JP2018195424A - シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱によるワークへの悪影響をより確実に防止しつつ、パック製品のコンパクト化等を図ることが可能なシール装置を提供する。【解決手段】シール装置は、ラミネートフィルム３でワークとしての電池素子２が密封されてなるパック製品としての電池の製造に用いられる。シール装置は、重ねられた状態のラミネートフィルム３を挟持可能な熱伝導部材４０と、熱伝導部材４０と接触することで、熱伝導部材４０を加熱可能なヒータ部材とを備える。ヒータ部材によって加熱されていない状態の熱伝導部材４０によりラミネートフィルム３を挟持し、その挟持状態を維持したまま、ヒータ部材を熱伝導部材４０に接触させた状態において、熱伝導部材４０を加熱する。【選択図】 図８

Description

本発明は、所定のワークをラミネートフィルムにより密封する際に用いられるシール装置に関する。

従来、熱溶着性樹脂層及び金属層を備えたラミネートフィルムによって、所定のワークを密封してなるパック製品が知られている。パック製品としては、例えば、扁平の薄型電池などを挙げることができ、このような電池では、ワークとして電極シートやセパレータシートが積層されてなる電池素子が用いられる。

パック製品を製造する際には、２枚のラミネートフィルム又は折り返されたラミネートフィルムの間にワークを配置した上で、重ねられた状態のラミネートフィルムの端縁部分が加熱される。そして、熱溶着性樹脂層を溶融させた後、溶融した熱溶着性樹脂層を固化させることで、ラミネートフィルム同士が溶着され、パック製品が得られる。

ラミネートフィルムを溶着するにあたっては、シール装置が利用される。シール装置としては、ラミネートフィルムを加熱するための加熱ヒータを備えたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。このようなシール装置では、高温度に保持した加熱ヒータによって所定の加圧条件でラミネートフィルムを挟み込み、ラミネートフィルムの端縁部分を熱溶着させる。

特開２００２−２２５９２９号公報

ところで、パック製品をコンパクト化させたり、限られたサイズの中で電池容量を増大化させたりする等の観点から、ワーク側面部（ワークのうち、ラミネートフィルムの溶着部分側に位置する部位）とラミネートフィルムとの間に形成される隙間を極力小さくすることが好ましい。隙間を小さくするためには、ラミネートフィルムの溶着部分をワーク側面部に対し接近させる必要がある。そこで、ワーク側面部に対し加熱ヒータをできる限り接近させて配置した上で、当該加熱ヒータを移動させて、ラミネートフィルムを挟み込む手法が考えられる。

しかしながら、この手法では、ラミネートフィルムを挟み込むべく、加熱ヒータを移動させている際に、ラミネートフィルムのうち、溶着後にワーク側面部と隣接した状態になる部位に対し加熱ヒータが接触してしまうおそれがある。そのため、ワーク側に配置されることとなる、本来溶融の不要な熱溶着性樹脂層が溶融されたり、加熱ヒータの熱がワークに伝わったりして、ワークに悪影響を与えてしまうおそれがある。

これに対し、例えば、熱溶着を行う前に、ワーク側面部に対し所定の治具をできる限り接近させて配置した上で、当該治具によってラミネートフィルムを挟み込み、ラミネートフィルムを理想的な形状に予め仮成形しておくことが考えられる。しかし、この手法では、治具による挟み込みが解除された際に、ラミネートフィルムがスプリングバックしてしまい、ラミネートフィルムの形状が理想的な形状から変化してしまう。そのため、結局のところ、ワーク側面部からある程度離れた位置でラミネートフィルムを溶着せざるを得ず、前記隙間を小さくすることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱によるワークへの悪影響をより確実に防止しつつ、パック製品のコンパクト化等を図ることが可能なシール装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．所定の熱溶着性樹脂層及び所定の金属層が積層されてなるラミネートフィルムで所定のワークが密封されてなるパック製品の製造に用いられ、重ねられた状態の前記ラミネートフィルムを加熱して前記熱溶着性樹脂層を溶融させた上で、溶融した前記熱溶着性樹脂層を冷却固化させることにより、前記ラミネートフィルムを溶着させるシール装置であって、
重ねられた状態の前記ラミネートフィルムを挟持可能な熱伝導部材と、
前記熱伝導部材と接触することで、前記熱伝導部材を加熱可能なヒータ部材とを備え、
前記ヒータ部材によって加熱されていない状態の前記熱伝導部材により前記ラミネートフィルムを挟持し、その挟持状態を維持したまま、前記ヒータ部材を前記熱伝導部材に接触させた状態において、前記熱伝導部材を加熱することを特徴とするシール装置。

