JP2016115470A - 扁平型電池 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の扁平型電池は、正極通電部の両面に活物質層を塗工・乾燥し、プレス後不要部分を除去していたが、製造工程における歩留まりが低下する課題がある。また活物質層を所定の面にのみ形成しその後プレスする方法では活物質層の圧縮度にムラが発生して電池の特性や信頼性の低下に繋がっていた。【解決手段】帯形状の第１の電極板及び第２の電極板を有し、第１の電極板と第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群を、金属ケースに内包した扁平型電池において、第１又は第２の電極板は、金属箔の表面及び裏面に所定の活物質を有する主電極部と、所定の活物質を有しない主接続タブ部とで構成する主電極板と、金属箔の表面にのみ所定の活物質を有する副電極部を備える副電極板と、からなり、第１又は第２の電極板は、それぞれ主接続タブ部に副電極部を互いの金属箔が接するように重ねた。【選択図】図１

Description

本発明は扁平型の電池の特性向上を図る発明に関する。

電池は、金属箔の表面に活物質層（活物質とバインダー剤との混合物）を設けてなる正極及び負極の電極板を、セパレータを介して電気的に絶縁した状態で対向させ、その間に電解液を介在させる構造を有している。

電極板同士が対向してなる構成を電極群と呼び、この電極群を所定の形状の電池ケースに収納し、電池ケースの所定の電極端子に、正極及び負極をそれぞれ電気的に接続することで、一次又は二次電池として機能する。

ボタン型やコインセル型二次電池に代表される扁平型電池は、多くの場合、電池ケースが金属で構成されており、それぞれの極性の電極端子を兼ねている。電池ケースは、正極の電極端子となるケースと、負極の電極端子となるケースとが電気的に絶縁された状態で嵌合や接着されるなどして固定されている（以降、電池ケースを金属ケースと称する。）。

特に近年、高機能携帯電話や小型情報端末等の携帯電子機器の進歩に伴い、搭載される電池もますます小型薄型化が求められており、扁平型電池が採用される場合が多くなってきている。同時に、このような電子機器の多機能化によって機器の消費電力も増大する傾向にあり、より電圧が高く、また電池の容量が大きい扁平型の一次、二次電池が求められている。こうした背景から、一次電池の場合は放電レートが高く、二次電池の場合は充放電レートが高く、しかも薄型かつ小型大容量の扁平型電池の提案が多くなされている。

扁平型電池は、小型で薄い形状であるため、金属ケースの限られたスペースの中で正極の電極板と負極の電極板とを対向させただけでは高い放電レート（二次電池の場合は充放電レート）において十分な蓄電量を確保できない。そこで、より多くの蓄電量を得るために、金属ケースよりも大きな面積の電極板を用いるものが多い。

そのような構成の扁平型電池にあっては、大きな面積の電極板を如何にして所定のサイズの金属ケースに収納するかが重要であって、それに関する技術も多くの提案がなされており、例えば、電極板を折り畳む構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図８を用いて特許文献１に開示された技術を説明する。
図８（ａ）は、特許文献１に開示された扁平形の二次電池の電極板の構造を説明する平面図である。同文献に開示された扁平形の二次電池は、図８に示す形状の正極の電極板（以下、正極板と称する）及び図示しないが同形状の負極の電極板（以下、負極板と称する）を、セパレータを介して巻回して電極群を形成し、この電極群を電池ケースに収納し、二次電池を構成している。

図８に示した正極板２００は、所定の金属箔の両面に活物質層２０２を形成するとともに、正極板２００の表面端部に金属箔が露出した接続タブ部２０３を形成している。

活物質層２０２は、図示しない負極板と対向する部分であって、いわゆる電極部である。接続タブ部２０３は、活物質層２０２を設けずに金属箔が露出している部分であって、二次電池を構成する図示しない金属ケースと電気的接続する部分である。

詳細には、アルミニウム箔などで構成する金属箔の両面に、全面にわたって活物質層２０２を塗工して乾燥し、さらに活物質層２０２の厚みを所定の値に圧縮するための圧延処理、すなわちプレス処理を行う。その後、端部の接続タブ部２０３の片面の活物質層のみ除去し、金属箔を露出させ、接続タブ部２０３を形成する。

