フィルムの特に溶着層の樹脂よりも融点が低い樹脂層を密着させてなる構成を有する。「融点が低い」は、例えば成形温度が２００℃以下の樹脂を意味する。金属接着性を有する低融点樹脂層としては、酸変性ポリオレフィン、低融点アクリル樹脂などを好適に使用できる。

酸変性ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンにカルボキシル基、水酸基、無水マレイン酸基、アクリル酸基、アクリル酸エステル基等の金属と結合性を有する官能基が導入されたもの、主モノマーとしてのエチレン、プロピレン等のオレフィンとアクリル酸、酢酸ビニル、グリシジルメタクリレート、アクリル酸メチル等のコモノマーを重合して得られるオレフィン共重合体等公知のものを用いることができる。

また、例えば、主骨格を構成するポリプロピレンの全部又は一部に不飽和カルボン酸やその無水物がグラフト共重合してなる酸変性ポリプロピレンを用いることができる。

変性ポリプロピレンの主骨格を構成するポリプロピレンは、プロピレンのホモ重合体、又はプロピレンと他の単量体とからなるブロック共重合体又はランダム共重合体である。

他の単量体としては、例えば、エチレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン等が挙げられ、これらはポリプロピレン中に１種又は２種以上の組合せが含まれていてもよい。

ポリプロピレンにグラフト共重合される不飽和カルボン酸又はその無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸、無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物などが挙げられる。

酸変性ポリプロピレンは、これらのグラフト単量体を１種単独又は２種以上の組合せを含んでいてもよい。これらの中でも、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが好ましい。

また、低融点アクリル樹脂としては、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等を用いることができ、ポリメタクリル酸メチルが好ましい。

また、金属箔部材は１０μｍ程度の金属箔の両表面に、片面あたり２０〜５０μｍ程度の金属接着性低融点樹脂層を密着させて好適に使用できる。

（発電要素体）
発電要素体は、正負の電極体を有する。具体的には、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した状態で形成した電極体、非水電解液を、有する構成を例示できる。このとき、積層体を巻回して巻回体としてもよい。さらに、巻回体を径方向に圧縮した扁平型の巻回体としてもよい。

負極板は、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又は両面に塗布し、乾燥することで作製することができる。

負極の活物質としては、特に限定されるものではなく、従来公知の負極活物質を用いることができる。具体的には、黒鉛などの容量を発現する物質を特に挙げることができる。

負極活物質は、従来公知の導電材や結着剤等の添加剤を含有していても良い。

導電材としては、炭素材料、金属粉、導電性ポリマーなどを用いることができる。導電性と安定性の観点から、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラックなどの炭素材料を使用することが好ましい。

結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ素樹脂共重合体（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）、ＳＢＲ、アクリル系ゴム、フッ素系ゴム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、スチレン・マレイン酸樹脂、ポリアクリル酸塩、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）などをあげることができる。

溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと記す）などの有機溶媒又は水などをあげることができる。

負極集電体としては、従来公知の集電体を用いることができ、銅、ステンレス、チタンあるいはニッケルからなる箔、メッシュなどを用いることができる。

正極板は、正極活物質、導電剤及び結着剤からなる正極合材を適当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に塗布し、乾燥することで作製することができる。

正極の活物質としては、種々の金属酸化物、金属硫化物、リチウム含有酸化物、導電性高分子などを用いることができる。例えば、ＭｎＯ₂、ＴｉＳ₂、ＴｉＳ₃、ＭｏＳ₃、ＦｅＳ₂、Ｌｉ_(1-x)ＭｎＯ₂、Ｌｉ_(1-x)Ｍｎ₂Ｏ₄、Ｌｉ_(1-x)ＣｏＯ₂、Ｌｉ_(1-x)ＮｉＯ₂、ＬｉＶ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₅、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリチオフェン、ポリピロール、及びそれらの誘導体、安定ラジカル化合物等を具体的に挙げることができる。なお、これらの正極活物質におけるｘは０〜１の数を示す。各々にＬｉ、Ｍｇ、Ａｌ、又はＣｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ等の遷移金属を添加又は置換した材料等であってもよい。また、これらのリチウム−金属複合酸化物を単独で用いるばかりでなくこれらを複数種類混合して用いることもできる。