上記手段１によれば、ラミネートフィルムを溶着するにあたって、まず、ヒータ部材によって加熱されていない状態の熱伝導部材により、ラミネートフィルムが挟持される。従って、ラミネートフィルムを挟持すべく、熱伝導部材を移動させている際に、熱溶着性樹脂層が溶融したり、ヒータ部材の熱がワークに伝わったりするといった事態は生じない。それ故、熱によるワークへの悪影響をより確実に防止することができる。

また、熱によるワークへの悪影響を考慮せずに挟持できることから、ラミネートフィルムにおける熱伝導部材で挟持される部位をワーク側面部に対し極力接近させることができる。そして、挟持状態が維持されたまま、熱伝導部材が加熱され、ラミネートフィルムが溶着される。従って、溶着後におけるラミネートフィルム及びワーク側面部間の隙間を非常に小さなものとすることができる。その結果、パック製品のコンパクト化などを効果的に図ることができる。

手段２．前記熱伝導部材のうち、前記ラミネートフィルムへの接触部位又は当該接触部位の近傍に位置する部位から前記ヒータ部材との接触部位又は当該接触部位の近傍に位置する部位にかけての部分が、超熱伝導体により構成されていることを特徴とする手段１に記載のシール装置。

尚、「超熱伝導体」としては、緻密なグラファイトや、グラファイト及び所定の金属（例えば、銅やアルミニウムなど）等が複合されてなる材料、アルミニウム合金に対しフィラーとしてカーボンナノチューブ等を配向して添加した材料などを挙げることができる。超熱伝導体は、一般的な熱伝導性に優れる金属（例えば、銅や銀など）よりも熱伝導性に優れるものである。

上記手段２によれば、熱伝導部材のうち、ラミネートフィルムへの接触部位又はその近傍部位からヒータ部材との接触部位又はその近傍部位にかけての部分は、超熱伝導体により構成されている。従って、熱伝導部材とラミネートフィルムとの接触部位に対し、ヒータ部材からの熱を非常に速やかに伝えることができ、ラミネートフィルムを短時間で加熱することができる。その結果、ヒータ部材によって加熱されていない状態の熱伝導部材によりラミネートフィルムを挟持するという工程が存在したとしても、パック製品の製造に要する時間を十分に短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。

手段３．前記熱伝導部材は、
前記超熱伝導体により構成された本体部と、
前記本体部に取着され、前記ラミネートフィルムとの接触部位を構成するカバー部とを備え、
前記カバー部によって、前記ラミネートフィルムに対し前記本体部が直接接触しないように構成されていることを特徴とする手段２に記載のシール装置。

尚、「カバー部」は、例えば、比較的薄肉の金属板やセラミックス板などにより構成することができる。

超熱伝導体がラミネートフィルムに対し直接接触するように構成した場合、超熱伝導体におけるラミネートフィルムとの接触部位に破損が生じやすくなってしまったり、超熱伝導体から生じた異物がラミネートフィルムに付着しやすくなってしまったりするおそれがある。

この点、上記手段３によれば、ラミネートフィルムを溶着する際には、カバー部によって超熱伝導体とラミネートフィルムとが直接接触することはない。従って、超熱伝導体における破損やラミネートフィルムに対する異物の付着をより確実に防止することができる。これにより、装置の長寿命化を図ることができるとともに、製造されたパック製品の品質向上を図ることができる。

手段４．前記熱伝導部材と接触することで、前記熱伝導部材を冷却可能な冷却部材を備え、
前記ヒータ部材により前記熱伝導部材を加熱した後、前記挟持状態を維持したまま、前記冷却部材を前記熱伝導部材に接触させ、前記熱伝導部材を冷却することを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載のシール装置。