特開２００３−７７４５７号公報（第４頁、図５）

しかしながら特許文献１に開示された技術においては、電池としての寿命や信頼性を低下させてしまうことがあることが分かった。

特許文献１に開示された扁平形の二次電池の電極板は、金属箔の全面に活物質層を形成した後、接続タブ部の部分の片面のみ除去するという方法を採用している。そうすると、圧縮した活物質層は硬化しているため、その除去作業によって接続タブ部の金属箔の表面にしわができたり、凹凸が発生するなどして、フラットにならなくなる。

そのように接続タブ部の表面が荒れてしまうと、金属ケースとの電気的接続が正しく行えなくなるという問題が発生する。すなわち、接続タブ部と金属ケースとの接触が不均一になるのである。

電極板を金属ケースに格納する際、正極板と負極板とを合わせて巻回して電極群を構成し、その電極群を金属ケースに格納する。そのとき、接続タブ部は金属ケースと電気的に接続しているため、上述のように接続タブ部の金属箔の表面が荒れていると、電極群を構成する正極板と負極板との対向距離も不均一になる場合がある。

そうすると、正極板と負極板との間でイオンの流れが不均一になり、電池としての寿命や信頼性が低下してしまうのである。

つまり、接続タブ部の表面に生じたしわや凹凸が発生すると、その上部に重なる電極群にも影響が出てしまい、結果として電池の寿命や信頼性を低下させてしまうのである。

また、このような硬化した活物質層の除去は作業がし難く、製造工数が増えることでコストアップになるばかりか、製造工程において歩留まりを低下させることもある。

すなわち、特許文献１に開示された扁平形の二次電池の電極板は、金属箔の全面に活物質層を形成した後、接続タブ部部分のみ除去するという方法を採用しているため、電池としての電気的な特性を低下させるという課題と、製造上の課題とがある。

また、接続タブ部の片面のみ活物質層を除去する方法のほかに、接続タブ部の表面には、マスクなどを用いて、あらかじめ活物質層を塗工しない製造方法を採用することもできる。しかしながら、その場合には、活物質層のプレス処理において、電極板に段差が発生し、プレス処理時の圧力が不均一となり、活物質の圧縮度が不均一になってしまうという問題が発生する。

図８（ｂ）は、電極板の平面図である図８（ａ）のＬ−Ｌ´断面図であり、あらかじめ活物質層を塗工せずに作成した電極板の断面図である。
図８（ｂ）に図示するように、電極板端部Ｍでは、接続タブ部２０３の表面には、活物質層２０２が配置されておらず、裏面には、活物質層２０２が配置されている。このように、電極板端部Ｍでは、段差が発生している。よって、活物質層２０２の厚みを所定の値に圧縮するための圧延処理、すなわちプレス処理を行う際に、圧力が不均一となり、活物質の圧縮度が不均一になってしまう。活物質の圧縮度の不均一は、電池特性の劣化につながる。

本発明の目的は上記課題を解決するためにある。すなわち、電極板を構成する金属箔がしわや凹凸を発生せず、活物質の製造時に均一にプレス処理ができる電極板とすることである。

上記課題を解決するため本発明の扁平型電池は下記記載の構成を採用する。

帯形状の第１の電極板及び第２の電極板を有し、第１の電極板と第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群を、金属ケースに内包した扁平型電池において、第１又は第２の電極板は、金属箔の表面及び裏面に所定の活物質を有する主電極部と、所定の活物質を有しない主接続タブ部とで構成する主電極板と、金属箔の表面にのみ所定の活物質を有する副電極部を備える副電極板と、 からなり、第１又は第２の電極板は、それぞれ主接続タブ部に副電極部を互いの金属箔が接するように重ねることを特徴とする

これにより、主電極板と副電極板との大きさや形体に応じた製造方法を選択できるので製造が容易になる。また活物質のプレスにおいて、主電極板及び副電極板の活物質は段差が無く平坦なので、プレスの圧力が均一に加わり活物質の圧縮度が均一になり、電池としての諸特性が向上する。

さらに、主電極板の金属箔の膜厚よりも副電極板の金属箔の膜厚を薄くしてもよい。

これにより、主電極板と副電極板とを重ねても、重なる部分と重ならない部分とで段差が少なくなる。さらに第１の電極板と第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳まれて形成する電極群の厚みを薄くすることが可能となり、さらには電池全体を薄くすることができる。

さらに、主電極板と副電極板とが重なった状態でセパレータに包まれ、第１の電極板と第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳まれているようにしてもよい。