正極の導電材としては、黒鉛の微粒子、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノファイバなどのカーボンブラック、多孔質導電性炭素材料などが使用されるが、これらに限定されない。

結着剤としては、例えば、ＰＶＤＦ、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴムなどがあげられるが、これらに限定されない。

正極活物質などが分散する溶媒としては、通常は結着剤を溶解する有機溶剤が使用される。例えば、ＮＭＰ、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ−Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどをあげることができるが、これらに限定されない。

正極集電体としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル等からなる箔、メッシュなどを用いることができる。

電解液において電解質を溶解する非水溶媒は、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートより選ばれる少なくとも一種を主成分とする溶媒を用いることができる。

電解質は、その種類が特に限定されるものではないが、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄及びＬｉＡｓＦ₆から選ばれる無機塩、これらの無機塩の誘導体、ＬｉＳＯ₃ＣＦ₃、ＬｉＣ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₃、ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂、ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｃ₂Ｆ₅）₂及びＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）（ＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉）等から選ばれる有機塩、並びにこれらの有機塩の誘導体の少なくとも１種であることが望ましい。

電解質の濃度についても特に限定されるものではなく、用途に応じ、電解質及び有機溶媒の種類を考慮して適切に選択することが好ましい。

セパレータは、正極板及び負極板を電気的に絶縁し、電解液を保持する役割を果たす。セパレータは、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、セパレータは、正極と負極との絶縁を担保するため、正極及び負極よりもさらに大きいものとするのが好ましい。

電極体は、正極板及び負極板のそれぞれに電気的に接続された、導体よりなる電力取り出し用の部材を有する。電力取り出し用の部材は、ラミネート樹脂フィルム外装の内部と外部とを電気的に接続する。電力取り出し用の部材は、正極板及び負極板のそれぞれに電気的に接続した部材（例えば、電極端子）としたり、正極板及び負極板のそれぞれに設けられたタブとしたりすることができる。

電力取り出し用の部材は、ラミネート樹脂フィルムの溶着面に挿入された状態で固定することができる。なお、電力取り出し用の部材と溶着面の樹脂との間に、溶着面の樹脂とは異なる樹脂よりなる樹脂層を配していてもよい。

本発明に係るラミネート密閉電池を複数個組み合わせて組電池を形成してもよい。この場合、発電要素体がラミネート樹脂フィルムの外装に収納されてなる本発明の電池を、電気的に直列及び／又は並列に接続した状態で、金属や樹脂等の剛性を有する材質よりなる筐体に収納した構成とすることができる。

Ｂ，Ｂ２，Ｂ３：電池（ラミネート密閉電池）
１１：電極体
１２：正極端子
１３：負極端子
２０：外装
２１，２２：ラミネート樹脂フィルム
２１１：凸部
２１１ａ：立ち上がり側面
２１１ｂ：（凸曲部の）内表面
２１１ｃ：凸曲部
２１３：（ラミネート樹脂フィルムの）内表面全体
２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６，２３７：金属箔部材
２３ａ：低融点樹脂層（接着性低融点樹脂層）
２３ａｅ，２３６ａｅ，２３７ａｅ：外端面被覆部
２３ｂ₁：折り曲げ部
２３ｂ₂：第２の折り曲げ部
２３ｍ：金属箔層
２３ｃ₁，２３４ｃ₁：負極リード端子（金属箔状端子部）
Ｅ₀：外端縁部
Ｅ₀long：長手外端縁部
Ｅ₀ａ，Ｅ₀ｃ：短手外端縁部（電極導出外端縁）
Ｅ₀ｗ：溶着面
Ｅ₀ｅ：端面
Ｅ₁：折り返し形状保持縁部（外端縁部）

Claims (14)