熱溶着性樹脂層を溶融した後、熱伝導部材によるラミネートフィルムの挟持をすぐに解除してしまうと、熱溶着性樹脂層の固化が不十分であるため、溶着部分においてラミネートフィルムの剥がれやしわが生じてしまうおそれがある。そこで、このような不具合を防止すべく、熱溶着性樹脂層の溶融後、熱溶着性樹脂層が固化するまでの間、ラミネートフィルムをしばらく挟持し続けることが考えられるが、この場合には、パック製品の製造に要する時間が増大してしまうおそれがある。

この点、上記手段４によれば、ラミネートフィルムを加熱した後、冷却部材によって、ラミネートフィルムを挟持した状態のままの熱伝導部材が冷却される。従って、溶融した熱溶着性樹脂層を急冷し、熱溶着性樹脂層を素早く固化させることができる。これにより、溶着部分においてラミネートフィルムの剥がれやしわが生じてしまうことをより確実に防止できる。また、熱溶着性樹脂層の急速固化によって、パック製品の製造に要する時間の更なる短縮化を図ることができる。特に上記手段２の構成を具備し、熱伝導部材に対するヒータ部材や冷却部材の接触部位が共通する場合には、冷却部材によって熱伝導部材をより効果的に急冷することができるため、ラミネートフィルムのより一層急速な溶着を図ることができる。

手段５．前記熱伝導部材のうち前記ラミネートフィルムと接触した状態であるときに前記ワーク側に配置される側面に対し、所定の断熱層が取着されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載のシール装置。

尚、「断熱層」は、例えば、耐熱性に優れる発泡性の樹脂（例えば、フッ素樹脂など）や断熱セラミックス等によって形成することができる。

上記手段５によれば、熱伝導部材におけるワーク側に配置される側面に対し、断熱層が設けられている。これにより、熱伝導部材からワークに対する熱伝導を効果的に抑えることができる。その結果、ワークに対し熱による悪影響が及ぶことをより確実に防止でき、製造されたパック製品の品質向上を一層図ることができる。

電池の斜視図である。 電池素子を密封する前における電池の分解斜視図である。 図１のＪ−Ｊ線拡大断面模式図である。 シール装置の構成を示すブロック図である。 熱伝導部材などの構成を示す斜視図である。 熱伝導部材などの構成を示す一部破断斜視図である。 非加熱挟持工程における一過程を示す断面模式図である。 非加熱挟持工程における一過程を示す断面模式図である。 加熱工程の一過程を示す断面模式図である。 加熱工程後を示す断面模式図である。 冷却工程を示す断面模式図である。 挟持解除工程を示す断面模式図である。 別の実施形態における断熱層などを示す断面模式図である。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に示すように、パック製品としての携帯電話用のリチウムイオン電池１（以下、単に「電池１」と称す）は、ワークとしての電池素子２と当該電池素子２を密封するラミネートフィルム３とを備えている。尚、図１では、ラミネートフィルム３を実際よりも厚肉で示している。また、図２は、電池素子２を密封する前の状態である。図２では、ラミネートフィルム３並びに次述する電極シート２Ａ，２Ｃ及びセパレータシート２Ｂ等を実際よりも厚肉とするとともに、各シート２Ａ〜２Ｃをそれぞれ離間させ、かつ、各シート２Ａ〜２Ｃの枚数を実際の枚数よりも少なくした状態で示している。

電池素子２は、負電極シート２Ａ、セパレータシート２Ｂ、正電極シート２Ｃ及びセパレータシート２Ｂがこの順序で繰り返し積み上げられることにより構成されている。

負電極シート２Ａ及び正電極シート２Ｃは、金属箔よりなる極箔本体の表裏両面に活物質が塗布されることにより構成されている。但し、極箔本体の一端縁部には、活物質は塗布されていない。負電極シート２Ａは、例えば、銅からなる極箔本体に負極活物質（例えば、ケイ素等を含有する粒子）が塗布されてなる。正電極シート２Ｃは、例えば、アルミニウムからなる極箔本体に正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム粒子等）が塗布されてなる。