これにより、主電極板と副電極板とが重なった状態でセパレータに包まれるので、セパレータ加工が一度のみになり、電池を製造する上で生産性が向上する。

本発明によれば、主電極板又は副電極板に形成した活物質の不要な部分を除去する工程が不要となり生産性及び歩留まりが向上する。また主電極板及び副電極板は、それぞれ個別の製造方法を選択できるので生産性が向上する。さらに主電極板及び副電極板の活物質のプレスにおいて、活物質に段差が無く平坦なので活物質の圧縮度が均一になり、電池としての諸特性が向上する。

本発明の第１の実施形態における扁平型電池の第１の電極板の構造を示す平面図及び断面図である。 本発明の第１の実施形態における扁平型電池の第２の電極板の構造を示す平面図及び断面図である。 図１及び図２に示す電極板を用いた電極群の形成工程を示す平面図及び断面図である。 図１及び図２に示す電極板を用いた電極群の形成工程と、完成した電極群を示す平面図及び断面図である。 図４に示す電極群を金属ケースに組み込む状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態における扁平型電池の完成状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における扁平型電池の第１及び第２の電極板の構造を示す平面図及び断面図である。 特許文献１に示す従来技術を説明する平面図及び断面図である。

従来知られている電極板は、正極板及び負極板のように同一極性においては１つ電極板で構成していた。本発明の扁平型電池は、正極板又は負極板の少なくとも一方の電極板を主電極板と副電極板との２つの電極板で構成する。

このような構成にすることで、主電極板及び副電極板の両面又は片面の必要な領域のみに、活物質を予め形成することができるから、活物質を後に除去する必要がないのである。

これにより、活物質を有する主電極板及び副電極板を段差が無く平坦に形成するので、最適な条件でプレスすることができるため、活物質の圧縮度が均一化でき、電池としての諸特性を向上させることができる。

以下、本発明の扁平型の実施形態を示す。実施形態として、特に限定するものではないが、一例として次のような構成を用いるものとして説明する。

第１の電極板は、正極板とする。正極板は、正極集電体（金属箔）にアルミニウム箔を用いる。例えばその厚みは、２０μｍである。
その表面に、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ₂）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ₂）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）等の正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤及び、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を形成する。この活物質層を所定の形状に形成することで、正極板の電極部となる。

第２の電極板は、負極板とする。負極板は、負極集電体（金属箔）に銅箔を用いる。例えばその厚みは、２０μｍである。
その表面に、グラファイト等の負極活物質とポリフッ化ビニリデン等のバインダー剤との混合物で構成した活物資層を設ける。この活物質層を所定の形状に形成することで、負極板の電極部となる。

正極板及び負極板の活物資層は、正極活物質や負極活物質とバインダー剤との混合物を、塗工して所定の温度と時間とで乾燥させた後、圧延処理すなわちプレスによって層の厚さを、例えば２０μｍから２００μｍ（これら厚さは電池の仕様により変わる）に圧縮及び固定化する。

セパレータは、微多孔性ポリエチレンフィルムを用いる。正極板と負極板とを電気的に隔離し、且つ微細孔を通ってイオンが移動する材質からなる従来の構成である。
本実施形態では、セパレータは、正極板と負極板との間に挟み込む構成ではなく、正極
板を覆う例で説明する。

電極群は、このような正極板と負極板とを折り畳み、互いが対向するように積層して形成する。その形態は、折り畳む形態は、正極板と負極板とを九十九折りに折り畳んでなる。

九十九折りとは、帯形状の２つ構造物の一部を重ね、交互に折り畳む公知の手法である。本実施形態では、正極板及び負極板を構成する互いの電極部同士を重ね、正極板と負極板とを交互に折り畳むことで九十九折りとする。

金属ケースは、正極側の電源端子となる外装ケース（いわゆる正極缶）と負極側の電源端子となる封口ケース（いわゆる負極缶）とを、絶縁材料のガスケットを介して勘合する構成である。それらケースは、導電性を有する材料であり、例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属材料、あるいはステンレスにニッケルメッキを施した材料等から構成する。

電解液は、金属ケースに電極群と共に封入されるもので、その材質は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄） 、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄）のようなリチウム塩とエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）のような溶媒を用いることができるが、特に発明の主要部をなすものではないので、本実施形態の説明においては図示を省略している。

なお、説明にあっては、その説明及び図は一実施形態であって、これに限定されるものではない。また、図面における寸法は実際の形状を反映したものではなく図面を見やすくするため、一部誇張して記載している場合がある。

