JP2018085214A - 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 - Google Patents

電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 Download PDF

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和美 田中
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Yoshimi Sugano
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恒昭 玉地
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Abstract

【課題】封止部を小さく抑えることができる電気化学セル及び電気化学セルの製造方法を提供する。
【解決手段】電池１は、正極電極４および負極電極３を含む電極体２と、第１容器１７および第２容器１８を重ね合わせた外装体１０とを備える。外装体１０は、電極体２が収容される収容部１２と、収容部１２に沿って折り曲げられた封止部１５とを有する。封止部１５は、熱融着された状態で、収容部１２の第２周壁部３２に沿って折り曲げられる。これにより、収容部１２の中心軸に対して直交する方向への張出が小さく抑えられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気化学セル及び電気化学セルの製造方法に関するものである。
非水電解質二次電池、電気二重層キャパシタなどの電気化学セルとして、ボタン形（以下、コイン形およびシリンダ形も含む）に形成されたものがある。ボタン形の電気化学セルは、各種デバイスの電源などに利用されている。ボタン形の電気化学セルの１つの形態として、例えば下記特許文献１のような電池が提案されている。
特許文献１には、負極端子を兼ねる金属製の負極ケースと、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースと、が絶縁ガスケットを介して嵌合された外装体が開示されている。具体的には、特許文献１において、正極ケースがカシメ加工によって絶縁ガスケットを介して負極ケースに嵌合される。カシメ加工された部位で外装体の封止部が形成される。
このように、正極ケース及び負極ケースで外装体が画成され、外装体の収容部には、電極体が非水電解質とともに内包されている。
特開２００２−２９８８０３号公報
しかし、外装体の封止部をカシメ加工した場合、電池が小さくなるほど封止部を収容部に対して小さく抑えることが難しい。このため、電池の体積当たりの容量を上げることが難しく、この観点から改良の余地が残されている。
そこで本発明は、封止部を小さく抑えることができる電気化学セルおよび電気化学セルの製造方法を提供するものである。
本発明の電気化学セルは、正極電極および負極電極を含む電極体と、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成される外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体が収容される収容部と、前記収容部の外周において、前記第１部材および前記第２部材が融着された状態で前記収容部の外周に沿って折り曲げられた封止部と、を有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、封止部を融着させた状態において、収容部の外周に沿って折り曲げた。よって、封止部を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を小さく抑えることができる。したがって、特に、小形の電気化学セルにおいて、電気化学セルの体積当たりの容量を高めることができる。
上記の電気化学セルにおいて、前記封止部は、少なくとも一部が前記収容部の外周に沿って湾曲に形成された、としてもよい。
本発明によれば、封止部には、少なくとも一部が湾曲に形成された曲部を有する。このように、曲部を収容部の外周に沿って折り曲げることにより、曲部を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への曲部の張出を小さく抑えることができる。
上記の電気化学セルにおいて、前記封止部に端子部が支持され、前記端子部が前記封止部とともに折り曲げられた、としてもよい。
本発明によれば、端子部を封止部とともに折り曲げるようにした。よって、端子部を収容部側に寄せることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への端子部の張出を小さく抑えることができる。
上記の電気化学セルにおいて、前記封止部は、前記第１部材および前記第２部材の他の部位に比べて薄肉に形成されている、としてもよい。
本発明によれば、封止部は、他の部位に比べて薄肉に形成されている。封止部を薄肉に形成することにより、封止部の張出を一層小さくできる。
また、金属シートを含んだラミネート部材を第１部材および第２部材とした場合、ラミネート部材を薄肉に形成することにより、第１部材および第２部材の金属シート間の隙間を小さく抑えることができる。これにより、封止部から外装体の内部に水が浸入することを一層良好に抑えることができる。
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方がラミネート部材であり、前記ラミネート部材に、前記ラミネート部材を貫通する貫通電極が設けられた、としてもよい。