また、各負電極シート２Ａの一端縁部からはそれぞれ負極リード４Ａが延出するとともに、正電極シート２Ｃの一端縁部からはそれぞれ正極リード４Ｃが延出している。そして、各負極リード４Ａは、負極端子５Ａに接続され、各正極リード４Ｃは、正極端子５Ｃに接続されている。そして、負極端子５Ａ及び正極端子５Ｃが、電池素子２を密封するラミネートフィルム３から外部に露出した状態となっている。

ラミネートフィルム３は、電池１の外装を構成するものであり、折り返された上で、重ねられた端縁部分同士が溶着されることで、電池素子２を密封状態で収容している。本実施形態では、ラミネートフィルム３のうち、折り返し部分を除いた端縁部分が溶着される。

ラミネートフィルム３は、図３（図３は、図１のＪ−Ｊ線拡大断面模式図であり、電池素子２などを簡略化した状態で示している）に示すように、所定の金属（例えば、アルミニウムなど）からなる薄肉の金属層３Ａと、所定の熱溶着性樹脂からなる熱溶着性樹脂層３Ｂとが積層されてなる。熱溶着性樹脂層３Ｂを構成する樹脂は、熱溶着が可能なものであればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変性物、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル等、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを使用可能である。勿論、金属層３Ａの両面を熱溶着性樹脂層３Ｂで挟むようにしてラミネートフィルム３を構成することとしてもよい。

次いで、ラミネートフィルム３で電池素子２を密封する際に用いられるシール装置１０について説明する。シール装置１０は、図４に示すように、ヒータ部材２０と、冷却部材３０と、熱伝導部材４０とを備えている。

ヒータ部材２０は、図９及び図１０に示すように、溶着対象となるラミネートフィルム３の上方及び下方にそれぞれ１つずつ配置されるようになっており、図示しない駆動手段によってＸ−Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（鉛直方向）に沿って移動可能とされている。ヒータ部材２０は、図示しないヒータを内蔵しており、当該ヒータにより発熱可能となっている。ヒータ部材２０は、Ｘ−Ｙ方向に移動することで、熱伝導部材４０の上下に位置する動作準備位置と、当該動作準備位置から外れた退避位置との間で移動可能となっている。また、ヒータ部材２０は、動作準備位置に配置された状態でＺ方向に移動することにより、熱伝導部材４０と接触し、熱伝導部材４０を加熱可能となっている。

冷却部材３０は、図１１及び図１２に示すように、ヒータ部材２０と同様、溶着対象となるラミネートフィルム３の上方及び下方にそれぞれ１つずつ配置されるようになっている。冷却部材３０は、図示しない駆動手段によってＸ−Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（鉛直方向）に沿って移動可能に構成されている。冷却部材３０は、Ｚ方向に移動することにより、熱伝導部材４０と接触して熱伝導部材４０を冷却する。尚、冷却部材３０がＺ方向に移動する際には、ヒータ部材２０が退避位置に配置され、冷却部材３０の移動を阻害しないようになっている。また、冷却部材３０は、ヒータ部材２０が動作準備位置に配置されるときに、これらヒータ部材２０の移動予定経路から外れた位置に配置されるようになっており、ヒータ部材２０の移動を阻害しないようになっている。

尚、ヒータ部材２０及び冷却部材３０を、それぞれの配置位置が入れ替わるように移動可能としてもよい。また、ヒータ部材２０及び冷却部材３０を並べた状態で設け、溶着対象のラミネートフィルム３と熱伝導部材４０とがヒータ部材２０及び冷却部材３０に対し順次搬送されるように構成してもよい。

熱伝導部材４０は、図７及び図８に示すように、溶着対象となるラミネートフィルム３の上方及び下方にそれぞれ１つずつ配置されるようになっている。熱伝導部材４０は、ラミネートフィルム３を溶着する際にラミネートフィルム３を挟持する部材である。熱伝導部材４０は、図示しない駆動手段によってＸ−Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（鉛直方向）に沿って移動可能に構成されており、Ｘ−Ｙ方向に移動することで、ラミネートフィルム３の被挟持部位、すなわち、ラミネートフィルム３の溶着部位を変更可能とされている。尚、熱伝導部材４０の位置変更に合わせて、ヒータ部材２０及び冷却部材３０の配置位置も適宜変更される。