なお、説明に関係のない一部の要素は省略し、同一要素には同一番号を付与して重複する説明は省略するものとする。

以下図面により扁平型二次電池の第１の実施形態について説明する。
図１〜図６は、第１の実施形態における扁平型電池を示し、図１は第１の電極板である正極板の構造を示す平面図及び断面図である。図２は、第２の電極板である負極板の構造を示す平面図及び断面図である。図３〜図４は、扁平型電池の電極群の形成工程と完成した電極群の構造とを示す平面図及び断面図である。図５は、電極群を金属ケースに組み込む状態を示す斜視図であり、図６は、扁平型二次電池の完成状態を示す断面図である。

［第１の実施形態における正極板の構造説明：図１］
先ず、図１を用いて正極板の構造を説明する。
図１（ａ）は、正極板４１を構成する主電極板４１ａの平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図１（ｃ）は、正極板４１を構成する副電極板４１ｆの平面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）のＢ−Ｂ´断面図である。
図１（ｅ）は、正極板４１の完成状態を示す平面図であり、図１（ｆ）は図１（ｅ）のＣ−Ｃ´断面図である。

図１（ａ）から図１（ｄ）に示すように、正極板４１は、主電極板４１ａと、副電極板４１ｆと、主電極板４１ａの主要部と副電極板４１ｆの半分を覆う活物質４１ｋとで構成されている。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、平面視で八角形の主電極部４１ａ１〜４１ａ３の３つの主電極部と、主接続タブ部４１ａ４と従接続タブ部４１ａ５とが連結して形成さ
れている。主電極部４１ａ１〜４１ａ３は、電荷を蓄蔵及び放出する機能を担い、主接続タブ部４１ａ４及び従接続タブ部４１ａ５は、電流の流路として機能する。

主電極板４１ａは、アルミニウム箔４１ｐを基材としており、主電極部４１ａ１〜４１ａ３の各々の両面には活物質４１ｋが設けられている。活物質４１ｋは、既に述べたように、正極の活物質と導電剤及びバインダー剤との混合物である。

図１（ｃ）、図１（ｄ）に示すように、副電極板４１ｆは、平面視で八角形の副電極部４１ｓｔと集電タブ部４１ｓｃとが連結して形成されている。副電極部４１ｓｔは電荷を蓄蔵及び放出する機能を担い、集電タブ部４１ｓｃは電流の流路として機能する。

副電極板４１ｆはアルミニウム箔４１ｆｐを基材としており、副電極部４１ｓｔの一方の面には活物質４１ｋが設けられ他方の面はアルミニウムが露出し、集電タブ部４１ｓｃは両面ともアルミニウムが露出している。

図１（ｂ）及び図１（ｄ）に図示するように、主電極板４１ａと副電極板４１ｆは、それぞれ段差が無く平坦なので、活物質の製作時にプレスの圧力が均一に加わり活物質の圧縮度が均一になっている。

なお、副電極板４１ｆのアルミニウム箔４１ｆｐは、主電極板４１ａのアルミニウム箔４１ｐより厚みが薄い。例えば、アルミニウム箔４１ｐを２０μｍとすれば、アルミニウム箔４１ｆｐは１０μｍである。

次に、図１（ｅ）、図１（ｆ）を用いて、主電極板４１ａと副電極板４１ｆとで正極板４１を構成する方法を説明する。
正極板４１は、主電極板４１ａに副電極板４１ｆを重ねて構成する。すなわち、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す主電極板４１ａの主接続タブ部４１ａ４及び従接続タブ部４１ａ５のアルミニウム箔４１ｐの上面ｈ１に、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示す副電極板４１ｆのアルミ箔４１ｆｐの下面ｕ１を重ねる。

すでに説明したように、副電極板４１ｆの活物質４１ｋと主電極板４１ａの活物質４１ｋとは、圧縮度が均一になっているから、このように、主電極板４１ａに副電極板４１ｆを重ねても、活物質４１ｋの圧縮度が変わることはない。

そして、セパレータ５０により正極板４１の周囲が包まれるが、このとき、集電タブ部４１ｓｃの両面部分は、セパレータ５０に包まれない部分となる。これは、後述する金属ケースと電気的接続する部分であるからである。

［第１の実施形態における負極板の構造説明：図２］
次に、図２を用いて負極板の構造を説明する。
図２（ａ）は、負極板４３を構成する主電極板４３ａの平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＤ−Ｄ´断面図である。図２（ｃ）は、負極板４３を構成する副電極板４３ｆの平面図であり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）のＥ−Ｅ´断面図である。
図２（ｅ）は、負極板４３の完成状態を示す平面図であり、図２（ｆ）は、図２（ｅ）のＦ−Ｆ´断面図である。

