JP2020092038A - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】好適な封止性能を有する二次電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】電極組立体５０、および該電極組立体を収納する外装体１００を有して成り、外装体の外縁部１５０が絶縁テープ２００によって封止されており、絶縁テープが鋭角を成す切り欠き部２１０によって分画される第１折り曲げ部２１０Ａ１および第２折り曲げ部２１０Ａ２を有する二次電池およびその製造方法。該絶縁テープにおいて、該切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点を起点としてスリットが設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は二次電池およびその製造方法に関する。特に、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層から成る電極組立体を備えた二次電池に関するとともに、その二次電池を製造するための製造方法にも関する。

二次電池は、いわゆる蓄電池ゆえ充電・放電の繰り返しが可能であり、様々な用途に用いられている。例えば、携帯電話、スマートフォンおよびノートパソコンなどのモバイル機器に二次電池が用いられている。

モバイル機器などを含め種々の電池用途では、二次電池は筐体内に収められて使用される。つまり、使用される機器の筐体内部を部分的に占めるように二次電池が配置される。

特表２００８−４１４９４号公報

本願発明者は、従前の二次電池では克服すべき課題があることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。

二次電池は、正極、負極およびそれらの間にセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体、ならびにその電極組立体を包み込む外装体を有して成る。外装体は、電極組立体を挟んで一方側に位置付けられる第１外装体部と他方側に位置付けられる第２外装体部とから成り、それぞれの外縁部を互いに合わせて外装体の外縁部が構成されている。

ここで、外装体１００の第１外装体部１１０および第２外装体部１２０の各々が接着層１０５、金属層１０６および保護層１０７の積層体を含むラミネート構造を有する場合、それらの最外エッジ１１０Ｅおよび１２０Ｅを互いに貼り合わせた最外エッジ１００Ｅは、各外装体部の端面が露出した面になっている（図７参照）。このような構成の場合、金属層１０６は導電性のため、最外エッジにおける金属層１０６の端面まで電位が発生し、リーク電流が流れる虞がある。

リーク電流を防止するために、外装体の最外エッジを絶縁テープで封止することによって金属層の端面を露出させない構成が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、外装体における外縁部の形状によっては、絶縁テープが当該外縁部形状に追随できず、十分に封止できない場合がある。

図８（Ａ）〜（Ｄ）に例示するように、電極組立体を外装体で包み込む工程において電極組立体５０が矩形状である場合、外装体１００の外縁部１５０を接着した後に当該外縁部を折り返すため、外装体における外縁部の角部をカットする必要がある（図８（Ｃ）参照）。このような場合、外装体における外縁部の角部形状が複雑（例えば、平面視における鈍角形状）になり、当該角部を絶縁テープで封止する際に、絶縁テープにシワが生じるか（図９（Ａ）参照）、または絶縁テープが外装体における外縁部の角部形状に追随できないことから金属層端面が露出し（図９（Ｂ）参照）、十分に封止できない場合がある。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の主たる目的は、二次電池の封止性能の点でより好適な二次電池およびその製造方法を提供することである。

本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された二次電池およびその製造方法の発明に至った。

本発明では、二次電池が提供される。かかる二次電池は、電極組立体、および該電極組立体を収納する外装体を有して成り、外装体の外縁部が、絶縁テープによって封止されており、絶縁テープが、切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を有する。

また、本発明では、二次電池の製造方法も提供される。かかる二次電池の製造方法は、電極組立体を外装体で収納する工程、外装体の外縁部を、切り欠き部を有する絶縁テープによって封止する工程を含んで成り、封止する工程において、絶縁テープの切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部をそれぞれ別個に折り返すことで、外装体の最外エッジが露出しないように封止する。

