JP3743610B2 - 電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電池に関し、より特定的には、外部からの衝撃によって電極の断線などが発生することを防止することが可能な電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器、特に携帯電話機や個人情報端末あるいは通信機能を備えたノート型パソコンなどの携帯無線端末は、小型化および軽量化が急速に進んできている。このような電子機器の小型化、軽量化に伴って、これらの電子機器に用いられる電源としての電池では、その小型化、軽量化が強く求められている。
【０００３】
このような要求に応えるべく、電極と電解液とを含む発電要素をラミネートフィルムなどの外装部材で密閉し、従来よりも小型化、軽量化を図った電池の開発が進められている。図３１は、従来の電池を示す斜視模式図である。図３１を参照して、従来の電池を説明する。
【０００４】
図３１を参照して、電池１０１は、外装部材としてのラミネートフィルムの内部に保持された発電要素としての発電セルと、この発電セルから電池１０１の外部へと電流を供給するための電極である正電極１０２、負電極１０３とを備える。電池１０１では、セル部１０５において外装部材としてのラミネートフィルムの内部に発電セルが保持されている。そして、この発電セルをセル部１０５に密閉するため封止部１０４が設けられている。正電極１０２および負電極１０３は、セル部１０５に保持された発電セルに接続され、封止部１０４を介して電池１０１の外部へと延在するように配置されている。
【０００５】
図３１に示した電池１０１は、図３２に示すように、発電要素としての発電セル１２０を外装部材としてのラミネートフィルム１１１によって包込み、ラミネートフィルム１１１の端部を封止することにより形成される。図３２は、図３１に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３１に示した電池１０１においては、外装部材としてのラミネートフィルム１１１は発電セル１２０を包込み、その端部を封止しているだけであり、ラミネートフィルム１１１と発電セル１２０とは直接固着されてはいない。このため、電池１０１に外部から衝撃が加わった場合、たとえば電池１０１を組込んだ携帯電話機などがある高さから落下したような場合には、電池１０１の内部において発電セル１２０がその衝撃により容易に移動可能であった。一方、図３１および３２を参照して、発電セル１２０に接続された正電極１０２および負電極１０３は封止部１０４においてラミネートフィルム１１１（図３２参照）と固定されている。このため、上述のように発電セル１２０が移動した場合、正電極１０２および負電極１０３に大きな応力が加わることになる。この結果、正電極１０２、負電極１０３が断線するなど不良が発生する場合があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、外部からの衝撃によって電極の断線などの不良が発生することのない電池を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部におけるセパレータの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【０００９】
このようにすれば、延在部を介して発電要素を外装部材に対して固定することができる。この結果、電池に対して外部から衝撃が加えられた場合、外装部材と発電要素との相対的な位置がずれることを防止できる。したがって、電極が外装部材と固定されている場合、発電要素が外装部材に対して相対的に移動することに起因する電極の断線などの不良の発生を防止できる。
【００１１】
ここで、セパレータは樹脂を用いて構成することができ、また外装部材はアルミニウム箔の表裏面に樹脂を塗布したラミネートフィルムを用いることが一般的である。そのため、この延在部としてのセパレータの一部とラミネートフィルムからなる外装部材との間を熱融着などにより容易に固着させることができる。この結果、発電要素の延在部と外装部材との間の固定を確実かつ容易に行なうことができる。
【００１２】
また、発電要素の構成材料としてのセパレータの一部を延在部として流用することができるので、発電要素に対して延在部としての新たな部材を接合するといった工程を実施する必要がない。したがって、従来の電池の製造工程と比較して製造工程数が増加することを防止できる。この結果、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００１３】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発明要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体および負極集電体のいずれか一方の一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１４】
この場合、正極集電体および負極集電体としては一般的に金属が用いられるため、延在部の強度を確実に向上させることができる。また、発電要素の構成材料である正極集電体もしくは負極集電体を延在部として流用するので、新たに延在部として新たな部材を発電要素に付加する必要がない。したがって、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００１５】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体およびセパレータの組合せ、または負極集電体およびセパレータの組合せの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１６】
この場合、延在部として、正極集電体、負極集電体あるいはセパレータのいずれか１つの一部を用いる場合よりも、延在部の強度を向上させることができる。この結果、電池の外部からより強い衝撃が加えられても、外装部材に対する発電要素の相対的な位置がずれることを防止できる。
【００１７】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部におけるセパレータの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１９】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向に対してほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体および負極集電体のいずれか一方の一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００２１】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体およびセパレータの組合せ、または負極集電体およびセパレータの組合せの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００２３】
上記電池において、延在部が固定されている外装部材の封止部では、延在部と外装部材との間に接着層が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この場合、接着層を形成することにより外装部材と延在部との接着強度を向上させることができる。この結果、発電要素を外装部材へと確実に固定できる。
【００２５】
上記電池では、外装部材が、凹部と、この凹部に連なりその凹部を覆うことができる面積を有する蓋部とを含んでいてもよい。
【００２６】
この場合、上記のような外装部材が凹部と蓋部とを含むいわゆるバターカップ型の電池では、凹部と蓋部との固定部である封止部に発電要素の延在部を容易に位置決めできる。したがって、容易かつ確実に発電要素を外装部材に固定できる。
【００２７】
上記電池では、外装部材が包袋状の形態を有していてもよい。
【００２８】
この場合、発電要素を包袋状の外装部材で包むような構造のエンベロープ型の電池においては、発電要素に対する外装部材の封止部の相対的な位置を任意に決定できる。したがって、発電要素の延在部を外装部材の封止部において固定する場合、最も発電要素の固定に適した位置に延在部と外装部材との固定部（封止部）を設定することができる。したがって、電池の設計の自由度を大きくすることができるとともに、確実に発電要素を外装部材に固定できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明による電池の実施の形態１を示す斜視模式図である。また、図２は、図１における矢印７の方向から見た本発明による電池の実施の形態１の斜視模式図である。図１および２を参照して、電池を説明する。
【００３１】
図１および２を参照して、電池１では、外装部材としてのラミネートフィルムの内部に発電要素としての発電セルが保持されている。電池１において、発電セルはセル部５において外装部材の内部に保持される。また、電池１には発電セルを封止するための封止部４が形成されている。そして、発電セルと電気的に接続され、ラミネートフィルムの内部から外部にまで延在する電極としての正電極２、負電極３が配置されている。また、図２に示した電池１の裏面側においても、外装部材の封止を行なうための封止部６が形成されている。図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面を図３に示す。
【００３２】
図３は、図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面模式図である。図３を参照して、外装部材１１としてのラミネートフィルムの内部に発電要素としての発電セル２０が保持されている。外装部材１１としてのラミネートフィルムは、アルミニウム箔９の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂８、１０を配置したものを用いる。発電セル２０は、樹脂からなるセパレータ１２上に負極活物質１３、負極集電体１４、負極活物質１５、セパレータ１６、正極活物質１７、正極集電体１８、正極活物質１９を順番に積層したシート状部材からなる。発電セル２０は、このシート状部材を図３に示すように紙面に垂直な軸線の周りに巻かれた形態となるように形成している。そして、発電セル２０におけるセパレータ１２の端部の延在部２１は、外装部材１１の封止部６に挟込まれることにより、外装部材１１に固定されている。この封止部６においては、ラミネートフィルム樹脂１０とセパレータ１２の延在部２１とが熱融着することにより固着されている。
【００３３】
このようにすれば、セパレータ１２の延在部２１を封止部６において外装部材１１に対して固着することにより、外装部材１１に対する発電セル２０の相対的な位置を固定することができる。したがって、外部から衝撃などが加えられた場合に、外装部材１１と発電セル２０との相対的な位置がずれることにより正電極２および負電極３において断線などが発生するといった不良の発生を防止できる。
【００３４】
また、延在部としてセパレータ１２の延在部２１を用いているが、セパレータ１２は樹脂製であり、ラミネートフィルム樹脂１０と熱融着により固着させることが可能である。したがって、発電セル２０を外装部材１１へと確実かつ容易に固定することができる。
【００３５】
また、発電セル２０を固定するための延在部として、発電セル２０を構成する材料であるセパレータ１２を流用するので、発電セル２０を固定するための固定部材などを発電セル２０に新たに取付ける必要がない。このため、本発明による電池を得るために製造工程数が増加することを防止できるので、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００３６】
また、図１〜３に示すように、正電極２、負電極３の延びる方向と発電要素としての発電セル２０の軸線の延びる方向とがほぼ同一であるので、正電極２および負電極３の発電セル２０に対する接続部の位置とは独立して、発電セル２０を外装部材１１へと固定するための延在部２１の位置や形状を決定することができる。このため、電池の設計の自由度を大きくすることができる。
【００３７】
また、外装部材１１における封止部６を熱圧着などにより封止する際にセパレータの延在部２１を外装部材１１の間に挟込んでおくことによって容易に発電セル２０を外装部材１１へ固定することができる。したがって、発電セル２０を外装部材１１へと固定するために新たな工程を追加する必要がない。この結果、電池の製造コストが上昇することを抑制することができる。
【００３８】