本発明によれば、第１部材および第２部材の少なくとも一方をラミネート部材とし、ラミネート部材を貫通する貫通電極を設けた。貫通電極を設けることにより、封止部から外部に端子部を突出させる必要がない。よって、電気化学セルを一層小形にできる。
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材の一方がラミネート部材であり、他方が金属である、としてもよい。
本発明によれば、第１部材および第２部材の一方をラミネート部材とし、他方を金属とした。これにより、他方の金属を端子部として使用できる。
本発明の電気化学セルの製造方法は、電極体が収容される収容部の外周の封止部を封止する封止工程と、封止された封止部の一部を固定する固定工程と、前記封止部の一部を固定した状態で、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、封止部を融着した後、封止部の一部を固定する。さらに、封止部の一部を固定した状態で、封止部の他の部位を折り曲げる。
よって、封止部を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を小さく抑えることができる。したがって、特に、小形の電気化学セルにおいて、電気化学セルの体積当たりの容量を高めることができる。
上記の電気化学セルの製造方法において、前記成形工程の後工程において、前記封止部の一部を切断する、としてもよい。
本発明によれば、封止部の一部を切断することにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を一層小さく抑えることができる。
上記の電気化学セルの製造方法において、前記封止部の一部は、前記成形工程において、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形型で切断される、としてもよい。
本発明によれば、封止部の他の部位を成形型で折り曲げた後、成形型で封止部の一部を切断するようにした。これにより、封止部の他の部位を折り曲げた後、封止部の一部を迅速に切断でき、電気化学セルの生産性を高めることができる。
上記の電気化学セルの製造方法において、前記封止部の一部は、前記成形工程において、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形型とは別の切断装置で切断される、としてもよい。
本発明によれば、封止部の他の部位を成形型で折り曲げた後、成形型とは別の切断装置で封止部の一部を切断するようにした。これにより、封止部の一部に適した切断装置を選択でき、選択した切断装置で封止部の一部を一層好適に切断できる。
本発明によれば、封止部を融着させた状態において、収容部の外周に沿って折り曲げた。よって、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を小さく抑えることができる。これにより、特に、小形の電気化学セルにおいて、電気化学セルの体積当たりの容量を高めることができる。
本発明の第１実施形態に係る電池の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電池の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電池を成形する前の状態を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係る成形前の電池を成形型に配置した状態を示す断面図、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る成形前の電池を成形型で固定した状態を示す断面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係る成形前の電池へパンチを移動する状態を示す断面図、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る成形前の電池を成形する状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る電池を成形型から取り出した状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電池の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る電池の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る電池の斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る電池の斜視図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、円柱状に形成されたボタン形、コイン形またはシリンダ形の電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。
[第１実施形態]
図１は第１実施形態に係る電池の斜視図である。図２は第１実施形態に係る電池の断面図である。
図１、図２に示すように、電池１は、いわゆるボタン形の電池である。電池１は、電極体２と、電極体２に含浸される電解質溶液（図示せず）と、電極体２が収容された外装体１０とを備えている。