1. 正極（１１ａ，１２）と負極（１１ｃ，１３）とを有する発電要素体と、
   熱可塑性樹脂（２１ａ，２２ａ，２１ｃ，２２ｃ）で金属箔（２１ｂ，２２ｂ）をラミネートしたラミネート樹脂フィルム（２１，２２）よりなり、前記ラミネート樹脂フィルムの直線状の外端縁同士を該外端縁に沿って矩形に溶着して前記発電要素体の周縁を封止し該発電要素体を収納する外装（２０）と、を備えるラミネート密閉電池において、
   前記外装の外端縁（Ｅ₀long，Ｅ₁）の溶着面（Ｅ₀ｗ）には、金属接着性を有し且つ前記熱可塑性樹脂フィルムよりも融点が低い接着性低融点樹脂層（２３ａ）で少なくとも片方の表面が覆われた金属箔層（２３ｍ）を備える金属箔部材（２３１〜２３７）が挿入されていることを特徴とするラミネート密閉電池。
2. 前記金属箔部材（２３７）は、前記外装の外端縁の側において前記接着性低融点樹脂層（２３７ａ）の厚みが肉厚に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のラミネート密閉電池。
3. 前記金属箔部材（２３６）は、前記ラミネート樹脂フィルムの外端縁に沿って半幅に２つ折りにされ、折り山（２３６ｂ）が外装の外端縁の端面（Ｅ₀ｅ）の反対側に配置されてい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密閉電池。
4. 前記外装は、前記発電要素体を収納するためのその方形状の周縁に沿った凸部（２１１）が少なくとも片方にエンボス成形された前記ラミネート樹脂フィルム（２１）の外端縁同士を溶着して成形されており、
   前記外装の外端縁は、前記凸部の立ち上がり面（２１１ａ）に添うように折り返して形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。
5. 前記金属箔部材（２３１、２３２、２３４）の金属箔層は、自身の形状を保持可能な剛性を有しており、
   前記外装の外端縁（Ｅ₁）は、前記溶着面に挿入された前記金属箔部材の外端縁と共に折り返して形成されていることを特徴とする請求項４に記載のラミネート密閉電池。
6. 前記凸部を形成する凸曲部（２１１ｃ）は、前記接着性低融点樹脂層で少なくとも片方の表面が覆われ且つ自身の形状を保持可能な剛性を有する金属箔層を備えた他の金属箔部材（２３３）で内表面（２１１ｂ）が覆われていることを特徴とする請求項５に記載のラミネート密閉電池。
7. 前記金属箔部材（２３２）は、前記凸部を形成する凸曲部の内表面をも連続的に覆うように、前記溶着面に挿入された前記金属箔部材の部分とひと続きにつながって形成されていることを特徴とする請求項５に記載のラミネート密閉電池。
8. 前記金属箔部材（２３４）は、前記エンボス形成された前記ラミネート樹脂フィルムの内表面全体（２１３）を覆うように前記ラミネート樹脂フィルムに重なり合わされていることを特徴とする請求項５に記載のラミネート密閉電池。
9. 前記正極及び負極は前記外装の外端縁のうち相対向する一対の電極導出外端縁（Ｅ₀ａ、Ｅ₀ｃ）からそれぞれ外部に導出され、前記金属箔層は導電性金属よりなり、
   前記金属箔部材（２３１、２３２）の片端（２３ｃ₂）は、前記正極又は負極のいずれか一方の前記電極導出外端縁（Ｅ₀ｃ）の溶着面において前記正極又は負極に接続され、
   前記金属箔部材は、他方の前記電極導出外端縁（Ｅ₀ａ）から前記金属箔部材の他端を外部に引き出して延出させた正極又は負極の金属箔状端子部（２３ｃ₁）を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。
10. 前記正極及び負極は前記外装の外端縁のうち一対の電極導出外端縁からそれぞれ外部に導出され、前記金属箔層は導電性金属よりなり、
    前記金属箔部材（２３４）の外端縁のうち１辺（２３４ｃ）は、前記正極又は負極のいずれか一方の前記電極導出外端縁の溶着面において前記正極又は負極に接続され、
    前記金属箔部材は、他方の前記電極導出外端縁において、前記金属箔部材の外端縁のうち他の１辺（２３４ａ）を負極又は正極と電気的に絶縁するとともに外部に引き出して延出させた正極又は負極の金属箔状端子部（２３４ｃ₁）を有することを特徴とする請求項８に記載のラミネート密閉電池。
11. 前記金属箔層の厚みは、１０μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。
12. 前記金属箔層は、アルミニウム、ステンレス、銅のいずれかの金属を主成分とすることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。
13. 前記接着性低融点樹脂層は、酸変性ポリオレフィン樹脂又は低融点アクリル樹脂のいずれかの樹脂を原料とすることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。
14. 前記金属箔層の表面は、クロメート処理されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のラミネート密閉電池。

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