また、図３に示すようないわゆるエンベロープ型の電池では、封止部６の位置を発電セル２０に対して相対的に任意の位置に設定することができる。したがって、図３に示すように封止部６において延在部２１を固定する場合、発電セル２０とこの固定部（封止部６）との相対的な位置関係を任意に設定することができる。この結果、電池の設計の自由度を大きくしておくことができる。
【００３９】
図４は、図１〜３に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。図４を参照して、まず、発電セル２０においてセパレータの延在部２１を形成する。延在部２１はセパレータ１２の端部の長さを長く設定することにより容易に形成できる。また、発電セル２０に正電極２および負電極３を接続する。この正電極２は正極集電体１８（図３参照）に電気的に接続されている。また、負電極３は負極集電体１４（図３参照）に電気的に接続されている。
【００４０】
そして、図４に示すように発電セル２０を所定の形状に成形された外装部材１１上に配置する。そして、この外装部材１１によって発電セル２０を包込み、外装部材１１の端部をそれぞれ熱圧着することにより封止する。このとき、図４における上面に位置する封止部（図２における封止部６）では、図３に示すようにセパレータ１２の延在部２１が外装部材１１の間に挟込まれた状態で封止が行なわれる。このようにすれば、図１〜３に示した電池を容易に得ることができる。
【００４１】
図５は、図１〜３に示した本発明による電池の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。図５は図３に対応している。図５を参照して、電池は基本的に図１〜３に示した電池と同様の構造を備えるが、封止部６において外装部材１１の間に挟込まれている延在部として、セパレータの延在部２１のみではなく負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３が利用されている。つまり、封止部６において、セパレータ１２の延在部２１、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３が外装部材１１の間に挟込まれることにより固定されている。このとき、負極活物質１３、１５にポリマーを含有させておけば、ラミネートフィルム樹脂１０と負極活物質１３、１５の延在部２２、２４との間を熱融着により容易かつ確実に固着できる。
【００４２】
図５のような構成による電池によれば、図１〜３に示した電池と同様の効果を得ることができるとともに、延在部としてセパレータ１２のみでなく負極活物質１３、１５および負極集電体１４をも利用するので、この延在部の強度を上げることができる。この結果、発電セル２０をより確実に外装部材１１へと固定することができる。つまり、図５に示したように延在部としてセパレータ１２の延在部２１、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３を用いれば、発電セル２０の外装部材１１に対する固定強度を向上させることができるので、本発明による電池の最も効果的な形態の一つである。
【００４３】
（実施の形態２）
図６は、本発明による電池の実施の形態２を示す斜視模式図である。図６を参照して、電池１は外装部材において凹部と、蓋部とが形成されている、いわゆるバターカップ型の電池である。外装部材の蓋部は凹部に連なり、凹部を覆うことができる面積を有している。そして、この凹部の内部に発電セル２０が保持される。発電セル２０と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在するように電極としての正電極２および負電極３が配置されている。正電極２および不電極３は封止部４において外装部材に固定されている。外装部材において、封止部６、４を形成することにより、外装部材の内部に発電セル２０を密閉している。また、封止部６においては、外装部材の凹部と蓋部との間に発電要素２０の延在部としてのセパレータの延在部２１が挟込まれることにより固定されている。以下、図７を参照して図６に示した電池１の断面形状を説明する。図７は、図６における線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。
【００４４】
図７を参照して、電池は外装部材１１と発電要素としての発電セル２０と、正電極２および負電極３（図６参照）とを備える。発電セル２０の構造は基本的に本発明の実施の形態１による電池と同様である。また、外装部材１１は、本発明の実施の形態１と同様にアルミニウム箔９の表裏面にラミネートフィルム樹脂８、１０を被覆したラミネートフィルムを用いている。発電セル２０は外装部材１１の凹部３７内部に保持される。この凹部３７を被うように外装部材１１の蓋部３８が配置されている。
【００４５】
発電セル２０のセパレータ１２の延在部２１は、外装部材１１の封止部６において外装部材１１に挟込まれた状態で固定されている。すなわち、セパレータ１２の延在部２１と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０とが熱融着することにより固定されている。また、発電セル２０は、本発明の実施の形態１における電池と同様に、図８に示したようなシート状部材３６を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより構成されている。図８は、図７に示した発電セルを構成するシート状部材３６の断面模式図である。なお、通常負極活物質１３、１５および負極集電体１５からなる負極の方が、正極活物質１７、１９および正極集電体１８からなる正極よりも薄くすることが可能であるため、図８に示すように負極活物質１３、１５および負極集電体１４からなる層の方が正極活物質１７、１９および正極集電体１８からなる層よりも長くなるように設定されている。
【００４６】
このような構成の電池によれば、本発明の実施の形態１と同様に延在部２１を封止部６において外装部材１１と固着することにより、容易に外装部材１１と発電セル２０との相対的な位置を固定することができる。この結果、電池の外部から衝撃が加わった場合に発電セル２０が外装部材１１の内部において移動することを防止できる。したがって、発電セル２０の移動に起因して正電極２、負電極３が断線するといった不良の発生を防止できる。
【００４７】
また、延在部として発電セル２０を構成する材料としてのセパレータ１２を流用しているので、発電セル２０を固定するための新たな部材を発電セル２０に設置する必要がない。この結果、本発明による電池の製造コストが従来の電池の製造コストより上昇することを防止できる。
【００４８】
また、セパレータ１２は通常樹脂を用いて形成されるので、延在部２１とラミネートフィルム樹脂１０との間を用意に熱融着させることができる。この結果、延在部２１を外装部材１１へと確実に固定することができるので、発電セル２０を外装部材１１へと確実に固定することができる。
【００４９】
また、図７に示すように封止部６において外装部材１１の間に延在部２１を挟込むことにより発電セル２０を固定しているので、従来の封止部６を形成するための熱圧着工程において同時に発電セル２０を外装部材１１に固定する工程を実施することができる。したがって、本発明による電池を形成する際に製造工程数が従来より増加することを防止できる。この結果、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００５０】
また、図７に示したようなバターカップ型の電池においては、封止部６の位置が予め決定されているので、この封止部６となる外装部材１１の部分上にセパレータの延在部２１を配置し、その後蓋部３８を凹部３７に配置して熱圧着工程を行なえば、容易に封止部６において延在部２１を固定することができる。つまり、延在部２１を外装部材１１へと固定する工程を比較的容易に行なうことができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図９は、本発明による電池の実施の形態３を示す断面模式図である。図９はバターカップ型の電池であり、図７に示した断面模式図に対応している。
【００５２】
図９を参照して、電池は基本的には図６および７に示した電池の本発明の実施の形態２と同様の構造を備えるが、延在部としてセパレータ１６の延在部２５を用いている。つまりセパレータ１６の延在部２５が封止部６において外装部材１１と熱圧着により固着されている。
【００５３】
このようにすれば、本発明の実施の形態２による電池と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図１０は、本発明による電池の実施の形態４を示す断面模式図である。図１０は図７に対応する。図１０を参照して電池を説明する。
【００５５】
図１０を参照して、電池１は基本的には図６および７に示した本発明の実施の形態２による電池と同様の構造を備えるが、延在部として正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７を用いている。したがって、本発明の実施の形態２による電池と同様の効果を得られると同時に、延在部として正極活物質の延在部２６、２８および正極集電体の延在部２７という複数の層を用いているため、発電セル２０を外装部材１１へと固定する延在部の強度を向上させることができる。この結果、外部から大きな衝撃が電池に加えられても、延在部２６〜２８が切断などされることなく発電セル２０を確実に固定しておくことができる。
【００５６】
また、正極集電体１８の延在部２７を延在部として利用しているが、正極集電体１８は一般に金属膜からなり、材質の選択によっては樹脂からなるセパレータを延在部として用いる場合より延在部の強度を向上させることができる。
【００５７】
また、延在部として発電セル２０を構成する正極活物質１７、１９および正極集電体１８の延在部２６、２８、２７を用いているので、このような延在部を形成するために発電セル２０に新たな他の部材を接続する工程を実施する必要がない。このため、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００５８】
なお、このように延在部として正極活物質１７、１９を利用する場合には、この正極活物質１７、１９にポリマーを含有させることが好ましい。このようにすれば、正極活物質１７、１９に含有されるポリマーと外装部材１１におけるラミネートフィルム樹脂１０とを熱圧着して固着することが可能になり、延在部２６〜２８と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０との間の接着強度をより向上させることができる。
【００５９】
図１１は、図１０に示した電池の発電セル２０を構成するシート状部材３６の断面模式図である。図１０に示したシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより、図１０に示したような発電セル２０を構成している。
【００６０】
（実施の形態５）
図１２は、本発明による電池の実施の形態５を示す断面模式図である。図１２に示した電池は本発明の実施の形態２における電池と同様にバターカップ型の電池である。図１２を参照して、電池は基本的には図１０に示した電池と同様の構造を備えるが、延在部として負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３を用いている。この場合、本発明による電池の実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図１２に示した発明セル２０は、図１３に示したようなシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１３は、図１２に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６２】
なお、本発明の実施の形態４および５においては、延在部としてそれぞれ活物質および集電体の延在部を用いているが、正極集電体１８の延在部２６もしくは負極集電体１４の延在部２３のみを延在部として用いてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（実施の形態６）
図１４は、本発明による電池の実施の形態６を示す断面模式図である。図１４は図７に対応している。図１４を参照して、電池は基本的には図１０に示した本発明の実施の形態４による電池と同様の構造を備えるが、正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７に加えてセパレータ１６の延在部２９も延在部として用いられ、封止部６において外装部材１１に固定されている。このようにすれば、図１０に示した本発明による電池の実施の形態４によって得られる効果と同様の効果を得られると同時に、延在部としてセパレータ１６、正極集電体１８、正極活物質１７、１９という複数の層を利用できるので、延在部の強度をより向上させることができる。