図２（ａ）から図２（ｄ）に示すように、負極板４３は、主電極板４３ａと、副電極板４３ｆとで構成されている。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、平面視で八角形の主電極部４３ａ１〜４３ａ３
の３つの主電極部と、主接続タブ部４３ａ４とが連結して形成されている。主電極部４３ａ１〜４３ａ３は、電荷を蓄蔵及び放出する機能を担い、主接続タブ部４３ａ４は、電流の流路として機能する。

主電極板４３ａは、銅箔４３ｐを基材としており、主電極部４３ａ１〜４３ａ３の各々の両面には活物質４３ｋが設けられている。活物質４３ｋは、既に述べたように、負極の活物質とバインダー剤との混合物である。

図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、副電極板４３ｆは、平面視で八角形の副電極部４３ｓｃで形成されている。副電極部４３ｓｃは、電荷を蓄蔵及び放出する機能を担っている。

副電極板４３ｆは、銅箔４３ｆｐを基材としており、副電極板４３ｆの一方の面には活物質４３ｋが設けられているが、他方の面は銅が露出している。活物質４３ｋは主電極板４３ａの場合と同様に、負極の活物質とバインダー剤との混合物である。

なお、副電極板４３ｆの銅箔４３ｆｐは、主電極板４３ａの銅箔４３ｐより厚みが薄い。例えば、銅箔４３ｐを２０μｍとすれば、銅箔４３ｆｐは１０μｍである。

次に、図２（ｅ）、図２（ｆ）を用いて、主電極板４３ａと副電極板４３ｆとで負極板４３を構成する方法を説明する。
負極板４３は、主電極板４３ａに副電極板４３ｆを重ねて構成する。すなわち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す主電極板４３ａの主接続タブ部４３ａ４の銅箔４３ｐの上面ｈ２に、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示す副電極板４３ｆの銅箔４３ｆｐの下面ｕ２を重ねる。

すでに説明したように、副電極板４３ｆの活物質４３ｋと主電極板４３ａの活物質４３ｋとは圧縮度が均一になっているから、このように、主電極板４３ａに副電極板４３ｆを重ねても、活物質４３ｋの圧縮度が変わることはない。

このように、主電極板の金属箔及び副電極板の金属箔は、同一の材質であるようにすれば、主電極板と副電極板とを接触させたときに接触電位が生じないので好ましい。

［第１の実施形態における電極群の形成方法の説明：図３及び図４］
次に、図３及び図４を用いて電極群形成方法を説明する。
図３（ａ）は、正極板４１と負極板４３との九十九折りによる電極群形成工程の最初の状態を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す正極板４１と負極板４３との重なり部分Ｑ（点線で示す）の部分断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、正極板４１と負極板４３とを、平面的に９０度ずれるようにして配置し、負極板４３の副電極板４３ｆ（副電極部４３ｓｃの上）に、正極板４１の最端部の主電極部４１ａ１を重ねる。

次に、負極板４３の、主電極部４３ａ３と副電極板４３ｆの境界部を通る折り曲げ線Ｂ１を規定する。
そして、負極板４３を折り曲げ線Ｂ１を谷にして、矢印Ｆ１の方向に折り畳む。これにより負極板４３の主電極部４３ａ３は、正極板４１の主電極部４１ａ１の上に重なる。

この結果、図３（ｂ）の断面図に示すように、底面に負極板４３の主接続タブ部４３ａ４、その上に銅箔４３ｆｐと活物質４３ｋとが積層された副電極板４３ｆ、その上に活物
質４１ｋとアルミニウム箔４１ｐと活物質４１ｋとが積層された主電極部４１ａ１、その上に活物質４３ｋと銅箔４３ｐと活物質４３ｋとが積層された主電極部４３ａ３が重なる。これが１回目の折りたたみ工程である。

次に、図３（ｃ）に示すように、正極板４１の主電極部４１ａ１と主電極部４１ａ２との境界部を通る折り曲げ線Ｂ２を規定する。そして、正極板４１を、折り曲げ線Ｂ２を谷にして、矢印Ｆ２の方向に折り畳む。これにより、正極板４１の主電極部４１ａ２は、負極板４３の主電極部４３ａ３の上に重なる。

この結果、図３（ｄ）の断面図に示すように、図３（ｂ）で説明した積層構成の上に、活物質４１ｋとアルミ箔４１ｐと活物質４１ｋとが積層された正極部４１ａ２が、新たに重ねられている。これが２回目の折りたたみ工程である。