電極体２は、負極電極３および正極電極４を備えている。負極電極３は、つづら折り形状に折り畳まれている。正極電極４は、負極電極３と互い違いに積層するように負極電極３と交差する方向につづら折り形状に折り畳まれたている。すなわち、電極体２は、負極電極３と正極電極４とが互い違いに積層するように折り畳まれた積層タイプの電極体である。
外装体１０は、電極体２が収容される収容部１２と、収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられた封止部１５とを有する。封止部１５は、絞り成形によって収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられている。
また、外装体１０は、有底筒状の第１容器１７と、有底筒状の第２容器１８とを備えている。第１容器１７および第２容器１８は、それぞれの中心軸が同軸となるように配置されている。以下、第１容器１７および第２容器１８の中心軸を中心軸Ｏとし、中心軸Ｏに沿う方向を軸方向といい、中心軸Ｏに直交する方向を径方向という。なお、中心軸Ｏは収容部１２の中心軸となる。
第１容器１７は、ラミネート部材により形成された第１部材である。ラミネート部材は、金属シートと、第１容器１７における内側面を構成する樹脂製の融着層と、外側面を構成する樹脂製の保護層とが積層されている。融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を用いて形成される。ポリオレフィンとして以下の材質を適宜選択できる。ポリオレフィンとしては、高圧法低密度ポリエチレンや低圧法高密度ポリエチレン、インフレーションポリプロピレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、直鎖状短鎖分岐ポリエチレンなどの材質を使用できる。保護層は、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロンなどを用いて形成される。融着層および保護層は、それぞれ金属シートとの間に接合層を介して、熱融着または接着剤により接合される。
第１容器１７は、第１底壁部２１および第１周壁部２２を備えている。第１底壁部２１には、第１貫通孔２３が形成されている。第１貫通孔２３は、中心軸Ｏと同軸に形成されている。
第１底壁部２１の内面には、第１シーラントリング２４を介して銅プレート２５が熱融着されている。第１シーラントリング２４は、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を用いて形成された、シーラントフィルムをリング状にしたものである。
銅プレート２５の内面は、電極体２の負極電極３に接続されている。銅プレート２５の外面は、中央にニッケルプレート２６が溶接されている。ニッケルプレート２６は、第１貫通孔２３を貫通して外部に露出され、電池１の負極端子２６として機能する。電池１の負極端子２６は貫通電極である。また、銅プレート２５をニッケル製とすれば、ニッケルプレート２６はなくともよい。
第２容器１８は、第１容器１７と同様に、ラミネート部材により形成された第２部材である。ラミネート部材は、金属シートと、第２容器１８における内側面を構成する樹脂製の融着層と、外側面を構成する樹脂製の保護層と、が積層されている。融着層は、第１容器１７の融着層と同じ熱可塑性樹脂を用いて形成される。保護層は、第１容器１７の保護層と同じ熱可塑性樹脂を用いて形成される。
第２容器１８は、第２底壁部３１、第２周壁部３２、および折曲部３３を備えている。第２周壁部３２は、収容部１２の外周１２ａを形成する。
第２底壁部３１には、第２貫通孔３５が形成されている。第２貫通孔３５は、中心軸Ｏと同軸に形成されている。
第２底壁部３１の内面には、第２シーラントリング３７を介してアルミニウムプレート３８が熱融着されている。第２シーラントリング３７は、第１シーラントリング２４と同様に、熱可塑性樹脂により形成されている。
アルミニウムプレート３８の内面は、電極体２の正極電極４に接続されている。アルミニウムプレート３８の外面は、中央にニッケルプレート３９が溶接されている。ニッケルプレート３９は、第２貫通孔３５を貫通して外部に露出され、電池１の正極端子３９として機能する。電池１の正極端子３９は貫通電極である。
このように、第１容器１７および第２容器１８をラミネート部材とし、第１容器１７および第２容器１８に貫通電極２６，３９を設けた。貫通電極２６，３９を設けることにより、封止部１５から外部に端子部を突出させる必要がない。よって、電池１を小形にできる。
第２周壁部３２は、第２底壁部３１の外周３１ａから第１容器１７の第１底壁部２１に向けて筒状に折り曲げられている。折曲部３３は、第２周壁部３２のうち、第１底壁部２１側の端部３２ａから第２周壁部３２に沿って第２底壁部３１側へ円筒状に折り曲げられている。折曲部３３は、第２周壁部３２に対して径方向外側に間隔をおいて配置されている。折曲部３３および第２周壁部３２は、断面Ｕ字状に形成されている。
第２周壁部３２は、第１周壁部２２の内側で、かつ、折曲部３３の内側に配置されている。また、折曲部３３は、第１周壁部２２の内側に配置されている。折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されている。
折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されることにより、封止部１５が形成される。よって、収容部１２の外周が封止部１５で封止される。これにより、第１容器１７および第２容器１８が重ね合わされて外装体１０が形成される。