熱伝導部材４０は、図５及び図６（図６は、後述する保護部５１を一部破断した斜視図である）に示すように、本体部４１と、カバー部４２とを備えている。

本体部４１は、主として、ヒータ部材２０及び冷却部材３０と、カバー部４２との間で熱伝導を行うものである。本体部４１は、超熱伝導体によって形成されている。超熱伝導体としては、緻密なグラファイトや、グラファイト及び所定の金属（例えば、銅やアルミニウムなど）等が複合されてなる材料、アルミニウム合金に対しフィラーとしてカーボンナノチューブ等を配向して添加した材料などを挙げることができる。本実施形態では、超熱伝導体として、グラファイト及び所定の金属が複合されてなる材料が用いられている。

また、本体部４１は、平板部４１Ａ及び柱状部４１Ｂを備えている。平板部４１Ａは、細長い平板状をなしており、ラミネートフィルム３の溶着部位に対応する形状をなしている。

柱状部４１Ｂは、円柱状をなしており、平板部４１Ａにおけるカバー部４２とは反対側に位置する面の中心から突出している。柱状部４１Ｂは、ヒータ部材２０や冷却部材３０と接触することで、ヒータ部材２０や冷却部材３０との間で熱交換を行う部位である。本実施形態では、柱状部４１Ｂの先端面に対しヒータ部材２０や冷却部材３０が接触するようになっている。尚、柱状部４１Ｂを複数設けてもよい。

また、柱状部４１Ｂにおけるグラファイトの配向方向は、柱状部４１Ｂの軸方向と平行又はほぼ平行な方向とされており、平板部４１Ａにおけるグラファイトの配向方向は、柱状部４１Ｂの軸方向と直交又はほぼ直交する方向とされている。本実施形態の超熱伝導体は、特にグラファイトの配向方向に沿って熱が効率よく伝導されるようになっている。従って、ヒータ部材２０や冷却部材３０と平板部４１Ａとの間における、柱状部４１Ｂを介した速やかな熱伝導が可能となっている。さらに、平板部４１Ａでは、その幅方向及びその長さ方向に沿った速やかな熱伝導が可能となっており、柱状部４１Ｂから受けた熱を平板部４１Ａの全体に迅速に広げたり、平板部４１Ａの熱を柱状部４１Ｂへと速やかに引いたりすることが可能である。

カバー部４２は、ラミネートフィルム３を挟持する際にラミネートフィルム３と接触する部位であり、本体部４１の破損や摩耗を防止するために設けられている。カバー部４２は、熱や摩耗に対する耐久性に優れ、かつ、良好な熱伝導性を有する材料（例えば、ステンレスやアルミニウム等の所定の金属やセラミックスなど）により形成された薄肉板（膜）であり、平板部４１Ａにおける柱状部４１Ｂとは反対側に位置する面を覆っている。カバー部４２は、例えば拡散接合によって、本体部４１へと接合されている。尚、図５等では、カバー部４２を実際よりも厚肉で示しているが、実際のカバー部４２は薄肉（例えば、１．０ｍｍ未満であり、本実施形態では０．１ｍｍ以下）であり、速やかな温度変化が可能となっている。

加えて、上記のように構成された熱伝導部材４０に対し、所定の保護部５１が取着されている。保護部５１は、熱や摩耗に対する耐久性が優れる材料（例えば、ステンレスやアルミニウム等の所定の金属など）により形成されている。保護部５１は、柱状部４１Ｂの高さと同一の厚さを有し、かつ、平面形状が平板部４１Ａに対応する形状とされた直方体状をなしている。

また、保護部５１は、柱状部４１Ｂを通すための貫通孔５１Ａを備えている。そして、保護部５１は、貫通孔５１Ａに対し柱状部４１Ｂが挿通され、かつ、平板部４１Ａに積層された状態で、熱伝導部材４０に取着されている。尚、柱状部４１Ｂの先端面、つまり、ヒータ部材２０や冷却部材３０と接触する部位は、保護部５１の表面に露出した状態となっており、本実施形態では、柱状部４１Ｂの先端面と保護部５１の表面とが面一となっている。保護部５１によって、ヒータ部材２０などと接触する柱状部４１Ｂの破損防止が図られている。