次に、図４（ａ）に示すように、負極板４３の主電極部４３ａ２と主電極部４３ａ３との境界部を通る折り曲げ線Ｂ３を規定する。そして、負極板４３を、折り曲げ線Ｂ３を谷にして、矢印Ｆ３の方向に折り畳む。これにより、負極板４３の主電極部４３ａ２は、正極板４１の主電極部４１ａ２の上に重なる。

この結果、図４（ｂ）の断面図に示すように、図３（ｄ）で説明した積層構成の上に、活物質４３ｋと銅箔４３ｐと活物質４３ｋとが積層された主電極部４３ａ２が、新たに重ねられている。これが３回目の折りたたみ工程である。

以下、上記の様な折り畳み工程を正極板４１、負極板４３の順に、さらに４回繰り返して、図４（ｃ）に示す電極群４０が完成する。

図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示す電極群４０のＧ−Ｇ´断面図である。図４（ｄ）に示すように、電極群４０の構成は、最下部に負極板４３の主接続タブ部４３ａ４、その上に副電極板４３ｆが積層される。

さらにその上に、正極板４１の主電極部４１ａ１〜４１ａ３と負極板４３の主電極部４３ａ３〜４３ａ１とが交互に重なり、最上部には、正極板４１の副電極板４１ｆの集電タブ部４１ｓｃが積層される。

なお、正極板４１の主電極板４１ａ及び副電極板４１ｆの一部は、絶縁用のセパレータ５０によって包まれた状態で交互に九十九折りで折り畳まれていくが、図面を見やすくするために、セパレータ５０の図示は省略している。

［完成した電極群のケースへの組み込み：図５］
次に、図５を用いて、完成した電極群４０を、外装ケース１０とガスケット２０と封口ケース３０とからなる金属ケースへ組み込む工程を説明する。

図５は、完成した電極群４０と外部端子である外装ケース１０及び封口ケース３０とを電気的に接続し、外装ケース１０と封口ケース３０とをガスケット２０を介して嵌合し、最終的に電池を組み立てる工程を示す斜視図である。なお、図５に示す電極群４０は、図４（ｄ）に示す電極群４０を上下反転している。

図５に示すように、電極群４０の正極側の副電極板４１ｆの集電タブ部４１ｓｃと、外装ケース１０のケース底面１１とを密着させ、図示していないが、例えば、超音波溶接技術を用いて溶接する。

次に、正極側の副電極板４１ｆの副電極部４１ｓｔを、外装ケース１０と電極群４０との間に折りたたみ、集電タブ部４１ｓｃの上部に重ね、電極群４０を外装ケース１０の内部に載置する。

次に、外装ケース１０の内部に、図示しない電解液を注入した後、ガスケット２０に封口ケース３０を嵌め込み、封口ケース３０の裏面３１と、電極群４０の負極側の主電極板４３ａの主接続タブ部４３ａ４とを押接する。つまり、接触させて接続させる。

封口ケース３０の裏面３１と主電極板４３ａの主接続タブ部４３ａ４とを押接することで、封口ケース３０と電極群４０との接触を強固にして接触抵抗を下げ、かつ電極群４０を構成する正極板４１と負極板４３との対向間隔をより狭めて電池としての特性を向上させることができる。

さらに封口ケース３０と外装ケース１０とをガスケット２０を介して圧力を加え、嵌合又は接着によって全体を一体化し、電池が完成する。なお、本実施形態では、封口ケース３０と外装ケース１０とはガスケット２０を介して嵌合したが、封口ケース又は外装ケースに予めガスケットが組み込まれているケースを用いてもよい。

［第１の実施形態の扁平型電池の全体構造の説明：図６］
ここで、図６を用いて扁平型電池１の全体構造を説明する。図６は扁平型電池１の電池中央部の断面図である。図６に示すように、扁平型電池１は外装ケース１０と封口ケース３０とガスケット２０とからなる金属ケース１５の中に、正極板４１と負極板４３とセパレータ（図示は省略）とを３層に積層して形成した電極群４０を収納した構成としている。

図６において、外装ケース１０は、扁平型電池１の正極の電極端子を兼ねるものであり、封口ケース３０は負極の電極端子を兼ねるものである。

外装ケース１０と副電極板４１ｆの集電タブ部４１ｓｃとは溶接によって電気的に接続され、封口ケース３０と負極板４３の主接続タブ部４３ａ４とは、押接すなわち所定の力で押し当てる方式で電気的に接続されている。