本発明の二次電池は、より好適な封止性能を有する。

具体的には、本発明の二次電池において、電極組立体を収納した外装体の外縁部が、切り欠き部を有する絶縁テープによって封止されている。ここで、絶縁テープは切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を有している。かかる第１折り曲げ部および第２折り曲げ部は、外装体の最外エッジが露出しないように外装体における外縁部の角部形状に合わせてそれぞれ別個に折り返すことができる。これにより、絶縁テープにおけるシワの発生、または絶縁テープが角部形状に追随できないことに起因する金属層端面の露出を減ずることができる。

電極構成層の模式的断面図（図１（Ａ）：非巻回の平面積層型、図１（Ｂ）：巻回型） 本発明に係る絶縁テープの基本構成を示した模式的平面図 本発明に係る絶縁テープにおいてスリットが設けられる好適な領域を示した模式的平面図 本発明に係る外装体の外縁部を絶縁テープによって封止する工程を示す模式図 本発明に係る封止する工程における外装体の外縁部と絶縁テープとの位置合わせを示す模式図 本発明に係る封止する工程における外装体の外縁部とスリットが設けられた絶縁テープとの位置合わせを示す模式図 二次電池における接着された外装体の外縁部の模式的断面図 二次電池における電極組立体を封止する工程を示す模式図 絶縁テープのシワ（Ａ）、金属層端面の露出（Ｂ）が生じている二次電池の外装体の模式図

以下では、本発明の一実施形態に係る二次電池をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。

本明細書で直接的または間接的に説明される“厚み”の方向は、二次電池を構成する電極材の積層方向に基づいている。例えば扁平状電池などの「板状に厚みを有する二次電池」でいえば、“厚み”の方向は、かかる二次電池の板厚方向に相当する。本明細書において「断面視」は、二次電池の厚み方向に沿って切り取って得られる対象物の仮想断面に基づいている。また、本明細書で用いる「平面視」とは、かかる厚みの方向に沿って対象物を上側または下側からみた場合の見取図に基づいている。

［二次電池の基本構成］
本明細書でいう「二次電池」とは、充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。従って、本発明に係る二次電池は、その名称に過度に拘泥されるものでなく、例えば蓄電デバイスなども対象に含まれ得る。

本発明に係る二次電池は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体を有して成る。図１（Ａ）および１（Ｂ）には電極組立体５０を例示している。図示されるように、正極１と負極２とはセパレータ３を介して積み重なって電極構成層１０を成しており、かかる電極構成層１０が少なくとも１つ以上積層して電極組立体が構成されている。二次電池では、このような電極組立体が電解質（例えば非水電解質）と共に外装体に封入されている。

正極は、少なくとも正極材層および正極集電体から構成されている。正極では正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられており、正極材層には電極活物質として正極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の正極は、それぞれ、正極集電体の両面に正極材層が設けられていてよいし、あるいは、正極集電体の片面にのみ正極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば正極は正極集電体の両面に正極材層が設けられていることが好ましい。

負極は、少なくとも負極材層および負極集電体から構成されている。負極では負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられており、負極材層には電極活物質として負極活物質が含まれている。例えば、電極組立体における複数の負極は、それぞれ、負極集電体の両面に負極材層が設けられていてよいし、あるいは、負極集電体の片面にのみ負極材層が設けられていてよい。二次電池のさらなる高容量化の観点でいえば負極は負極集電体の両面に負極材層が設けられていることが好ましい。

正極および負極に含まれる電極活物質、即ち、正極活物質および負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、非水電解質を介してリチウムイオンが正極と負極との間で移動して電池の充放電が行われる非水電解質二次電池となっていることが好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、本発明に係る二次電池は、いわゆるリチウムイオン電池に相当し、正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有している。

正極材層の正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが正極材層に含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていてもよい。同様にして、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてもよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ正極合材層および負極合材層などと称すこともできる。

正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、本発明に係る二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。

正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体およびポリテトラフルオロエチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。例えば、正極材層のバインダーはポリフッ化ビニリデンであってよく、また、正極材層の導電助剤はカーボンブラックであってよい。

負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、リチウム合金、シリコン、シリコン合金、錫合金などであることが好ましい。