【００６４】
なお、図１４に示した発明セル２０は、図１５に示したようなシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１５は、図１４に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６５】
そして、このような構成は、延在部の強度を向上させることにより確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定することができるので、最も効果的な形態の１つと考えられる。
【００６６】
（実施の形態７）
図１６は、本発明による電池の実施の形態７を説明するための断面模式図であり、図７に対応する。図１６を参照して、電池はバターカップ型の電池であり、基本的には図１２に示した電池と同様の構造を備える。ただし、図１６に示した電池では、延在部として負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３に加えてセパレータ１２の延在部２１も利用している。このようにすれば、図１４に示した本発明による電池の実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、図１６に示した発電要素２０は、図１７に示したようなシート状部材３６を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１７は図１６に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６８】
（実施の形態８）
図１８は、本発明による電池の実施の形態８を示す斜視模式図である。図１８を参照して、電池１はいわゆるバターカップ型の電池であり、外装部材には凹部３７と蓋部３８とが形成され、この凹部３７の内部に発電セルが保持されている。そして、この発電セルに電気的に接続され、外装部材の内部から外部に延在するように正電極２および負電極３が設置されている。正電極２および負電極３は封止部３０において外装部材と固定されている。外装部材の凹部３７の周囲には、蓋部３８と熱圧着することにより固定された封止部４、３０が形成されている。図１８における線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面を図１９に示す。また、図１８における線分ＸＸ−ＸＸにおける断面を図２０に示す。図１９は、図１８の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図であり、図２０は図１８の線分ＸＸ−ＸＸにおける断面模式図である。
【００６９】
図１９を参照して、電池１においては、発電セル２０の正極集電体１８の一部が正電極２として外装部材１１の外部にまで延在するように形成される。発電セル２０は、セパレータ１２、負極活物質１３、負極集電体１４、負極活物質１５、セパレータ１６、正極活物質１７、正極集電体１８、正極活物質１９が積層されたシート状部材を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより構成されている。そして、この発電セル２０における軸線の延びる方向は正電極２の延びる方向に対してほぼ垂直となっている。延在部としての正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７が発電セル２０から封止部３０にまで延びるように形成されている。封止部３０においては、この延在部２６〜２８が外装部材１１に挟込まれるように固定されている。このとき、本発明の実施の形態４において述べたように、正極活物質１７、１９にポリマーを含有させておけば、この正極活物質１７、１９の延在部２６、２８と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０とを熱圧着工程により固着することができる。この結果、外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０と正極活物質１７、１９の延在部２６、２８との間を熱融着することにより確実に固定できる。
【００７０】
また、図２０を参照して、電池１においては、負極集電体１４の一部が負電極３として外装部材１１の外部へと延在するように形成されている。また、負電極３がとして作用する部分に連なった負極集電体１４の端部である負極集電体の延在部２３、負極活物質１３の延在部２２、負極活物質１５の延在部２４がそれぞれ延在部として封止部３０において外装部材１１に挟込まれるように固定されている。
【００７１】
ここで、図２１に示すように、負極集電体１４、正極集電体１８は、図２１に示すような左右対称の平面形状となっている。図２１は、図１８〜２０に示した電池の発電セルの延在部を説明するための部分平面模式図であり、延在部が形成された正極集電体、負極集電体およびセパレータの部分を示す。
【００７２】
図２１を参照して、負極集電体１４においては、向かって左側の部分にのみ負極集電体の延在部２３が形成されている。そして、この延在部２３の端部からさらに延びるように負電極３として作用する部分が形成されている。また、正極集電体においては、向かって右半分の領域に延在部２７が形成されている。そして、この延在部２７からさらに延びるように正電極２として作用する部分が形成されている。セパレータ１６は、負極集電体１４の延在部２３および正極集電体１８の延在部２７より手前の部分にまで形成され、延在部２３、２７とは重ならないような平面形状となっている。正極集電体１８の表裏面にはそれぞれ図示していないが正極活物質１７、１９が配置される。また、延在部２７の表裏面には正極活物質１７、１９の延在部２６、２８が配置されている。また、負極集電体１４の表裏面には図示していないが負極活物質１３、１５が配置されている。延在部２３の表裏面には負極活物質１３、１５の延在部２２、２４が配置されている。発電セル２０では、この正極集電体１８と負極集電体１４とをセパレータ１６を介して積層する。このとき、負極集電体１４の延在部２３と正極集電体１８の延在部２７とは平面的に重ならないよう配置されている。そして、延在部２２〜２８を封止部３０において外装部材１１に挟むように熱圧着して固定する。
【００７３】
このようにすれば、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３、さらに正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７を封止部３０において固定することにより、発電セル２０を外装部材１１に固定することができる。この結果、電池１の外部から衝撃が加わった場合に、外装部材１１の内部で発電セル２０が移動することにより正電極２、負電極３などにおいて断線などの不良が発生することを防止できる。
【００７４】
また、延在部として発電セル２０の構成要素である負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９および正極集電体１８を流用するので、このような延在部を形成するために新たな部材を発電セル２０に付加する必要はない。したがって、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００７５】
また、図１９および２０に示すように、延在部として負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８という複数の層を利用するので、この延在部の強度を高めることができる。この結果、より確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定することができる。
【００７６】
また、このように発電要素２０の軸線の延びる方向が電極２、３の延びる方向に対してほぼ垂直であるので、延在部としての負極活物質１３、１５の延在部２２、２４、負極集電体１４の延在部２３、正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７と正電極２、負電極３とを封止部３０において同時に固定することができる。この結果、電池の製造工程を簡略化できる。
【００７７】
また、図１８〜２０に示した電池はいわゆるバターカップ型の電池であり、上述のように外装部材１１には発電要素２０を挿入固定するための凹部３７と、この凹部に連なり凹部３７を覆うことができる面積を有する蓋部３８とが含まれている。そして、封止部３０となる凹部３７の端部領域上に延在部２２〜２４、２６〜２８を予め配置した後、蓋部３８を凹部３７上に配置して熱圧着工程を実施することにより、容易に封止部３０を形成することができる。このような外装部材１１の封止部３０において外装部材１１に延在部を挟込むといった比較的簡単な工程により、確実に外装部材１１に対して発電セル２０を固定することができる。
【００７８】
なお、図１９に示した断面においては、延在部として正極集電体の延在部３７のみを用いてもよく、また、図２０に示す断面の構造においては、延在部として負極集電体の延在部２３のみを用いてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、図１９および２０において点線で示したように、正電極２および負電極３の下に外装部材１１の延在部３１を形成してもよい。この場合、外装部材１１の延在部３１を正電極２および負電極３の補強部材として利用できる。
【００８０】
（実施の形態９）
図２２および２３は、本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。図２２は図１９に対応し、図２３は図２０に対応する。図２２および２３を参照して、本発明の実施の形態９による電池は、基本的に図１８〜２１に示した本発明の実施の形態８による電池と同様の構造を備えるが、延在部として正極活物質の延在部２６、２８、正極集電体の延在部２７、負極活物質の延在部２２、２４、負極集電体の延在部２３に加えてセパレータ１２の延在部２１を利用している。
【００８１】
このようにすれば、本発明の実施の形態８による電池によって得られる効果に加えて、延在部としてさらにセパレータの延在部２１も利用することにより、延在部の強度をより高めることができる。この結果、外装部材１１へと固定される発電セル２０の固定強度をより高めることができる。図２２および２３に示した本発明による電池の実施の形態９はバターカップ型の電池におけるより好ましい実施の形態の１つである。
【００８２】
また、電池１における正電極２および負電極３の下に位置する部分には、図２２および２３において点線で示したように外装部材１１の延在部３１を配置してもよい。このようにすれば、本発明の実施の形態８による電池と同様に、正電極２および負電極３の補強を行なう補強部材として外装部材１１の延在部３１を利用できる。この結果、正電極２および負電極３の強度を高めることができる。
【００８３】
（実施の形態１０）
図２４は、本発明による電池の実施の形態１０を示す断面模式図であり、図２２に対応している。図２４を参照して、本発明による電池の実施の形態１０は、基本的には本発明による電池の実施の形態９と同様の構造を備えるが、延在部としてセパレータ１２の延在部２１と正極集電体１８の延在部２７と負極集電体１４の延在部２３（図示せず）とを利用している。このような構造によっても、本発明による電池の実施の形態９と同様の効果を得ることができる。このようにすれば、本発明による電池の実施の形態９と同様の効果を得ることができる。また、正電極２の下には、点線で示すように外装部材１１の延在部３１を配置してもよい。
【００８４】
なお、本発明による電池の実施の形態１０における負電極の部分における断面（図２３に対応する断面）の構造は、図２３に示した電池の構造と基本的には同様であるが、延在部としてセパレータの延在部２１と負極集電体の延在部２３とを利用している。また、負電極３の下には、本発明の実施の形態９と同様に外装部材１１の延在部３１（図２３参照）を配置してもよい。
【００８５】
また、本発明の実施の形態８〜１０に示したバターカップ型の電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【００８６】
（実施の形態１１）