以上、第１の実施形態の扁平型電池を説明した。
正極板４１は、主電極板４１ａ及び副電極板４１ｆで構成され、主電極板４１ａはアルミニウム箔４１ｐの両面に対称に活物質４１ｋが形成され、副電極板４１ｆはアルミニウム箔４１ｆｐの片面にのみ活物質４１ｋが形成されている。

このように構成すると、主電極板４１ａ及び副電極板４１ｆの活物質４１ｋは、何れも必要な領域にのみ形成されているので、塗工、乾燥、プレスののち、不要な領域の活物質４１ｋを除去するという困難な作業の必要がなく、電池の製造工程の歩留まりを低下させることがない。

さらに活物質４１ｋの塗工や乾燥後のプレスにおいては、活物質４１ｋはアルミニウム箔４１ｐの両面に対称に形成され、厚さに段差がないので加わる圧力が均一になり、電荷の流れに不均一性を生じさせる活物質４１ｋの圧縮度のムラや劣化などが発生せず、電池の信頼性が向上する。

なお、上述の正極板４１における効果は、負極板４３においても同様であるので詳細の説明は省略する。

［第２の実施形態：図７］
以下、主に図７を用いて扁平型二次電池の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の扁平型電池が第１の実施形態の扁平型電池と異なる点は、正極板及び負極板における副電極板の構成数である。

すなわち第１の実施形態の扁平型電池では、正極板４１及び負極板４３は、それぞれ１つの副電極板４１ｆ及び副電極板４３ｆを備えていたが、第２の実施形態の扁平型電池においては、正極板４１１では副電極板を用いておらず、負極板４３１では副電極板４３ｆを２つ用いている。

図７（ａ）から図７（ｄ）を用いて負極板４３１を構成する主電極板４３１ａ及び福電極板４３ｆの構造を詳述する。
図７（ａ）は、負極板４３１を構成する主電極板４３１ａの平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＨ−Ｈ´断面図である。図７（ｃ）は、負極板４３を構成する副電極板４３ｆの平面図であり、図７（ｄ）は、図７（ｃ）のＩ−Ｉ´断面図である。

この副電極板４３ｆは、第１の実施形態で説明した副電極板４３ｆと同じ構成であるが、本実施形態では図示を省略しているが２つ用意する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、主電極板４３１ａは、平面視で八角形の主電極部４３ａ２〜４３ａ４ｋの３つの主電極部と、従接続タブ部４３ａ１ｎ及び従接続タブ部４３ａ５とが連結して形成されている。主電極部４３ａ２〜４３ａ４ｋは電荷を蓄蔵及び放出する機能を担い、従接続タブ部４３ａ１ｎ及び従接続タブ部４３ａ５は電流の流路として機能する。

主電極板４３１ａは銅箔４３ｐを基材としており、主電極部４３ａ２〜４３ａ４ｋの各々の両面には活物質４３ｋが設けられ、従接続タブ部４３ａ１ｎ及び従接続タブ部４３ａ５の両面は銅が露出している。

図７（ｂ）及び図７（ｄ）に図示するように、主電極板４３１ａと副電極板４３ｆとは、それぞれ段差が無く平坦なので、活物質の製作時にプレスの圧力が均一に加わり活物質の圧縮度が均一になっている。

主電極板４３１ａの従接続タブ部４３ａ１ｎの下面ｈ３と従接続タブ部４３ａ５の上面ｈ４とに、それぞれに副電極板４３ｆの銅箔４３ｆｐの下面ｕ３を重ねる。

このようにすると、図７（ｅ）、図７（ｆ）に示すような負極板４３１が完成する。なお、図７（ｅ）は、負極板４３１の平面図であり、図７（ｆ）は、図７（ｅ）のＪ−Ｊ´断面図である。

図７（ｇ）は、 正極板４１１を構成する主電極板４１１ａの平面図であり、図７（ｈ）は、図７（ｇ）のＫ−Ｋ´断面図である。すでに説明しているように、正極板４１１は、副電極板を用いていない。

図７（ｇ）に示すように正極板４１１は、平面視で八角形の主電極部４１ａ１〜４１ａ４ｋの４つの主電極部と従接続タブ部４１ａ５とが連結して形成されている。主電極部４１ａ１〜４１ａ４ｋは電荷を蓄蔵及び放出する機能を担い、従接続タブ部４１ａ５は電流の流路として機能する。