折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とを熱融着する手段として、例えばヒータやレーザなどの熱源を用いる熱融着が挙げられる。また、折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とは、熱融着の他に、例えば超音波溶接を用いる融着などが可能である。
封止部１５は、収容部１２の外側に円筒状に形成され、かつ、収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられている。収容部１２の外周１２ａは、第２周壁部３２で形成される。封止部１５は、平面視において、円形に形成され、湾曲の曲部を有する。
封止部１５を収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げることにより、封止部１５を収容部１２の外周１２ａに近づけることができる。よって、封止部１５は、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への張出が小さく抑えられる。これにより、特に、小形の電池１において、電池１の体積当たりの容量を高めることができる。
また、封止部１５は、絞り成形によって収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられている。よって、封止部１５は、第１容器１７および第２容器１８の他の部位に比べて薄肉に形成されている。封止部１５を薄肉に形成することにより、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への封止部１５の張出が一層小さく抑えられる。
また、第１容器１７および第２容器１８の融着層が薄肉に形成されることにより、第１容器１７および第２容器１８の金属シート間の隙間が小さく抑えられる。これにより、封止部１５から外装体１０の内部に水が浸入することを一層良好に抑えることができる。
収容部１２は、第１容器１７と第２容器１８とが重ね合されることにより密封空間が形成される。具体的には、収容部１２は、第１底壁部２１、第２底壁部３１、および第２周壁部３２により画成されている。
つぎに、電池１の製造方法を図３〜図６に基づいて説明する。なお、成形前の第１容器１７を第１容器素材１７Ａ、成形前の第２容器１８を第２容器素材１８Ａとして説明する。
図３は第１実施形態に係る電池１を成形する前の状態を示す斜視図である。
図３の封止工程において、第１容器素材１７Ａの内面に第１シーラントリング２４、銅プレート２５（図２参照）を介してニッケルプレート２６を溶接する。ニッケルプレート２６で負極端子２６が形成される。第２容器素材１８Ａの内面に第２シーラントリング３７、アルミニウムプレート３８（図２参照）を介してニッケルプレート３９を溶接する。ニッケルプレート３９で正極端子３９が形成される。
第２容器素材１８Ａの突部４２に内側から電極体２（図２参照）を収容し、第２容器素材１８Ａに第１容器素材１７Ａを重ね合わせる。第１容器素材１７Ａの第１フランジ４４と第２容器素材１８Ａの第２フランジ４５とを熱融着して封止する。封止された熱融着部４６が環状に形成される。
図４（ａ）は第１実施形態に係る成形前の電池を成形型に配置した状態を示す断面図である。図４（ｂ）は第１実施形態に係る成形前の電池を成形型で固定した状態を示す断面図である。
図４（ａ）の固定工程において、第１容器素材１７Ａおよび第２容器素材１８Ａを成形型５０に配置する。具体的には、熱融着部４６の外周縁４６ａを成形型５０の下型５１の載置部５１ａに載置する。成形型５０の上型５２に第１容器素材１７Ａが向けられる。熱融着部４６は下型５１の下貫通穴５３と同軸上に配置される。
図４（ｂ）の固定工程において、下型５１の載置部５１ａおよび上型５２の押圧部５２ａで熱融着部４６の外周縁４６ａを挟み込んで固定する。熱融着部４６は、下型５１の下貫通穴５３、および上型５２の上貫通穴５４に対して同軸上に配置される。下貫通穴５３および上貫通穴５４は、内径寸法が同一に形成されている。
図５（ａ）は第１実施形態に係る成形前の電池へパンチを移動する状態を示す断面図である。図５（ｂ）は第１実施形態に係る成形前の電池を成形する状態を示す断面図である。
図５（ａ）の成形工程において、パンチ５６を矢印の如く上昇する。パンチ５６は、下貫通穴５３に嵌合可能に形成されたベース５７と、ベース５７の上部に形成された環状の成形部５８とを有する。成形部５８の外径寸法は、下貫通穴５３および上貫通穴５４の内径寸法より小さく形成されている。下貫通穴５３と成形部５８との間に間隔が形成される。同様に、上貫通穴５４と成形部５８との間に間隔（図５（ｂ）参照）が形成される。
パンチ５６を上昇させて下貫通穴５３に嵌合させ、成形部５８を熱融着部４６の外周縁４６ａの近傍４６ｂに当接する。
図５（ｂ）の成形工程において、パンチ５６を継続して矢印の如く上昇させて、成形部５８で外周縁４６ａの近傍４６ｂを持ち上げる。上貫通穴５４の内面と成形部５８の外面とで、熱融着部４６の他の部位４６ｃを円筒状に絞り成形する。熱融着部４６の他の部位４６ｃが収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられ、封止部１５が形成される。
熱融着部４６の他の部位４６ｃは、熱融着部４６の外周縁４６ａを含まない部位である。
切断工程において、熱融着部４６を絞り成形した後、パンチ５６を継続して矢印の如く上昇させる。ベース５７の上端５７ａが上貫通穴５４に到達する。ベース５７の上端５７ａおよび上貫通穴５４の下縁５４ａで、絞り成形した封止部１５から外周縁４６ａを切断する。よって、収容部１２が封止部１５で封止される。外装体１０の封止部１５が収容部１２の外周１２ａに沿って成形され、電池１が製造される。