図２５は、本発明による電池の実施の形態１１を示す斜視模式図である。図２５を参照して、電池はいわゆるエンベロープ型の電池であり、基本的には本発明による電池の実施の形態１と同様の構造を備える。ただし、本発明の実施の形態１による電池とは外装部材の発電セル２０（図２６参照）に対する配置（発電セル２０の包み方）が異なる。具体的には、長方形の外装部材を二つ折りにして、その二つ折りにした外装部材の中に発電セル２０を保持して、発電セル２０の周囲に封止部３２、３３を形成している。
【００８７】
図２６は、図２５の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図であり、図２７は、図２５の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。図２５〜２７を参照して、電池を説明する。
【００８８】
図２５〜２７を参照して、電池の発電セル２０は、基本的に図２２および２３に示した本発明の実施の形態９における電池の発電セル２０と同様の構造を備える。ただし、図２５〜２７に示した電池はいわゆるエンベロープ型の電池であり、また、延在部としてセパレータ１２の延在部２１と、正極集電体１８の延在部２７と、負極集電体１４の延在部２３とを利用している。このセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３および正極集電体の延在部２７は外装部材１１の封止部３２において外装部材１１に挟込まれた状態で固定されている。この封止部３２を形成する際には、外装部材１１に延在部２１、２３、２７を挟込んだ状態で熱圧着する。
【００８９】
このようにすれば、セパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２６によって外装部材１１に対して発電セル２０を固定することができる。したがって、外部からの衝撃によって発電セル２０が移動することにより正電極２、負電極３と発電セル２０との間が断線するなどの不良の発生を防止できる。
【００９０】
また、延在部としてセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７という複数の層を利用することにより、発電セル２０を外装部材１１へと固定する部分である延在部の強度を向上させることができるので、より確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定できる。
【００９１】
また、本発明の実施の形態９による電池と同様に、封止部３２において延在部としてのセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７と正電極２、負電極３とを同時に固定できるので、電池の製造工程を簡略化できる。
【００９２】
また、このように封止部３２において外装部材１１の間にセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７を挟込むことによって固定しているので、従来の封止部３２を形成する工程と同様の工程により容易に発電セル２０を外装部材１１へと固定できる。
【００９３】
なお、図２６および２７においては、延在部として、セパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７を用いているが、本発明の実施の形態９における電池のように、延在部としてさらに負極活物質の延在部２２、２４、正極活物質の延在部２６、２８を用いてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。また、この場合より多くの層を延在部として利用できるので、延在部の強度をより高めることができる。
【００９４】
図２８は、本発明による電池の実施の形態１１の変形例を示す断面模式図である。図２８は図２７に対応している。図２８に示した電池は、基本的に図２６および２７に示した電池と同様の構造を備えるが、負電極として金属などの導電体からなる電極タブ部材３４を負極集電体の延在部２３に接続することにより負電極としている。また、図示していないが、正電極についても、同様に正極集電体の延在部２７（図２６参照）に他の電極タブ部材を接続することにより正電極としている。このようにすれば、電極タブ部材３４として正極集電体１８および負極集電体１４より強度の高い材料を用いることができるので、正電極および負電極の強度をより高めることができる。
【００９５】
また、本発明の実施の形態１１に示した電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【００９６】
（実施の形態１２）
図２９は、本発明による電池の実施の形態１２を示す断面模式図であり、図３に対応している。図２９を参照して、電池を説明する。
【００９７】
図２９を参照して、電池は基本的には図３に示した電池と同様の構造を備えるが、封止部６において、セパレータの延在部２１と外装部材１１との間に接着層としての樹脂３５が配置されている。このようにすれば、本発明による電池の実施の形態１によって得られる効果に加えて、セパレータの延在部２１と外装部材１１との間の接着強度をより高めることができる。
【００９８】
図２９に示した電池は、図３０に示したように、予め発電セル２０におけるセパレータの延在部２１の端部に樹脂３５を塗布しておき、その後図４において示した工程と同様の工程を実施することにより、容易に製造できる。図３０は、図２９に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【００９９】
図３０に示すように、樹脂３５が塗布されたセパレータの延在部２１を挟むように外装部材１１を配置し、この部分を熱溶着することによって容易に封止部６を形成することができる。
【０１００】
このような接着層としての樹脂３５は、本発明の実施の形態１〜１１のいずれの電池にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態１および１２に示したエンベロープ型の電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【０１０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、発電要素に延在部を形成し、この延在部を外装部材と固定することによって、外部からの衝撃がある場合に発電要素が外装部材の内部で移動することを防止できる。したがって、このような発電要素の移動に起因する電極の切断などの不良の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電池の実施の形態１を示す斜視模式図である。
【図２】 図１における矢印７の方向から見た本発明による電池の実施の形態１の斜視模式図である。
【図３】 図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面模式図である。
【図４】 図１〜３に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【図５】 図１〜３に示した本発明による電池の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。
【図６】 本発明による電池の実施の形態２を示す斜視模式図である。
【図７】 図６における線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。
【図８】 図７に示した発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図９】 本発明による電池の実施の形態３を示す断面模式図である。
【図１０】 本発明による電池の実施の形態４を示す断面模式図である。
【図１１】 図１０に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１２】 本発明による電池の実施の形態５を示す断面模式図である。
【図１３】 図１２に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１４】 本発明による電池の実施の形態６を示す断面模式図である。
【図１５】 図１４に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１６】 本発明による電池の実施の形態７を示す断面模式図である。
【図１７】 図１６に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１８】 本発明による電池の実施の形態８を示す斜視模式図である。
【図１９】 図１８の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図である。
【図２０】 図１８の線分ＸＸ−ＸＸにおける断面模式図である。
【図２１】 図１８〜２０に示した電池の発電セルの延在部を説明するための部分平面模式図である。
【図２２】 本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。
【図２３】 本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。
【図２４】 本発明による電池の実施の形態１０を示す断面模式図である。
【図２５】 本発明による電池の実施の形態１１を示す斜視模式図である。
【図２６】 図２５の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図である。
【図２７】 図２５の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。
【図２８】 本発明による電池の実施の形態１１の変形例を示す断面模式図である。
【図２９】 本発明による電池の実施の形態１２を示す断面模式図である。
【図３０】 図２９に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【図３１】 従来の電池を示す斜視模式図である。
【図３２】 図３１に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【符号の説明】
１ 電池、２ 正電極、３ 負電極、４，６，３０，３２，３３ 封止部、５セル部、７ 矢印、８，１０ ラミネートフィルム樹脂、９ アルミニウム箔、１１ 外装部材、１２，１６ セパレータ、１３，１５ 負極活物質、１４ 負極集電体、１７，１９ 正極活物質、１８ 正極集電体、２０ 発電セル、２１，２５，２９ セパレータの延在部、２２，２４負極活物質の延在部、２３ 負極集電体の延在部、２６，２８ 正極活物質の延在部、２７ 正極集電体の延在部、３１ 延在部、３４ 電極タブ部材、３５ 樹脂、３６ シート状部材、３７ 凹部、３８ 蓋部。
【発明の属する技術分野】
この発明は電池に関し、より特定的には、外部からの衝撃によって電極の断線などが発生することを防止することが可能な電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器、特に携帯電話機や個人情報端末あるいは通信機能を備えたノート型パソコンなどの携帯無線端末は、小型化および軽量化が急速に進んできている。このような電子機器の小型化、軽量化に伴って、これらの電子機器に用いられる電源としての電池では、その小型化、軽量化が強く求められている。
【０００３】
このような要求に応えるべく、電極と電解液とを含む発電要素をラミネートフィルムなどの外装部材で密閉し、従来よりも小型化、軽量化を図った電池の開発が進められている。図３１は、従来の電池を示す斜視模式図である。図３１を参照して、従来の電池を説明する。
【０００４】
図３１を参照して、電池１０１は、外装部材としてのラミネートフィルムの内部に保持された発電要素としての発電セルと、この発電セルから電池１０１の外部へと電流を供給するための電極である正電極１０２、負電極１０３とを備える。電池１０１では、セル部１０５において外装部材としてのラミネートフィルムの内部に発電セルが保持されている。そして、この発電セルをセル部１０５に密閉するため封止部１０４が設けられている。正電極１０２および負電極１０３は、セル部１０５に保持された発電セルに接続され、封止部１０４を介して電池１０１の外部へと延在するように配置されている。
【０００５】