図７（ｈ）に示すように、正極板４１１はアルミニウム箔４１ｐを基材としており、主
電極部４１ａ１〜４１ａ４ｋの各々の両面には活物質４１ｋが設けられている。第２の実施形態における正極板４１１のその他の構造は第１の実施形態と同じなので説明は省略する。

正極板４１１と負極板４３１とは、例えば九十九折りにより電極群を構成するが、第１の実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、主電極板４３１ａ及び副電極板４３ｆの活物質４３ｋは、何れも必要な領域にのみ形成されており、塗工、乾燥、プレスののち、不要な領域の活物質４３ｋを除去するという困難な作業の必要がなく、電池の製造工程の歩留まりを低下させることがない。

さらに、活物質４３ｋの塗工や乾燥後のプレスにおいては、活物質４３ｋはアルミニウム箔４３ｐの両面に対称に形成され、厚さに段差がないので加わる圧力が均一になり、電荷の流れに不均一性を生じさせる活物質４３ｋの圧縮度のムラや劣化などが発生せず、電池の信頼性が向上する。

このように、電極板を構成する主電極板と副電極板とをどのように構成するかは、正極板と負極板とをどのように巻回や折り畳むかで決まることであり、換言すると電池をどのような形状やサイズで構成するかで決まることであり、さまざまに変更できる。

以上説明した第１、第２の実施形態の説明では、主電極板と副電極板とは重ねる形態で説明したが、電極群を形成する際に双方がずれないように工夫することもできる。例えば、電導性接着剤を用いて接着するのである。

この発明によれば、生産性及び歩留まりが向上し製造が容易になるので、高い信頼性を要求される扁平型二次電池等に好適である。

１ 扁平型電池
１０ 外装ケース
１１ ケース底面
１５ 金属ケース
２０ ガスケット
３０ 封口ケース
３１ 封口ケース裏面
４０、６０ 電極群
４１、４１１、４１３ 正極板（第１の電極板）
４１ａ、４１２ａ、４１３ａ 主電極板
４１ｆ、４１ｆａ 副電極板
４１ｋ 活物質
４１ｐ アルミ箔
４１ｆｐ アルミ箔
４１ａ１〜４１ａ３、４１ａ４ｋ 主電極部
４１ａ４ 主接続タブ部
４１ａ５、４１ａ１ｎ、４１ａ５ｎ 従接続タブ部
４１３ｒ 正極連結部
４１ｓｔ 副電極部
４１ｓｃ 集電タブ部
４１３ｒ 連結部
４３、４３１、４３３ 負極板（第２の電極板）
４３ａ、４３１ａ、４３２ａ、４３３ａ 主電極板
４３ｋ 活物質
４３ｐ 銅箔
４３ｆｐ 銅箔
４３ａ１〜４３ａ３ 主電極部
４３ａ４ 主接続タブ部
４３ａ１ｎ、４３ａ５ｎ 従接続タブ部
４３ｓｃ 集電タブ部（副電極部）
４３３ｒ 負極連結部
５０ セパレータ
２００ （正極の）電極板
２０１ 正極通電部
２０２ 作用物質含有層
２０３ 正極集電部
Ｆ１〜Ｆ７ 折り方向
Ｂ１〜Ｂ７ 折り曲げ線
ｕ （金属箔の）下面
ｈ、ｈｕ （金属箔の）上面

Claims (3)

1. 帯形状の第１の電極板及び第２の電極板を有し、
   前記第１の電極板と前記第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳むことにより複数の層を形成してなる電極群を、金属ケースに内包した扁平型電池において、
   前記第１又は前記第２の電極板は、
   金属箔の表面及び裏面に所定の活物質を有する主電極部と、前記所定の活物質を有しない主接続タブ部とで構成する主電極板と、
   金属箔の表面にのみ前記所定の活物質を有する副電極部を備える副電極板と、
   からなり、
   前記第１又は前記第２の電極板は、それぞれ前記主接続タブ部に前記副電極部を互いの金属箔が接するように重ねる
   ことを特徴とする扁平型電池。
2. 前記主電極板の前記金属箔の膜厚よりも前記副電極板の前記金属箔の膜厚が薄い
   ことを特徴とする請求項１に記載の扁平型電池。
3. 前記主電極板と前記副電極板とが重なった状態でセパレータに包まれ、前記第１の電極板と前記第２の電極板とが対向するように巻回又は折り畳まれている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の扁平型電池。

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