図６は第１実施形態に係る電池を成形型から取り出した状態を示す断面図である。
図６において、製造された電池１を上貫通穴５４から取り出す。電池１は、封止部１５が収容部１２の外周１２ａに沿って折り曲げられている。よって、封止部１５を収容部１２の外周１２ａに近づけることができる。封止部１５は、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への張出が小さく抑えられる。これにより、特に、小形の電池１において、電池１の体積当たりの容量を高めることができる。
また、電池１によれば、熱融着部４６の外周縁４６ａを切断することにより、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への張出を一層小さく抑えることができる。
さらに、封止部１５を成形型５０で絞り成形した後、切断工程において、成形型５０を使用して封止部１５から外周縁４６ａを切断するようにした。これにより、封止部１５を絞り成形した後、切断工程において、封止部１５から外周縁４６ａを迅速に切断でき、電池１の生産性を高めることができる。
なお、図３〜図６においては、成形型５０を使用して封止部１５から外周縁４６ａを切断する例について説明したが、これに限定するものではない。その他の例として、封止部１５を絞り成形した後、成形した電池１を成形型５０から取り出し、成形型５０とは別の切断装置で封止部１５から外周縁４６ａを切断することも可能である。
これにより、外周縁４６ａの切断に適した切断装置を選択でき、選択した切断装置で封止部１５から外周縁４６ａ一層好適に切断できる。切断装置として、例えば回転可能なカッタ、レーザなどが挙げられる。
（変形例）
前記実施形態では、第１容器１７および第２容器１８の両方にラミネート部材を使用し、ラミネート部材に正極端子 、負極端子 として貫通電極として設けた例について説明したが、これに限定するものではない。その他の例として、例えば、第１容器１７および第２容器１８の一方をラミネート部材とし、第１容器１７および第２容器１８の一方に貫通電極を設けることも可能である。
また、第１容器１７および第２容器１８の他方を金属とすることも可能である。他方を金属とすることにより、他方の金属を端子部として使用できる。
また、第１容器１７および第２容器１８の両方を金属とすることも可能である。この場合、折曲部３３と第１周壁部２２との間にプライマーを塗布した状態で、折曲部３３および第１周壁部２２を熱融着する。第１容器１７および第２容器１８の両方を金属とすることにより、第１容器１７および第２容器１８を端子部として使用できる。
次に、第２実施形態〜第５実施形態を図７〜図１０に基づいて説明する。なお、第２実施形態〜第５実施形態において第１実施形態と同一、類似の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電池８０を図７に基づいて説明する。
図７は、第２実施形態に係る電池の斜視図である。
図７に示すように、電池８０は、封止部８２が第１実施形態の封止部１５と異なるだけで、その他の構成は第１実施形態の電池１と同様である。
封止部８２は、曲部８３、一対の直線部８４，８５、および平坦部８６を有する。曲部８３は、第２周壁部３２のうち、一方側の半部３２ｂに沿って半円弧の湾曲状に形成されている。
一対の直線部８４，８５の一方の直線部８４が曲部８３の一端８３ａから直線に延びている。一対の直線部８４，８５の他方の直線部８４が曲部８３の他端８３ｂから直線に延びている。一対の直線部８４，８５間に平坦部８６が配置され、一対の直線部８４，８５が平坦部８６で連結されている。
第２実施形態の電池８０によれば、曲部８３を第２周壁部３２の一方側の半部３２ｂに沿って折り曲げることにより、曲部８３を第２周壁部３２の一方側の半部３２ｂに近づけることができる。これにより、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への曲部８３の張出を小さく抑えることができる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電池９０を図８に基づいて説明する。
図８は、第３実施形態に係る電池の斜視図である。
図８に示すように、電池９０は、矩形体に形成された点で第１実施形態の電池１と異なるだけで、その他の構成は第１実施形態の電池１と同様である。
電池９０は、矩形体に形成された収容部９２と、矩形枠状に形成された封止部９５とを有する。収容部９２は、第２周壁部９３が直線に延びる４つの壁部９３ａ〜９３ｄと、隣接する壁部９３ａ〜９３ｄを連結する４つの角部９４ａ〜９４ｄとを有する。第２周壁部９３で、収容部９２の外周９２ａが形成される。
封止部９５は、４つの壁部９３ａ〜９３ｄに沿って折り曲げられた直線部９６ａ〜９６ｄと、隣接する直線部９６ａ〜９６ｄを連結する４つの曲部９７ａ〜９７ｄとを有する。直線部９６ａ〜９６ｄは、収容部９２の壁部９３ａ〜９３ｄに沿って直線に形成されている。よって、直線部９６ａ〜９６ｄを壁部９３ａ〜９３ｄに近づけることができる。
また、曲部９７ａ〜９７ｄは、収容部９２の角部９４ａ〜９４ｄに沿って、平面視湾曲に形成されている。よって、曲部９７ａ〜９７６ｄを収容部１２の角部９４ａ〜９４ｄに近づけることができる。