負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、ＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、表面装飾グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。

負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。例えば、負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっていてよい。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブおよび気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケルおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。

正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。

正極および負極に用いられるセパレータは、正負極の接触による短絡防止および電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極との間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみまたはポリプロピレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面が無機粒子コート層や接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面が接着性を有していてもよい。なお、本発明において、セパレータは、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有する固体電解質、ゲル状電解質、絶縁性の無機粒子などであってもよい。

本発明に係る二次電池では、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層から成る電極組立体が電解質と共に外装体に封入されている。正極および負極がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層を有する場合、電解質は有機電解質・有機溶媒などの“非水系”の電解質であることが好ましい（すなわち、電解質が非水電解質となっていることが好ましい）。電解質では電極（正極・負極）から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力することになる。

非水電解質は、溶媒と溶質とを含む電解質である。具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられてよく、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。また、具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、ＬｉＰＦ_６および／またはＬｉＢＦ_４などのＬｉ塩が好ましく用いられる。なお、非水電解質は、化学ゲルからなるものであってもよい。

二次電池の外装体は、正極、負極およびセパレータを含む電極構成層が積層した電極組立体を包み込むものであり、いわゆるラミネートフィルムから成るパウチに相当するソフトケース型であってよい。ラミネートフィルムとしては、少なくとも金属層と接着層とが積層される構成であり、付加的に保護層が積層される構成であってもよい。

「金属層」は、水分および／またはガスなどに対して実質的に透過性を有さない層であり、好ましくは金属箔である。あくまでも例示にすぎないが、かかる金属層の金属としては、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、ニッケルメッキ鋼板などから成る群から選択される少なくとも１種を含んで成る金属であってよい。

「接着層」は、外装体の外縁部を接着させる層であり、好ましくは熱融着樹脂である。具体的な熱融着樹脂は、ポリオレフィンおよび／または酸変性ポリオレフィンを含んで成る樹脂であってよく、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）から成る群から選択される少なくとも１種を含んで成る樹脂であってよい。

「保護層」は水分透過および外装体金属層の損傷を防止するのに通常資する層を意味している。保護層は、例えば、ナイロン、ポリアミドおよびポリエステルから成る群から選択される少なくとも１種を含んで成る樹脂であってよい。

絶縁テープは、通常、基材および当該基材の一方の面に形成された粘着層を含み、当該基材の他方の面には非導電性膜が形成されている。絶縁テープは、基材の一方の面のみに粘着層を有してよく、基材の両面に形成された非導電性膜における基材とは反対側の面にも粘着層を有してもよい。好ましくは、絶縁テープは基材の一方の面のみに粘着層を有している。

基材は、一般的な絶縁テープのテープ基材として用いられる非導電性の樹脂基材であれば特に限定されない。基材としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレン（特にポリエチレンテレフタラート）、ポリフルオロエチレン等が挙げられる。基材単独の厚みは通常、１〜９０μｍであり、好ましくは５〜４０μｍである。

粘着層は、一般的な絶縁テープの粘着層として用いられる非導電性の粘着層であれば特に限定されない。粘着層としては、例えば、シリコン系樹脂層（例えば、シリコン系ポリマー層）やアクリル系樹脂層（例えば、アクリル系ポリマー層）等が挙げられる。粘着層単独の厚みは通常、１〜５０μｍであり、好ましくは１〜２０μｍである。

基材および粘着層の合計厚みは特に限定されず、１０〜１００μｍであってよく、好ましくは２０〜６０μｍである。

非導電性膜は通常、水蒸気バリア性の点から、非導電性無機材料から形成されている。非導電性無機材料は、特に限定されるわけではないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、粘土およびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる群から選択される１種以上の非導電性無機材料が挙げられる。金属酸化物の具体例として、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）が挙げられる。金属窒化物の具体例として、例えば、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、（窒化アルミニウム）（ＡＬＮ）が挙げられる。粘土の具体例として、例えば、モンモリロナイト（例えば、リチウム置換型モンモリロナイト）が挙げられる。粘土膜は安価かつ柔軟性のある水蒸気バリア膜である。