図３１に示した電池１０１は、図３２に示すように、発電要素としての発電セル１２０を外装部材としてのラミネートフィルム１１１によって包込み、ラミネートフィルム１１１の端部を封止することにより形成される。図３２は、図３１に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３１に示した電池１０１においては、外装部材としてのラミネートフィルム１１１は発電セル１２０を包込み、その端部を封止しているだけであり、ラミネートフィルム１１１と発電セル１２０とは直接固着されてはいない。このため、電池１０１に外部から衝撃が加わった場合、たとえば電池１０１を組込んだ携帯電話機などがある高さから落下したような場合には、電池１０１の内部において発電セル１２０がその衝撃により容易に移動可能であった。一方、図３１および３２を参照して、発電セル１２０に接続された正電極１０２および負電極１０３は封止部１０４においてラミネートフィルム１１１（図３２参照）と固定されている。このため、上述のように発電セル１２０が移動した場合、正電極１０２および負電極１０３に大きな応力が加わることになる。この結果、正電極１０２、負電極１０３が断線するなど不良が発生する場合があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、外部からの衝撃によって電極の断線などの不良が発生することのない電池を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部におけるセパレータの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【０００９】
このようにすれば、延在部を介して発電要素を外装部材に対して固定することができる。この結果、電池に対して外部から衝撃が加えられた場合、外装部材と発電要素との相対的な位置がずれることを防止できる。したがって、電極が外装部材と固定されている場合、発電要素が外装部材に対して相対的に移動することに起因する電極の断線などの不良の発生を防止できる。
【００１１】
ここで、セパレータは樹脂を用いて構成することができ、また外装部材はアルミニウム箔の表裏面に樹脂を塗布したラミネートフィルムを用いることが一般的である。そのため、この延在部としてのセパレータの一部とラミネートフィルムからなる外装部材との間を熱融着などにより容易に固着させることができる。この結果、発電要素の延在部と外装部材との間の固定を確実かつ容易に行なうことができる。
【００１２】
また、発電要素の構成材料としてのセパレータの一部を延在部として流用することができるので、発電要素に対して延在部としての新たな部材を接合するといった工程を実施する必要がない。したがって、従来の電池の製造工程と比較して製造工程数が増加することを防止できる。この結果、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００１３】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発明要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体および負極集電体のいずれか一方の一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１４】
この場合、正極集電体および負極集電体としては一般的に金属が用いられるため、延在部の強度を確実に向上させることができる。また、発電要素の構成材料である正極集電体もしくは負極集電体を延在部として流用するので、新たに延在部として新たな部材を発電要素に付加する必要がない。したがって、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００１５】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ同一である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体およびセパレータの組合せ、または負極集電体およびセパレータの組合せの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１６】
この場合、延在部として、正極集電体、負極集電体あるいはセパレータのいずれか１つの一部を用いる場合よりも、延在部の強度を向上させることができる。この結果、電池の外部からより強い衝撃が加えられても、外装部材に対する発電要素の相対的な位置がずれることを防止できる。
【００１７】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部におけるセパレータの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００１９】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向に対してほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体および負極集電体のいずれか一方の一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００２１】
この発明に従った電池は、発電要素と外装部材と電極とを備える。外装部材は発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである。電極は、発電要素と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在する。発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、正極集電体と負極集電体との間に配置されるセパレータとを含む。発電要素は、正極集電体、負極集電体およびセパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有する。発電要素の軸線の延びる方向は、電極の延びる方向とほぼ垂直である。発電要素において、軸線の周りに巻かれたシート状部材の端部における正極集電体およびセパレータの組合せ、または負極集電体およびセパレータの組合せの一部が、発電要素から外装部材の内部の壁面にまで到達して外装部材に固定される延在部になっている。延在部が外装部材の封止部に挟込まれることにより、延在部は外装部材に固定されている。
【００２３】
上記電池において、延在部が固定されている外装部材の封止部では、延在部と外装部材との間に接着層が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この場合、接着層を形成することにより外装部材と延在部との接着強度を向上させることができる。この結果、発電要素を外装部材へと確実に固定できる。
【００２５】
上記電池では、外装部材が、凹部と、この凹部に連なりその凹部を覆うことができる面積を有する蓋部とを含んでいてもよい。
【００２６】
この場合、上記のような外装部材が凹部と蓋部とを含むいわゆるバターカップ型の電池では、凹部と蓋部との固定部である封止部に発電要素の延在部を容易に位置決めできる。したがって、容易かつ確実に発電要素を外装部材に固定できる。
【００２７】
上記電池では、外装部材が包袋状の形態を有していてもよい。
【００２８】
この場合、発電要素を包袋状の外装部材で包むような構造のエンベロープ型の電池においては、発電要素に対する外装部材の封止部の相対的な位置を任意に決定できる。したがって、発電要素の延在部を外装部材の封止部において固定する場合、最も発電要素の固定に適した位置に延在部と外装部材との固定部（封止部）を設定することができる。したがって、電池の設計の自由度を大きくすることができるとともに、確実に発電要素を外装部材に固定できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明による電池の実施の形態１を示す斜視模式図である。また、図２は、図１における矢印７の方向から見た本発明による電池の実施の形態１の斜視模式図である。図１および２を参照して、電池を説明する。
【００３１】
図１および２を参照して、電池１では、外装部材としてのラミネートフィルムの内部に発電要素としての発電セルが保持されている。電池１において、発電セルはセル部５において外装部材の内部に保持される。また、電池１には発電セルを封止するための封止部４が形成されている。そして、発電セルと電気的に接続され、ラミネートフィルムの内部から外部にまで延在する電極としての正電極２、負電極３が配置されている。また、図２に示した電池１の裏面側においても、外装部材の封止を行なうための封止部６が形成されている。図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面を図３に示す。
【００３２】
図３は、図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面模式図である。図３を参照して、外装部材１１としてのラミネートフィルムの内部に発電要素としての発電セル２０が保持されている。外装部材１１としてのラミネートフィルムは、アルミニウム箔９の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂８、１０を配置したものを用いる。発電セル２０は、樹脂からなるセパレータ１２上に負極活物質１３、負極集電体１４、負極活物質１５、セパレータ１６、正極活物質１７、正極集電体１８、正極活物質１９を順番に積層したシート状部材からなる。発電セル２０は、このシート状部材を図３に示すように紙面に垂直な軸線の周りに巻かれた形態となるように形成している。そして、発電セル２０におけるセパレータ１２の端部の延在部２１は、外装部材１１の封止部６に挟込まれることにより、外装部材１１に固定されている。この封止部６においては、ラミネートフィルム樹脂１０とセパレータ１２の延在部２１とが熱融着することにより固着されている。
【００３３】
このようにすれば、セパレータ１２の延在部２１を封止部６において外装部材１１に対して固着することにより、外装部材１１に対する発電セル２０の相対的な位置を固定することができる。したがって、外部から衝撃などが加えられた場合に、外装部材１１と発電セル２０との相対的な位置がずれることにより正電極２および負電極３において断線などが発生するといった不良の発生を防止できる。
【００３４】
また、延在部としてセパレータ１２の延在部２１を用いているが、セパレータ１２は樹脂製であり、ラミネートフィルム樹脂１０と熱融着により固着させることが可能である。したがって、発電セル２０を外装部材１１へと確実かつ容易に固定することができる。
【００３５】
また、発電セル２０を固定するための延在部として、発電セル２０を構成する材料であるセパレータ１２を流用するので、発電セル２０を固定するための固定部材などを発電セル２０に新たに取付ける必要がない。このため、本発明による電池を得るために製造工程数が増加することを防止できるので、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００３６】
また、図１〜３に示すように、正電極２、負電極３の延びる方向と発電要素としての発電セル２０の軸線の延びる方向とがほぼ同一であるので、正電極２および負電極３の発電セル２０に対する接続部の位置とは独立して、発電セル２０を外装部材１１へと固定するための延在部２１の位置や形状を決定することができる。このため、電池の設計の自由度を大きくすることができる。
【００３７】
また、外装部材１１における封止部６を熱圧着などにより封止する際にセパレータの延在部２１を外装部材１１の間に挟込んでおくことによって容易に発電セル２０を外装部材１１へ固定することができる。したがって、発電セル２０を外装部材１１へと固定するために新たな工程を追加する必要がない。この結果、電池の製造コストが上昇することを抑制することができる。
【００３８】
また、図３に示すようないわゆるエンベロープ型の電池では、封止部６の位置を発電セル２０に対して相対的に任意の位置に設定することができる。したがって、図３に示すように封止部６において延在部２１を固定する場合、発電セル２０とこの固定部（封止部６）との相対的な位置関係を任意に設定することができる。この結果、電池の設計の自由度を大きくしておくことができる。
【００３９】
図４は、図１〜３に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。図４を参照して、まず、発電セル２０においてセパレータの延在部２１を形成する。延在部２１はセパレータ１２の端部の長さを長く設定することにより容易に形成できる。また、発電セル２０に正電極２および負電極３を接続する。この正電極２は正極集電体１８（図３参照）に電気的に接続されている。また、負電極３は負極集電体１４（図３参照）に電気的に接続されている。
【００４０】