第３実施形態の電池９０によれば、封止部９５の直線部９６ａ〜９６ｄを壁部９３ａ〜９３ｄに近づけることができる。さらに、曲部９７ａ〜９７ｄを収容部１２の角部９４ａ〜９４ｄに近づけることができる。これにより、収容部１２の中心軸Ｏに対して直交する方向への直線部９６ａ〜９６ｄの張出、曲部９７ａ〜９７ｄの張出を小さく抑えることができる。すなわち、封止部９５の張出を小さく抑えることができる。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の電池１００を図９に基づいて説明する。
図９は、第４実施形態に係る電池の斜視図である。
図９に示すように、電池１００は、一対の端子部１０３，１０４を封止部９５から突出させた点で第３実施形態の電池９０と異なるだけで、その他の構成は第３実施形態の電池９０と同様である。
一対の端子部１０３，１０４は、封止部１０２のうち、平行に配置された直線部９５ａ，９５ｃにシーラントフィルム１０６，１０７を介して支持され、直線部９５ａ，９５ｃから外部に突出されている。
一対の端子部１０３，１０４は、封止部９５とともに折り曲げられている。これにより、一対の端子部１０３，１０４を収容部１０８側に寄せることができ、電池１００を小さく抑えることができる。収容部１０８は、第３実施形態の収容部９２と類似部材である。
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の電池１１０を図１０に基づいて説明する。
図１０は、第５実施形態に係る電池の斜視図である。
図１０に示しように、電池１１０は、一対の端子部１１３，１１４を封止部１５から突出させた点で第１実施形態の電池１と異なるだけで、その他の構成は第１実施形態の電池１と同様である。
一対の端子部１１３，１１４は、封止部１１２にシーラントフィルム１１６，１１７を介して支持され、封止部１５から外部に突出されている。
一対の端子部１１３，１１４は、封止部１５とともに折り曲げられている。これにより、一対の端子部１１３，１１４を収容部１１８側に寄せることができ、電池１１０を小さく抑えることができる。収容部１１８は、第１実施形態の収容部１２と類似部材である。
なお、本発明の技術範囲は上述した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において種々の変更を加えることが可能である。
前記実施形態では、負極電極３と正極電極４とが互い違いに積層するように折り畳まれた積層タイプの電極体２を収容部１２，９２，１０８，１１８に収容した例について説明したが、これに限定するものではない。その他の電極体として、捲回タイプ、ペレットタイプの電極体を収容部１２に収容することも可能である。
捲回タイプの電極体は、負極電極３と正極電極４とが捲回されたものである。ペレットタイプの電極体は、セパレータの両側に負極電極３と正極電極４とを備えたものである。
また、前記実施形態では、下型５１の載置部５１ａおよび上型５２の押圧部５２ａで熱融着部４６の外周縁４６ａを挟持する例について説明したが、これに限定するものではない。その他の例として、載置部５１ａおよび押圧部５２ａの少なくとも一方の内周側に凹みを形成し、凹みに対して外周縁４６ａを非接触とすることも可能である。
よって、成形型５０で封止部１５を絞り成形する際に、外周縁４６ａのうち凹みに対して非接触な部位を封止部１５に寄せることができる。これにより、封止部１５を一層良好に絞り成形することができる。
１，８０，９０，１００，１１０…電池（電気化学セル）
２………電極体
３………負極電極
４………正極電極
１０……外装体
１２，９２，１０８，１１８……収容部
１２ａ…収容部の外周
１５，８２，９５，１０２，１１２…封止部
１７……第１容器（第１部材）
１８……第２容器（第２部材）
２６……負極端子（貫通電極）
３２，９３…第２周壁部（収容部の外周）
３２ｂ…第２周壁部の一方の半部
３９……正極端子（貫通電極）
４６……熱融着部
４６ａ…熱融着部の外周縁（熱融着部の一部）
４６ｃ…熱融着部の他の部位
８３，９７ａ〜９７ｄ…曲部（封止部の少なくとも一部）
９４ａ〜９４ｄ…角部
１０３，１０４，１１３，１１４…端子部
Ｏ………収容部の中心軸
本発明の電気化学セルは、正極電極および負極電極を含む電極体と、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成される外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体が収容される収容部と、前記収容部の外周において、前記第１部材および前記第２部材が融着された状態で前記収容部の外周に沿って折り曲げられた封止部と、を有し、前記第１部材および前記第２部材の一方がラミネート部材であり、他方が金属である、ことを特徴とする。
本発明によれば、封止部を融着させた状態において、収容部の外周に沿って折り曲げた。よって、封止部を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を小さく抑えることができる。したがって、特に、小形の電気化学セルにおいて、電気化学セルの体積当たりの容量を高めることができる。
また、本発明によれば、第１部材および第２部材の一方をラミネート部材とし、他方を金属とした。これにより、他方の金属を端子部として使用できる。
本発明の電気化学セルは、正極電極および負極電極を含む電極体と、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成される外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体が収容される収容部と、前記収容部の外周において、前記第１部材および前記第２部材が融着された状態で前記収容部の外周に沿って、前記外周の全周にわたって折り曲げられた封止部と、を有する、ことを特徴とする。