［本発明の二次電池の特徴］
本発明の二次電池は、電極組立体、および該電極組立体を収納する外装体を有して成り、外装体の外縁部が絶縁テープによって封止されている電池であるところ、かかる絶縁テープの形状の点で特徴を有する。

具体的には、絶縁テープは切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を有している。かかる第１折り曲げ部および第２折り曲げ部は、外装体の最外エッジが露出しないように外装体における外縁部の角部形状に合わせてそれぞれ別個に折り返すことができる。よって、本発明の二次電池は、絶縁テープのシワや外装体の最外エッジの露出がなく、より好適な封止性能を有するものとなっている。

本発明でいう「絶縁テープの切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部」とは、図２に示す例示態様でいえば、絶縁テープ２００の切り欠き部２１０によって分画される、第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を指す。また、「第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を、それぞれ別個に折り返す」とは、第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す際に、それぞれが追随しないように折り返すことを意味する。例えば、第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す際に時間差を設けてよく、または時間差をほとんど設けない、もしくは全く設けなくともよい。

絶縁テープは、少なくとも１つの切り欠き部を有していればよく、複数の切り欠き部を有していてもよい。当該切り欠き部の個数は、絶縁テープが封止する範囲における二次電池の外装体の角部の数に対応した個数であってよい。絶縁テープが切り欠き部を有することで、外装体における外縁部の角部形状に対する絶縁テープの余分なのりしろを減ずることができる。つまり、外装体における外縁部の角部形状に合わせて絶縁テープの第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を折り返す際に、シワが発生することを減ずることができ、より好適に外縁部を封止することができる。図２に示す例示態様では、絶縁テープ２００は切り欠き部２１０および２２０を有している。すなわち絶縁テープ２００は、切り欠き部２１０に分画される第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２（または切り欠き部２２０に分画される第１折り曲げ部２２０Ａ_１）を有し、ならびに切り欠き部２２０に分画される第３折り曲げ部２１０Ａ_３（または切り欠き部２２０に分画される第２折り曲げ部２２０Ａ_２）を有している。

ある好適な態様では、絶縁テープの少なくとも１つの切り欠き部が鋭角を成している。図２に示す例示態様でいえば、絶縁テープ２００の平面視において、切り欠き部２１０が鋭角を成している。絶縁テープが鋭角を成す切り欠き部をを有することで、後述するような外装体の外縁部が鈍角の角部形状を有する場合に、より好適に外縁部を封止することができる。

さらに好適な態様では、絶縁テープにおいて、かかる切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点を起点としてスリットが設けられている。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示す例示態様でいえば、絶縁テープ２００の平面視において、切り欠き部２１０の鋭角を成す部分の頂点を起点として切り込まれたスリット３００が設けられている。スリットは各切り欠き部において１つ設けられていてよく、複数設けられていてもよい。かかるスリット３００が設けられていることで、絶縁テープ２００の第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す際に、絶縁テープ２００の捻れを特に防止することができ、より好適に各折り曲げ部を別個に折り返すことができる。よって、絶縁テープ２００のシワの発生および／または金属層端面の露出を減ずることができ、より好適に外縁部を封止することができる。また、後述するような絶縁テープ２００と外装体の外縁部との位置合わせにズレが生じた場合でも、第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を、外装体における外縁部の角部形状に合わせてそれぞれ別個に折り返すことができ、より好適に外縁部を封止することができる。

さらに好適な態様では、スリット３００は、切り欠き部の鋭角を成す部分と頂点を介して対向するテープ領域２３０に設けられている（図３参照）。ここでいう「切り欠き部の鋭角を成す部分」とは中空部分を指し、「対向するテープ領域」とは、テープの中実部分を指す。かかるスリット３００が設けられていることで、絶縁テープ２００の第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す際に、スリット３００が各折り曲げ部の折り曲げ方向に対応するため、絶縁テープ２００の捻れを特に防止することができ、さらにより好適に各折り曲げ部を別個に折り返すことができる。