そして、図４に示すように発電セル２０を所定の形状に成形された外装部材１１上に配置する。そして、この外装部材１１によって発電セル２０を包込み、外装部材１１の端部をそれぞれ熱圧着することにより封止する。このとき、図４における上面に位置する封止部（図２における封止部６）では、図３に示すようにセパレータ１２の延在部２１が外装部材１１の間に挟込まれた状態で封止が行なわれる。このようにすれば、図１〜３に示した電池を容易に得ることができる。
【００４１】
図５は、図１〜３に示した本発明による電池の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。図５は図３に対応している。図５を参照して、電池は基本的に図１〜３に示した電池と同様の構造を備えるが、封止部６において外装部材１１の間に挟込まれている延在部として、セパレータの延在部２１のみではなく負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３が利用されている。つまり、封止部６において、セパレータ１２の延在部２１、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３が外装部材１１の間に挟込まれることにより固定されている。このとき、負極活物質１３、１５にポリマーを含有させておけば、ラミネートフィルム樹脂１０と負極活物質１３、１５の延在部２２、２４との間を熱融着により容易かつ確実に固着できる。
【００４２】
図５のような構成による電池によれば、図１〜３に示した電池と同様の効果を得ることができるとともに、延在部としてセパレータ１２のみでなく負極活物質１３、１５および負極集電体１４をも利用するので、この延在部の強度を上げることができる。この結果、発電セル２０をより確実に外装部材１１へと固定することができる。つまり、図５に示したように延在部としてセパレータ１２の延在部２１、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３を用いれば、発電セル２０の外装部材１１に対する固定強度を向上させることができるので、本発明による電池の最も効果的な形態の一つである。
【００４３】
（実施の形態２）
図６は、本発明による電池の実施の形態２を示す斜視模式図である。図６を参照して、電池１は外装部材において凹部と、蓋部とが形成されている、いわゆるバターカップ型の電池である。外装部材の蓋部は凹部に連なり、凹部を覆うことができる面積を有している。そして、この凹部の内部に発電セル２０が保持される。発電セル２０と電気的に接続され、外装部材の内部から外部にまで延在するように電極としての正電極２および負電極３が配置されている。正電極２および不電極３は封止部４において外装部材に固定されている。外装部材において、封止部６、４を形成することにより、外装部材の内部に発電セル２０を密閉している。また、封止部６においては、外装部材の凹部と蓋部との間に発電要素２０の延在部としてのセパレータの延在部２１が挟込まれることにより固定されている。以下、図７を参照して図６に示した電池１の断面形状を説明する。図７は、図６における線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。
【００４４】
図７を参照して、電池は外装部材１１と発電要素としての発電セル２０と、正電極２および負電極３（図６参照）とを備える。発電セル２０の構造は基本的に本発明の実施の形態１による電池と同様である。また、外装部材１１は、本発明の実施の形態１と同様にアルミニウム箔９の表裏面にラミネートフィルム樹脂８、１０を被覆したラミネートフィルムを用いている。発電セル２０は外装部材１１の凹部３７内部に保持される。この凹部３７を被うように外装部材１１の蓋部３８が配置されている。
【００４５】
発電セル２０のセパレータ１２の延在部２１は、外装部材１１の封止部６において外装部材１１に挟込まれた状態で固定されている。すなわち、セパレータ１２の延在部２１と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０とが熱融着することにより固定されている。また、発電セル２０は、本発明の実施の形態１における電池と同様に、図８に示したようなシート状部材３６を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより構成されている。図８は、図７に示した発電セルを構成するシート状部材３６の断面模式図である。なお、通常負極活物質１３、１５および負極集電体１５からなる負極の方が、正極活物質１７、１９および正極集電体１８からなる正極よりも薄くすることが可能であるため、図８に示すように負極活物質１３、１５および負極集電体１４からなる層の方が正極活物質１７、１９および正極集電体１８からなる層よりも長くなるように設定されている。
【００４６】
このような構成の電池によれば、本発明の実施の形態１と同様に延在部２１を封止部６において外装部材１１と固着することにより、容易に外装部材１１と発電セル２０との相対的な位置を固定することができる。この結果、電池の外部から衝撃が加わった場合に発電セル２０が外装部材１１の内部において移動することを防止できる。したがって、発電セル２０の移動に起因して正電極２、負電極３が断線するといった不良の発生を防止できる。
【００４７】
また、延在部として発電セル２０を構成する材料としてのセパレータ１２を流用しているので、発電セル２０を固定するための新たな部材を発電セル２０に設置する必要がない。この結果、本発明による電池の製造コストが従来の電池の製造コストより上昇することを防止できる。
【００４８】
また、セパレータ１２は通常樹脂を用いて形成されるので、延在部２１とラミネートフィルム樹脂１０との間を用意に熱融着させることができる。この結果、延在部２１を外装部材１１へと確実に固定することができるので、発電セル２０を外装部材１１へと確実に固定することができる。
【００４９】
また、図７に示すように封止部６において外装部材１１の間に延在部２１を挟込むことにより発電セル２０を固定しているので、従来の封止部６を形成するための熱圧着工程において同時に発電セル２０を外装部材１１に固定する工程を実施することができる。したがって、本発明による電池を形成する際に製造工程数が従来より増加することを防止できる。この結果、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００５０】
また、図７に示したようなバターカップ型の電池においては、封止部６の位置が予め決定されているので、この封止部６となる外装部材１１の部分上にセパレータの延在部２１を配置し、その後蓋部３８を凹部３７に配置して熱圧着工程を行なえば、容易に封止部６において延在部２１を固定することができる。つまり、延在部２１を外装部材１１へと固定する工程を比較的容易に行なうことができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図９は、本発明による電池の実施の形態３を示す断面模式図である。図９はバターカップ型の電池であり、図７に示した断面模式図に対応している。
【００５２】
図９を参照して、電池は基本的には図６および７に示した電池の本発明の実施の形態２と同様の構造を備えるが、延在部としてセパレータ１６の延在部２５を用いている。つまりセパレータ１６の延在部２５が封止部６において外装部材１１と熱圧着により固着されている。
【００５３】
このようにすれば、本発明の実施の形態２による電池と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図１０は、本発明による電池の実施の形態４を示す断面模式図である。図１０は図７に対応する。図１０を参照して電池を説明する。
【００５５】
図１０を参照して、電池１は基本的には図６および７に示した本発明の実施の形態２による電池と同様の構造を備えるが、延在部として正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７を用いている。したがって、本発明の実施の形態２による電池と同様の効果を得られると同時に、延在部として正極活物質の延在部２６、２８および正極集電体の延在部２７という複数の層を用いているため、発電セル２０を外装部材１１へと固定する延在部の強度を向上させることができる。この結果、外部から大きな衝撃が電池に加えられても、延在部２６〜２８が切断などされることなく発電セル２０を確実に固定しておくことができる。
【００５６】
また、正極集電体１８の延在部２７を延在部として利用しているが、正極集電体１８は一般に金属膜からなり、材質の選択によっては樹脂からなるセパレータを延在部として用いる場合より延在部の強度を向上させることができる。
【００５７】
また、延在部として発電セル２０を構成する正極活物質１７、１９および正極集電体１８の延在部２６、２８、２７を用いているので、このような延在部を形成するために発電セル２０に新たな他の部材を接続する工程を実施する必要がない。このため、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００５８】
なお、このように延在部として正極活物質１７、１９を利用する場合には、この正極活物質１７、１９にポリマーを含有させることが好ましい。このようにすれば、正極活物質１７、１９に含有されるポリマーと外装部材１１におけるラミネートフィルム樹脂１０とを熱圧着して固着することが可能になり、延在部２６〜２８と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０との間の接着強度をより向上させることができる。
【００５９】
図１１は、図１０に示した電池の発電セル２０を構成するシート状部材３６の断面模式図である。図１０に示したシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより、図１０に示したような発電セル２０を構成している。
【００６０】
（実施の形態５）
図１２は、本発明による電池の実施の形態５を示す断面模式図である。図１２に示した電池は本発明の実施の形態２における電池と同様にバターカップ型の電池である。図１２を参照して、電池は基本的には図１０に示した電池と同様の構造を備えるが、延在部として負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３を用いている。この場合、本発明による電池の実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図１２に示した発明セル２０は、図１３に示したようなシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１３は、図１２に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６２】
なお、本発明の実施の形態４および５においては、延在部としてそれぞれ活物質および集電体の延在部を用いているが、正極集電体１８の延在部２６もしくは負極集電体１４の延在部２３のみを延在部として用いてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（実施の形態６）
図１４は、本発明による電池の実施の形態６を示す断面模式図である。図１４は図７に対応している。図１４を参照して、電池は基本的には図１０に示した本発明の実施の形態４による電池と同様の構造を備えるが、正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７に加えてセパレータ１６の延在部２９も延在部として用いられ、封止部６において外装部材１１に固定されている。このようにすれば、図１０に示した本発明による電池の実施の形態４によって得られる効果と同様の効果を得られると同時に、延在部としてセパレータ１６、正極集電体１８、正極活物質１７、１９という複数の層を利用できるので、延在部の強度をより向上させることができる。
【００６４】
なお、図１４に示した発明セル２０は、図１５に示したようなシート状部材３６を紙面に垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１５は、図１４に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６５】
そして、このような構成は、延在部の強度を向上させることにより確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定することができるので、最も効果的な形態の１つと考えられる。
【００６６】
（実施の形態７）