次いで、シール装置１０を用いたラミネートフィルム３の溶着工程について説明する。ラミネートフィルム３の溶着工程は、非加熱挟持工程と、加熱工程と、冷却工程と、挟持解除工程とを含む。尚、本実施形態では、ラミネートフィルム３の溶着工程に先立って、折り返されたラミネートフィルム３の間に電池素子２が予め配置された状態となっている。

非加熱挟持工程では、ヒータ部材２０によって加熱されていない状態の熱伝導部材４０により、重ねられた状態のラミネートフィルム３の端縁部分を挟持する。より詳しくは、図７に示すように、一対の熱伝導部材４０を、電池素子２の側面部２Ｓに対しできる限り接近させた状態で、ラミネートフィルム３を挟むようにして配置する。例えば、一対の熱伝導部材４０を、側面部２Ｓから１枚〜数枚分のラミネートフィルム３の厚さだけ離した位置に配置する。尚、図７等では、電池素子２を簡略化した状態とし、また、ラミネートフィルム３を実際よりも厚肉とした状態で示している。

次いで、図８に示すように、一対の熱伝導部材４０を両者が接近する方向（Ｚ方向）に移動させ、両熱伝導部材４０によってラミネートフィルム３を挟み込む。このとき、熱伝導部材４０は未だ加熱されていない（常温である）ので、熱伝導部材４０によって、ラミネートフィルム３における側面部２Ｓに対し非常に近接した部位を挟持することができる（このように挟持したとしても電池素子２に悪影響が及ばない）。

次に、加熱工程において、図９に示すように、熱伝導部材４０によってラミネートフィルム３を挟持したまま、前記動作準備位置に位置する、予め加熱された状態の一対のヒータ部材２０を熱伝導部材４０に対し接近移動させる。そして、ヒータ部材２０を柱状部４１Ｂの先端面に接触させるとともに、予め設定された所定時間だけ接触状態を維持する。これにより、熱伝導部材４０を加熱し、ラミネートフィルム３の熱溶着性樹脂層３Ｂを溶融させる。

所定時間の経過後、図１０に示すように、ヒータ部材２０を前記動作準備位置に戻すことで、熱伝導部材４０からヒータ部材２０を離間させ、熱伝導部材４０の加熱を停止する。その後、ヒータ部材２０を前記退避位置に移動させる。一方、熱伝導部材４０は、ラミネートフィルム３を挟持した状態のままで維持する。

次いで、冷却工程において、図１１に示すように、冷却部材３０を熱伝導部材４０に対し接近移動させ、冷却部材３０を柱状部４１Ｂの先端面に接触させる。そして、熱伝導部材４０（柱状部４１Ｂ）に対し冷却部材３０を予め設定された所定時間だけ接触させ続けることで、熱伝導部材４０を冷却し、熱溶着性樹脂層３Ｂを急速に固化させる。

次に、挟持解除工程において、図１２に示すように、冷却部材３０を元の配置位置へと移動させるとともに、熱伝導部材４０をラミネートフィルム３から離間する方向に移動させ、ラミネートフィルム３の挟持を解除する。これにより、ラミネートフィルム３の溶着が完了する。尚、冷却部材３０は、熱伝導部材４０によるラミネートフィルム３の挟持解除よりも先に移動させてもよいし、熱伝導部材４０とともに移動させてもよい。

以上詳述したように、本実施形態によれば、ラミネートフィルム３を溶着するにあたって、まず、ヒータ部材２０によって加熱されていない状態の熱伝導部材４０により、ラミネートフィルム３が挟持される。従って、ラミネートフィルム３を挟持すべく、熱伝導部材４０を移動させている際に、熱溶着性樹脂層３Ｂが溶融したり、ヒータ部材２０の熱が電池素子２に伝わったりするといった事態は生じない。それ故、熱による電池素子２への悪影響をより確実に防止することができる。