ある好適な態様では、絶縁テープにおけるスリットの長さ寸法が、０．１ｍｍ以上である。長さ寸法が０．１ｍｍ以上であると、第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を各々折り返す際に、お互いが追随することを特に防止することができる。好ましくは、長さ寸法は０．２ｍｍ以上であってもよく、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上であってもよい。本明細書でいう「スリットの長さ寸法」とは、絶縁テープ２００の平面視におけるスリット３００の長さＬを指す（図２（Ｂ）参照）。

絶縁テープにおける切り欠き部のスリットは、例えば、本発明の二次電池を直接に視認することで確認し得、または仮想的に二次電池の外装体から絶縁テープを剥がして、絶縁テープの切り欠き部にスリットがあることを確認し得る。

ある好適な態様では、絶縁テープの外縁部の各々の辺が、対応する外装体の外縁部の各々の辺に対して略平行になっている。および／または、絶縁テープにおける切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点が、外装体における鈍角の角部に位置付けられている。

上記のような構成とすることで、絶縁テープのシワや外装体の最外エッジの露出をなくし、リーク電流の発生を防止することができる。また、シワやエッジの露出がなく、整然とした形状を有することができるため、優れた美観を呈することができる。

［本発明の二次電池の製造方法］
本発明は、二次電池を製造する方法に関する。特に、本発明は、二次電池における電極組立体を収納した外装体の外縁部を封止するところ、切り欠き部を有する絶縁テープによってかかる外縁部を封止する方法に関する。

具体的には、絶縁テープは、切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を有している。かかる第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を、外装体の最外エッジが露出しないように外装体における外縁部の角部形状に合わせてそれぞれ別個に折り返す。

本発明に係る二次電池における外装体の外縁部を絶縁テープによって封止する工程について図４に示す模式図を参照して説明する。かかる封止する工程は、外装体１００の外縁部１５０に対して絶縁テープ２００を位置合わせすること（図４（Ａ））、および絶縁テープ２００における各々の折り曲げ部（すなわち、第１折り曲げ部２１０Ａ_１、第２折り曲げ部２１０Ａ_２および第３折り曲げ部２１０Ａ_３）をそれぞれ別個に折り返すこと（図４（Ｂ））を含む。

絶縁テープの折り返し（図４（Ｂ））は、切り欠き部２１０に分画される第１折り曲げ部２１０Ａ_１を、第２折り曲げ部２１０Ａ_２が追随しないように折り返した後に（または折り返すと同時に）、第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す。次いで（またはそれと同時に）、切り欠き部２２０に分画される第３折り曲げ部２１０Ａ_３を折り返すことで、外装体の外縁部の一部を封止する。これを、外装体の外縁部の各辺に対して適用し、最外エッジ１００Ｅの露出がない、封止された二次電池を得ることができる。

絶縁テープの位置合わせ（図４（Ａ））について、図５に示す模式図を参照して説明する。外装体１００における外縁部１５０の角部１５０Ｃに、絶縁テープ２００における切り欠き部２１０を成す部分の頂点２１０Ｃを、外装体１００の最外エッジ１００Ｅの厚みＴ分の距離を離間させて位置付けることが好ましい（図５（Ａ））。このような構成とすることで、絶縁テープ２００ののりしろ不足（図５（Ｂ））による最外エッジ１００Ｅの露出や、のりしろ過多（図５（Ｃ））による絶縁テープ２００のシワの発生を減ずることができる。