図１６は、本発明による電池の実施の形態７を説明するための断面模式図であり、図７に対応する。図１６を参照して、電池はバターカップ型の電池であり、基本的には図１２に示した電池と同様の構造を備える。ただし、図１６に示した電池では、延在部として負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３に加えてセパレータ１２の延在部２１も利用している。このようにすれば、図１４に示した本発明による電池の実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、図１６に示した発電要素２０は、図１７に示したようなシート状部材３６を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより得ることができる。図１７は図１６に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【００６８】
（実施の形態８）
図１８は、本発明による電池の実施の形態８を示す斜視模式図である。図１８を参照して、電池１はいわゆるバターカップ型の電池であり、外装部材には凹部３７と蓋部３８とが形成され、この凹部３７の内部に発電セルが保持されている。そして、この発電セルに電気的に接続され、外装部材の内部から外部に延在するように正電極２および負電極３が設置されている。正電極２および負電極３は封止部３０において外装部材と固定されている。外装部材の凹部３７の周囲には、蓋部３８と熱圧着することにより固定された封止部４、３０が形成されている。図１８における線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面を図１９に示す。また、図１８における線分ＸＸ−ＸＸにおける断面を図２０に示す。図１９は、図１８の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図であり、図２０は図１８の線分ＸＸ−ＸＸにおける断面模式図である。
【００６９】
図１９を参照して、電池１においては、発電セル２０の正極集電体１８の一部が正電極２として外装部材１１の外部にまで延在するように形成される。発電セル２０は、セパレータ１２、負極活物質１３、負極集電体１４、負極活物質１５、セパレータ１６、正極活物質１７、正極集電体１８、正極活物質１９が積層されたシート状部材を紙面に対して垂直な方向に延びる軸線の周りに巻かれた形態とすることにより構成されている。そして、この発電セル２０における軸線の延びる方向は正電極２の延びる方向に対してほぼ垂直となっている。延在部としての正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７が発電セル２０から封止部３０にまで延びるように形成されている。封止部３０においては、この延在部２６〜２８が外装部材１１に挟込まれるように固定されている。このとき、本発明の実施の形態４において述べたように、正極活物質１７、１９にポリマーを含有させておけば、この正極活物質１７、１９の延在部２６、２８と外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０とを熱圧着工程により固着することができる。この結果、外装部材１１のラミネートフィルム樹脂１０と正極活物質１７、１９の延在部２６、２８との間を熱融着することにより確実に固定できる。
【００７０】
また、図２０を参照して、電池１においては、負極集電体１４の一部が負電極３として外装部材１１の外部へと延在するように形成されている。また、負電極３がとして作用する部分に連なった負極集電体１４の端部である負極集電体の延在部２３、負極活物質１３の延在部２２、負極活物質１５の延在部２４がそれぞれ延在部として封止部３０において外装部材１１に挟込まれるように固定されている。
【００７１】
ここで、図２１に示すように、負極集電体１４、正極集電体１８は、図２１に示すような左右対称の平面形状となっている。図２１は、図１８〜２０に示した電池の発電セルの延在部を説明するための部分平面模式図であり、延在部が形成された正極集電体、負極集電体およびセパレータの部分を示す。
【００７２】
図２１を参照して、負極集電体１４においては、向かって左側の部分にのみ負極集電体の延在部２３が形成されている。そして、この延在部２３の端部からさらに延びるように負電極３として作用する部分が形成されている。また、正極集電体においては、向かって右半分の領域に延在部２７が形成されている。そして、この延在部２７からさらに延びるように正電極２として作用する部分が形成されている。セパレータ１６は、負極集電体１４の延在部２３および正極集電体１８の延在部２７より手前の部分にまで形成され、延在部２３、２７とは重ならないような平面形状となっている。正極集電体１８の表裏面にはそれぞれ図示していないが正極活物質１７、１９が配置される。また、延在部２７の表裏面には正極活物質１７、１９の延在部２６、２８が配置されている。また、負極集電体１４の表裏面には図示していないが負極活物質１３、１５が配置されている。延在部２３の表裏面には負極活物質１３、１５の延在部２２、２４が配置されている。発電セル２０では、この正極集電体１８と負極集電体１４とをセパレータ１６を介して積層する。このとき、負極集電体１４の延在部２３と正極集電体１８の延在部２７とは平面的に重ならないよう配置されている。そして、延在部２２〜２８を封止部３０において外装部材１１に挟むように熱圧着して固定する。
【００７３】
このようにすれば、負極活物質１３、１５の延在部２２、２４および負極集電体１４の延在部２３、さらに正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７を封止部３０において固定することにより、発電セル２０を外装部材１１に固定することができる。この結果、電池１の外部から衝撃が加わった場合に、外装部材１１の内部で発電セル２０が移動することにより正電極２、負電極３などにおいて断線などの不良が発生することを防止できる。
【００７４】
また、延在部として発電セル２０の構成要素である負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９および正極集電体１８を流用するので、このような延在部を形成するために新たな部材を発電セル２０に付加する必要はない。したがって、電池の製造コストが上昇することを防止できる。
【００７５】
また、図１９および２０に示すように、延在部として負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８という複数の層を利用するので、この延在部の強度を高めることができる。この結果、より確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定することができる。
【００７６】
また、このように発電要素２０の軸線の延びる方向が電極２、３の延びる方向に対してほぼ垂直であるので、延在部としての負極活物質１３、１５の延在部２２、２４、負極集電体１４の延在部２３、正極活物質１７、１９の延在部２６、２８および正極集電体１８の延在部２７と正電極２、負電極３とを封止部３０において同時に固定することができる。この結果、電池の製造工程を簡略化できる。
【００７７】
また、図１８〜２０に示した電池はいわゆるバターカップ型の電池であり、上述のように外装部材１１には発電要素２０を挿入固定するための凹部３７と、この凹部に連なり凹部３７を覆うことができる面積を有する蓋部３８とが含まれている。そして、封止部３０となる凹部３７の端部領域上に延在部２２〜２４、２６〜２８を予め配置した後、蓋部３８を凹部３７上に配置して熱圧着工程を実施することにより、容易に封止部３０を形成することができる。このような外装部材１１の封止部３０において外装部材１１に延在部を挟込むといった比較的簡単な工程により、確実に外装部材１１に対して発電セル２０を固定することができる。
【００７８】
なお、図１９に示した断面においては、延在部として正極集電体の延在部３７のみを用いてもよく、また、図２０に示す断面の構造においては、延在部として負極集電体の延在部２３のみを用いてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、図１９および２０において点線で示したように、正電極２および負電極３の下に外装部材１１の延在部３１を形成してもよい。この場合、外装部材１１の延在部３１を正電極２および負電極３の補強部材として利用できる。
【００８０】
（実施の形態９）
図２２および２３は、本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。図２２は図１９に対応し、図２３は図２０に対応する。図２２および２３を参照して、本発明の実施の形態９による電池は、基本的に図１８〜２１に示した本発明の実施の形態８による電池と同様の構造を備えるが、延在部として正極活物質の延在部２６、２８、正極集電体の延在部２７、負極活物質の延在部２２、２４、負極集電体の延在部２３に加えてセパレータ１２の延在部２１を利用している。
【００８１】
このようにすれば、本発明の実施の形態８による電池によって得られる効果に加えて、延在部としてさらにセパレータの延在部２１も利用することにより、延在部の強度をより高めることができる。この結果、外装部材１１へと固定される発電セル２０の固定強度をより高めることができる。図２２および２３に示した本発明による電池の実施の形態９はバターカップ型の電池におけるより好ましい実施の形態の１つである。
【００８２】
また、電池１における正電極２および負電極３の下に位置する部分には、図２２および２３において点線で示したように外装部材１１の延在部３１を配置してもよい。このようにすれば、本発明の実施の形態８による電池と同様に、正電極２および負電極３の補強を行なう補強部材として外装部材１１の延在部３１を利用できる。この結果、正電極２および負電極３の強度を高めることができる。
【００８３】
（実施の形態１０）
図２４は、本発明による電池の実施の形態１０を示す断面模式図であり、図２２に対応している。図２４を参照して、本発明による電池の実施の形態１０は、基本的には本発明による電池の実施の形態９と同様の構造を備えるが、延在部としてセパレータ１２の延在部２１と正極集電体１８の延在部２７と負極集電体１４の延在部２３（図示せず）とを利用している。このような構造によっても、本発明による電池の実施の形態９と同様の効果を得ることができる。このようにすれば、本発明による電池の実施の形態９と同様の効果を得ることができる。また、正電極２の下には、点線で示すように外装部材１１の延在部３１を配置してもよい。
【００８４】
なお、本発明による電池の実施の形態１０における負電極の部分における断面（図２３に対応する断面）の構造は、図２３に示した電池の構造と基本的には同様であるが、延在部としてセパレータの延在部２１と負極集電体の延在部２３とを利用している。また、負電極３の下には、本発明の実施の形態９と同様に外装部材１１の延在部３１（図２３参照）を配置してもよい。
【００８５】
また、本発明の実施の形態８〜１０に示したバターカップ型の電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【００８６】
（実施の形態１１）
図２５は、本発明による電池の実施の形態１１を示す斜視模式図である。図２５を参照して、電池はいわゆるエンベロープ型の電池であり、基本的には本発明による電池の実施の形態１と同様の構造を備える。ただし、本発明の実施の形態１による電池とは外装部材の発電セル２０（図２６参照）に対する配置（発電セル２０の包み方）が異なる。具体的には、長方形の外装部材を二つ折りにして、その二つ折りにした外装部材の中に発電セル２０を保持して、発電セル２０の周囲に封止部３２、３３を形成している。
【００８７】
図２６は、図２５の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図であり、図２７は、図２５の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。図２５〜２７を参照して、電池を説明する。
【００８８】
図２５〜２７を参照して、電池の発電セル２０は、基本的に図２２および２３に示した本発明の実施の形態９における電池の発電セル２０と同様の構造を備える。ただし、図２５〜２７に示した電池はいわゆるエンベロープ型の電池であり、また、延在部としてセパレータ１２の延在部２１と、正極集電体１８の延在部２７と、負極集電体１４の延在部２３とを利用している。このセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３および正極集電体の延在部２７は外装部材１１の封止部３２において外装部材１１に挟込まれた状態で固定されている。この封止部３２を形成する際には、外装部材１１に延在部２１、２３、２７を挟込んだ状態で熱圧着する。