また、熱による電池素子２への悪影響を考慮せずに挟持できることから、ラミネートフィルム３における熱伝導部材４０で挟持される部位、つまり、ラミネートフィルム３の溶着部位を側面部２Ｓに対し極力接近させることができる。従って、溶着後におけるラミネートフィルム３及び側面部２Ｓ間の隙間を非常に小さなものとすることができる。その結果、電池１のコンパクト化などを効果的に図ることができる。

さらに、熱伝導部材４０のうち、ラミネートフィルム３への接触部位の近傍部位（本実施形態では、接触部位から０．１ｍｍ以下だけ離れた部位）からヒータ部材２０との接触部位にかけての部分は、本体部４１で構成されており、本体部４１は、超熱伝導体により構成されている。従って、熱伝導部材４０とラミネートフィルム３との接触部位に対し、ヒータ部材２０からの熱を非常に速やかに伝えることができ、ラミネートフィルム３を短時間で加熱することができる。その結果、加熱されていない状態の熱伝導部材４０によりラミネートフィルム３を挟持するという工程が存在したとしても、電池１の製造に要する時間を十分に短縮することができ、生産性の向上を図ることができる。

加えて、ラミネートフィルム３を溶着する際には、カバー部４２によって本体部４１（超熱伝導体）とラミネートフィルム３とが直接接触することはない。従って、本体部４１（超熱伝導体）における破損やラミネートフィルム３に対する異物の付着をより確実に防止することができる。これにより、装置の長寿命化を図ることができるとともに、製造された電池１の品質向上を図ることができる。

さらに、ラミネートフィルム３を加熱した後、冷却部材３０によって、ラミネートフィルム３を挟持した状態のままの熱伝導部材４０が冷却される。従って、溶融した熱溶着性樹脂層３Ｂを急冷し、熱溶着性樹脂層３Ｂを素早く固化させることができる。これにより、溶着部分においてラミネートフィルム３の剥がれやしわが生じてしまうことをより確実に防止できる。また、熱溶着性樹脂層３Ｂの急速固化によって、電池１の製造に要する時間の更なる短縮化を図ることができる。

併せて、本実施形態では、超熱伝導体からなる本体部４１によって、熱伝導部材４０（特にカバー部４２）から冷却部材３０へと効果的に熱を引くことができ、熱伝導部材４０をより急速に冷却することができる。これにより、電池１の製造に要する時間をより一層短縮することができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）図１３に示すように、熱伝導部材４０のうちラミネートフィルム３と接触した状態であるときに電池素子２側に配置される側面に対し、所定の断熱層５２を取着することとしてもよい。この場合には、熱伝導部材４０から電池素子２に対する熱伝導を効果的に抑えることができる。その結果、電池素子２に対し熱による悪影響が及ぶことをより確実に防止でき、製造された電池１の品質向上を一層図ることができる。尚、断熱層５２は、例えば、耐熱性に優れる発泡性の樹脂（例えば、フッ素樹脂など）や断熱セラミックス等によって形成することができる。

（ｂ）上記実施形態では、加熱工程において、予め加熱されたヒータ部材２０を熱伝導部材４０へと接触させているが、熱伝導部材４０に対しヒータ部材２０を接触した後、ヒータ部材２０を加熱することとしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、本体部４１（柱状部４１Ｂ）がヒータ部材２０や冷却部材３０へと直接接触するように構成されているが、柱状部４１Ｂの先端面を覆う薄肉（例えば、１．０ｍｍ未満）の金属板やセラミックス板等からなるカバーを設け、当該カバーを介して本体部４１とヒータ部材２０等とが間接的に接触するように構成してもよい。この場合には、本体部４１（柱状部４１Ｂ）の破損や摩耗防止を図ることができ、装置の長寿命化を一層図ることができる。尚、熱伝導部材４０におけるラミネートフィルム３と接触する部位において温度を迅速に変化可能とするために、熱伝導部材４０のうち、ラミネートフィルム３との接触部位の近傍に位置する部位からヒータ部材２０等との接触部位の近傍に位置する部位にかけての部分を、超熱伝導体により構成することが好ましい。