切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点を起点として切り込まれたスリットが設けられている絶縁テープを用いる場合の位置合わせについて、図６に示す模式図を参照して説明する。かかる絶縁テープ２００の位置合わせの場合、外装体１００における外縁部１５０の角部１５０Ｃに、絶縁テープ２００における切り欠き部２１０を成す部分の頂点２１０Ｃを、外装体１００の最外エッジ１００Ｅの厚みＴおよびスリット３００の長さ寸法の半分（Ｌ／２）の距離を離間させて位置付けることが好ましい（図６（Ａ））。このような構成とすることで、位置合わせのズレが生じた場合（図６（Ｂ）または図６（Ｃ））でも、外装体１００における外縁部１５０の角部形状に合わせて絶縁テープ２００の第１折り曲げ部２１０Ａ_１および第２折り曲げ部２１０Ａ_２を折り返す際に、それぞれ別個に折り返すことができる。よって、絶縁テープ２００ののりしろ不足による最外エッジ１００Ｅの露出や、のりしろ過多による絶縁テープ２００のシワの発生を減ずることができる。

ある好適な態様では、封止する工程において、絶縁テープの外縁の各々の辺を、二次電池において対応する外装体の外縁の各々の辺に対して略平行となるようにそれぞれの部材を供し、略平行となるように位置合わせする。このような構成とすることで、第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を折り返す際に、それぞれ別個に折り返すことが特に容易となる。よって、最外エッジの露出や、絶縁テープのシワの発生を特に減ずることができる。

ある好適な態様では、二次電池における外装体が鈍角の角部を有しており、絶縁テープの切り欠き部の鋭角を成す部分の形状が、かかる外装体における鈍角の角部の形状に対応するようにそれぞれの部材を供し、各形状を対応させるように位置合わせする。「絶縁テープの切り欠き部の鋭角を成す部分の形状が、外装体における鈍角の角部の形状に対応する」とは、図４Ａで示す例示態様でいえば、絶縁テープ２００の外縁部の各々の辺が、平面視において外装体１００の外縁部１５０の各々の辺に対して略平行となるように、外装体における鈍角の角部に合わせて絶縁テープの切り欠き部２１０が形成されていることを意味する。このような構成とすることで、外装体における鈍角の角部を絶縁テープで封止する場合に、第１折り曲げ部２１０Ａ_１と第２折り曲げ部２１０Ａ_２とを、それぞれ別個に折り返すことが特に容易となる。よって、最外エッジの露出や、絶縁テープのシワの発生を特に減ずることができる。

絶縁テープに設けられるスリットは、絶縁テープの外縁形状と同時に形成されてよく、または別個に形成されてもよい。例えば、スリットは機械的手段（例えば、カッターもしくは鋏など）によって絶縁テープに切り込まれてよく、または物理的手段（例えば、引き裂きなど）によって絶縁テープに切り込まれてもよい。

ある好適な態様では、鋭角を成す切り欠き部とスリットとを打ち抜き加工によって同時に形成することによって絶縁テープが供される。このような構成とすることで、本発明に係る絶縁テープを容易かつ低コストで製造することができる。

絶縁テープの打ち抜き加工について説明する。まずシート状の絶縁テープを、ロータリー方式のカット加工装置に装着する。次いで、所望の形状の絶縁テープおよび絶縁テープにおけるスリットが得られるように配置された打ち抜き加工刃（例えば、ピナクル刃）を用いて、非導電性膜側から絶縁テープを打ち抜く。その後不要部分を除去して、スリットが設けられた所望の形状の絶縁テープを得る。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。

例えば、上記説明では、二次電池の外装体における最外エッジが露出しないという点にいおいて優れた封止性能を有する固体電池およびその製造方法について説明したが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、本発明の二次電池は、絶縁テープによって最外エッジが露出しないように封止するが、かかる絶縁テープの特性ゆえ、固体電池内部への水蒸気透過を減ずる効果を奏する。また、外部環境からの固体電池内部への異物混入に対しても減ずる効果を奏し得ることになり、さらには、固体電池反応物の外部への漏洩防止にも資する。

本発明の製造方法で得られる二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパーなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ならびに、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などに利用することができる。