本発明の電気化学セルは、正極電極および負極電極を含む電極体と、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成される外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体が収容される収容部と、前記収容部の外周において、前記第１部材および前記第２部材が融着されてなる封止部と、を有し、前記収容部の外周は円筒状であり、前記封止部は、少なくとも一部が前記収容部の外周に沿って折り曲げられることにより円弧状の曲部を備えている、ことを特徴とする電気化学セル。
本発明によれば、曲部８３を収容部の外周に沿って折り曲げることにより、曲部８３を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への曲部の張出を小さく抑えることができる。
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方がラミネート部材であり、前記ラミネート部材に、前記ラミネート部材を貫通する貫通電極が設けられた、としてもよい。
本発明によれば、第１部材および第２部材の少なくとも一方をラミネート部材とし、ラミネート部材を貫通する貫通電極を設けた。貫通電極を設けることにより、封止部から外部に端子部を突出させる必要がない。よって、電気化学セルを一層小形にできる。
本発明の電気化学セルの製造方法は、電極体が収容される収容部の外周の封止部を封止する封止工程と、封止された封止部の一部を固定する固定工程と、前記封止部の一部を固定した状態で、前記封止部の他の部位を絞り成形により折り曲げる成形工程と、絞り成形された前記封止部の他の部位から前記封止部の一部を切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、封止部を融着した後、封止部の一部を固定する。さらに、封止部の一部を固定した状態で、封止部の他の部位を絞り成形により折り曲げる。
よって、封止部を収容部の外周に近づけることができる。これにより、収容部の中心軸に対して直交する方向への張出を小さく抑えることができる。したがって、特に、小形の電気化学セルにおいて、電気化学セルの体積当たりの容量を高めることができる。

Claims (10)

  1. 正極電極および負極電極を含む電極体と、
    第１部材および第２部材を重ね合わせて形成される外装体と、を備え、
    前記外装体は、
    前記電極体が収容される収容部と、
    前記収容部の外周において、前記第１部材および前記第２部材が融着された状態で前記収容部の外周に沿って折り曲げられた封止部と、
    を有する、ことを特徴とする電気化学セル。
  2. 前記封止部は、少なくとも一部が前記収容部の外周に沿って湾曲に形成された、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
  3. 前記封止部に端子部が支持され、
    前記端子部が前記封止部とともに折り曲げられた、
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気化学セル。
  4. 前記封止部は、前記第１部材および前記第２部材の他の部位に比べて薄肉に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学セル。
  5. 前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方がラミネート部材であり、
    前記ラミネート部材に、前記ラミネート部材を貫通する貫通電極が設けられた、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
  6. 前記第１部材および前記第２部材の一方がラミネート部材であり、
    他方が金属である、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
  7. 電極体が収容される収容部の外周の封止部を封止する封止工程と、
    封止された封止部の一部を固定する固定工程と、
    前記封止部の一部を固定した状態で、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形工程と、
    を含む電気化学セルの製造方法。
  8. 前記成形工程の後工程において、前記封止部の一部を切断する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学セルの製造方法。
  9. 前記封止部の一部は、
    前記成形工程において、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形型で切断される、
    ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セルの製造方法。
  10. 前記封止部の一部は、
    前記成形工程において、前記封止部の他の部位を折り曲げる成形型とは別の切断装置で切断される、
    ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セルの製造方法。
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