また、カバー部４２を省略し、本体部４１（超熱伝導体）がラミネートフィルム３及びヒータ部材２０等へと直接接触するように構成してもよい。この場合には、熱伝導部材４０のうち、ラミネートフィルム３との接触部位からヒータ部材２０等との接触部位にかけての部分を超熱伝導体により構成することで、熱伝導部材４０におけるラミネートフィルム３と接触する部位の温度変化が非常に速やかに行われることとなり、生産性を一層向上させることができる。

さらに、柱状部４１Ｂの先端面を覆うカバーを設ける一方、カバー部４２を省略してもよい。この場合、熱伝導部材４０におけるラミネートフィルム３と接触する部位の速やかな温度変化を実現すべく、熱伝導部材４０のうち、ラミネートフィルム３との接触部位からヒータ部材２０等との接触部位の近傍に位置する部位にかけての部分を超熱伝導体によって構成することが好ましい。

（ｄ）上記実施形態では、１枚のラミネートフィルム３を折り返した上で、ラミネートフィルム３における折り返し部分を除いた端縁部分が溶着されるように構成されている。これに対し、２枚のラミネートフィルムによって電池素子２を挟み込んだ上で、両ラミネートフィルム３の端縁部分の全周を溶着するように構成してもよい。

（ｅ）上記実施形態において、ラミネートフィルム３は平坦なシートとされているが、ラミネートフィルムとして、電池素子２を収容するための凹部が、例えば深絞り加工などによって予め形成されたものを用いてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、ワークとしてリチウムイオン電池の電池素子２を挙げているが、ラミネートフィルム３によって密封されるものである限り、ワークの種別、形状等については特に限定されるものではない。例えば、ワークは、リチウムイオン電池以外の電池素子であってもよいし、食品や電子部品などであってもよい。

１…電池（パック製品）、２…電池素子（ワーク）、２Ｓ…側面部、３…ラミネートフィルム、３Ａ…金属層、３Ｂ…熱溶着性樹脂層、１０…シール装置、２０…ヒータ部材、３０…冷却部材、４０…熱伝導部材、４１…本体部、４２…カバー部、５２…断熱層。

Claims (5)

1. 所定の熱溶着性樹脂層及び所定の金属層が積層されてなるラミネートフィルムで所定のワークが密封されてなるパック製品の製造に用いられ、重ねられた状態の前記ラミネートフィルムを加熱して前記熱溶着性樹脂層を溶融させた上で、溶融した前記熱溶着性樹脂層を冷却固化させることにより、前記ラミネートフィルムを溶着させるシール装置であって、
   重ねられた状態の前記ラミネートフィルムを挟持可能な熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材と接触することで、前記熱伝導部材を加熱可能なヒータ部材とを備え、
   前記ヒータ部材によって加熱されていない状態の前記熱伝導部材により前記ラミネートフィルムを挟持し、その挟持状態を維持したまま、前記ヒータ部材を前記熱伝導部材に接触させた状態において、前記熱伝導部材を加熱することを特徴とするシール装置。
2. 前記熱伝導部材のうち、前記ラミネートフィルムへの接触部位又は当該接触部位の近傍に位置する部位から前記ヒータ部材との接触部位又は当該接触部位の近傍に位置する部位にかけての部分が、超熱伝導体により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. 前記熱伝導部材は、
   前記超熱伝導体により構成された本体部と、
   前記本体部に取着され、前記ラミネートフィルムとの接触部位を構成するカバー部とを備え、
   前記カバー部によって、前記ラミネートフィルムに対し前記本体部が直接接触しないように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシール装置。
4. 前記熱伝導部材と接触することで、前記熱伝導部材を冷却可能な冷却部材を備え、
   前記ヒータ部材により前記熱伝導部材を加熱した後、前記挟持状態を維持したまま、前記冷却部材を前記熱伝導部材に接触させ、前記熱伝導部材を冷却することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール装置。
5. 前記熱伝導部材のうち前記ラミネートフィルムと接触した状態であるときに前記ワーク側に配置される側面に対し、所定の断熱層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール装置。

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