１ 正極
２ 負極
３ セパレータ
１０ 電極構成層
５０ 電極組立体
１００ 外装体
１００Ｅ 外装体の最外エッジ
１０５ 外装体の接着層
１０６ 外装体の金属層
１０７ 外装体の保護層
１１０ 第１外装体部
１１０Ｅ 第１外装体部の最外エッジ
１２０ 第２外装体部
１２０Ｅ 第２外装体部の最外エッジ
１５０ 外縁部
１５０Ｃ 外縁部の角部
２００ 絶縁テープ
２１０ 絶縁テープにおける第１切り欠き部
２１０Ａ_１ 切り欠き部２１０に分画される第１折り曲げ部
２１０Ａ_２ 切り欠き部２１０に分画される第２折り曲げ部
２１０Ａ_３ 切り欠き部２２０に分画される第３折り曲げ部
２１０Ｃ 第１切り欠き部を成す部分の頂点
２２０ 絶縁テープにおける第２切り欠き部
２３０ 切り欠き部の鋭角を成す部分と頂点を介して対向するテープ領域
３００ スリット
５００ 二次電池

Claims (15)

1. 二次電池であって、
   電極組立体、および該電極組立体を収納する外装体を有して成り、
   前記外装体の外縁部が、絶縁テープによって封止されており、
   前記絶縁テープが、切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部を有する、二次電池。
2. 前記切り欠き部の少なくとも１つが鋭角を成している、請求項１に記載の二次電池。
3. 前記絶縁テープにおいて、前記切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点を起点としてスリットが設けられている、請求項２に記載の二次電池。
4. 前記スリットが、前記切り欠き部の鋭角を成す部分と前記頂点を介して対向するテープ領域に設けられている、請求項３に記載の二次電池。
5. 前記スリットの長さ寸法が、０．１ｍｍ以上となっている、請求項３または４に記載の二次電池。
6. 前記絶縁テープの外縁部の各々の辺が、対応する前記外装体の外縁部の各々の辺に対して略平行になっている、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。
7. 前記二次電池における前記外装体が鈍角の角部を有しており、前記絶縁テープの前記切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点が、該外装体における鈍角の角部に位置付けられている、請求項２およびそれに従属する請求項３〜６のいずれかに記載の二次電池。
8. 二次電池の製造方法であって、
   電極組立体を外装体で収納する工程、
   前記外装体の外縁部を、切り欠き部を有する絶縁テープによって封止する工程を含んで成り、
   前記封止する工程において、前記絶縁テープの切り欠き部によって分画される第１折り曲げ部および第２折り曲げ部をそれぞれ別個に折り返すことで、前記外装体の最外エッジが露出しないように封止する、製造方法。
9. 前記切り欠き部の少なくとも１つが鋭角を成している、請求項８に記載の製造方法。
10. 前記絶縁テープにおいて、前記切り欠き部の鋭角を成す部分の頂点を起点としてスリットが設けられている、請求項９に記載の製造方法。
11. 前記スリットが、前記切り欠き部の鋭角を成す部分と前記頂点を介して対向するテープ領域に設けられている、請求項１０に記載の製造方法。
12. 前記スリットの長さ寸法が、０．１ｍｍ以上となっている、請求項１０または１１に記載の製造方法。
13. 前記封止する工程において、前記絶縁テープの外縁部の各々の辺を、前記二次電池において対応する前記外装体の外縁部の各々の辺に対して略平行とする、８〜１２のいずれかに記載の製造方法。
14. 前記二次電池における前記外装体が鈍角の角部を有しており、前記絶縁テープの前記切り欠き部の鋭角を成す部分の形状が、該外装体における鈍角の角部の形状に対応している、請求項９〜１３のいずれかに記載の製造方法。
15. 前記鋭角を成す切り欠き部と前記スリットとを打ち抜き加工によって同時に形成することによって前記絶縁テープを供する、請求項１０およびそれに従属する請求項１１〜１４のいずれかに記載の製造方法。

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