【００８９】
このようにすれば、セパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２６によって外装部材１１に対して発電セル２０を固定することができる。したがって、外部からの衝撃によって発電セル２０が移動することにより正電極２、負電極３と発電セル２０との間が断線するなどの不良の発生を防止できる。
【００９０】
また、延在部としてセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７という複数の層を利用することにより、発電セル２０を外装部材１１へと固定する部分である延在部の強度を向上させることができるので、より確実に発電セル２０を外装部材１１へと固定できる。
【００９１】
また、本発明の実施の形態９による電池と同様に、封止部３２において延在部としてのセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７と正電極２、負電極３とを同時に固定できるので、電池の製造工程を簡略化できる。
【００９２】
また、このように封止部３２において外装部材１１の間にセパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７を挟込むことによって固定しているので、従来の封止部３２を形成する工程と同様の工程により容易に発電セル２０を外装部材１１へと固定できる。
【００９３】
なお、図２６および２７においては、延在部として、セパレータの延在部２１、負極集電体の延在部２３、正極集電体の延在部２７を用いているが、本発明の実施の形態９における電池のように、延在部としてさらに負極活物質の延在部２２、２４、正極活物質の延在部２６、２８を用いてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。また、この場合より多くの層を延在部として利用できるので、延在部の強度をより高めることができる。
【００９４】
図２８は、本発明による電池の実施の形態１１の変形例を示す断面模式図である。図２８は図２７に対応している。図２８に示した電池は、基本的に図２６および２７に示した電池と同様の構造を備えるが、負電極として金属などの導電体からなる電極タブ部材３４を負極集電体の延在部２３に接続することにより負電極としている。また、図示していないが、正電極についても、同様に正極集電体の延在部２７（図２６参照）に他の電極タブ部材を接続することにより正電極としている。このようにすれば、電極タブ部材３４として正極集電体１８および負極集電体１４より強度の高い材料を用いることができるので、正電極および負電極の強度をより高めることができる。
【００９５】
また、本発明の実施の形態１１に示した電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【００９６】
（実施の形態１２）
図２９は、本発明による電池の実施の形態１２を示す断面模式図であり、図３に対応している。図２９を参照して、電池を説明する。
【００９７】
図２９を参照して、電池は基本的には図３に示した電池と同様の構造を備えるが、封止部６において、セパレータの延在部２１と外装部材１１との間に接着層としての樹脂３５が配置されている。このようにすれば、本発明による電池の実施の形態１によって得られる効果に加えて、セパレータの延在部２１と外装部材１１との間の接着強度をより高めることができる。
【００９８】
図２９に示した電池は、図３０に示したように、予め発電セル２０におけるセパレータの延在部２１の端部に樹脂３５を塗布しておき、その後図４において示した工程と同様の工程を実施することにより、容易に製造できる。図３０は、図２９に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【００９９】
図３０に示すように、樹脂３５が塗布されたセパレータの延在部２１を挟むように外装部材１１を配置し、この部分を熱溶着することによって容易に封止部６を形成することができる。
【０１００】
このような接着層としての樹脂３５は、本発明の実施の形態１〜１１のいずれの電池にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態１および１２に示したエンベロープ型の電池では、本発明の実施の形態２〜７に示したように、延在部としてセパレータ１２、１６、負極活物質１３、１５、負極集電体１４、正極活物質１７、１９、正極集電体１８のいずれか、あるいはこれらの複数の組合せを利用できる。
【０１０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、発電要素に延在部を形成し、この延在部を外装部材と固定することによって、外部からの衝撃がある場合に発電要素が外装部材の内部で移動することを防止できる。したがって、このような発電要素の移動に起因する電極の切断などの不良の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電池の実施の形態１を示す斜視模式図である。
【図２】 図１における矢印７の方向から見た本発明による電池の実施の形態１の斜視模式図である。
【図３】 図２における線分ＩＩＩ−ＩＩＩでの断面模式図である。
【図４】 図１〜３に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【図５】 図１〜３に示した本発明による電池の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。
【図６】 本発明による電池の実施の形態２を示す斜視模式図である。
【図７】 図６における線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。
【図８】 図７に示した発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図９】 本発明による電池の実施の形態３を示す断面模式図である。
【図１０】 本発明による電池の実施の形態４を示す断面模式図である。
【図１１】 図１０に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１２】 本発明による電池の実施の形態５を示す断面模式図である。
【図１３】 図１２に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１４】 本発明による電池の実施の形態６を示す断面模式図である。
【図１５】 図１４に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１６】 本発明による電池の実施の形態７を示す断面模式図である。
【図１７】 図１６に示した電池の発電セルを構成するシート状部材の断面模式図である。
【図１８】 本発明による電池の実施の形態８を示す斜視模式図である。
【図１９】 図１８の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図である。
【図２０】 図１８の線分ＸＸ−ＸＸにおける断面模式図である。
【図２１】 図１８〜２０に示した電池の発電セルの延在部を説明するための部分平面模式図である。
【図２２】 本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。
【図２３】 本発明による電池の実施の形態９を示す断面模式図である。
【図２４】 本発明による電池の実施の形態１０を示す断面模式図である。
【図２５】 本発明による電池の実施の形態１１を示す斜視模式図である。
【図２６】 図２５の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図である。
【図２７】 図２５の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。
【図２８】 本発明による電池の実施の形態１１の変形例を示す断面模式図である。
【図２９】 本発明による電池の実施の形態１２を示す断面模式図である。
【図３０】 図２９に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【図３１】 従来の電池を示す斜視模式図である。
【図３２】 図３１に示した電池の製造方法を説明するための斜視模式図である。
【符号の説明】
１ 電池、２ 正電極、３ 負電極、４，６，３０，３２，３３ 封止部、５セル部、７ 矢印、８，１０ ラミネートフィルム樹脂、９ アルミニウム箔、１１ 外装部材、１２，１６ セパレータ、１３，１５ 負極活物質、１４ 負極集電体、１７，１９ 正極活物質、１８ 正極集電体、２０ 発電セル、２１，２５，２９ セパレータの延在部、２２，２４負極活物質の延在部、２３ 負極集電体の延在部、２６，２８ 正極活物質の延在部、２７ 正極集電体の延在部、３１ 延在部、３４ 電極タブ部材、３５ 樹脂、３６ シート状部材、３７ 凹部、３８ 蓋部。
Claims (9)
- 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向とほぼ同一であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記セパレータの一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発明要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向とほぼ同一であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記正極集電体および前記負極集電体のいずれか一方の一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向とほぼ同一であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記正極集電体および前記セパレータの組合せ、または前記負極集電体および前記セパレータの組合せの一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向とほぼ垂直であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記セパレータの一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向に対してほぼ垂直であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記正極集電体および前記負極集電体のいずれか一方の一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 発電要素と、
前記発電要素を内部に保持する、アルミニウム箔の表裏面にそれぞれラミネートフィルム樹脂を配置したラミネートフィルムである外装部材と、
前記発電要素と電気的に接続され、前記外装部材の内部から外部にまで延在する電極とを備える電池であって、
前記発電要素は、正極集電体と、負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に配置されるセパレータとを含み、
前記発電要素は、前記正極集電体、前記負極集電体および前記セパレータを積層したシート状部材がある軸線の周りに巻かれた形態を有し、
前記発電要素の軸線の延びる方向は、前記電極の延びる方向に対してほぼ垂直であり、
前記発電要素において、前記軸線の周りに巻かれた前記シート状部材の端部における前記正極集電体および前記セパレータの組合せ、または前記負極集電体および前記セパレータの組合せの一部が、前記発電要素から前記外装部材の内部の壁面にまで到達して前記外装部材に固定される延在部になっており、
前記延在部が前記外装部材の封止部に挟込まれることにより、前記延在部は前記外装部材に固定されている、電池。 - 前記延在部が固定されている前記外装部材の封止部では、前記延在部と前記外装部材との間に接着層が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池。
- 前記外装部材は、凹部と、この凹部に連なり、その凹部を覆うことができる面積を有する蓋部とを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池。
- 前記外装部材は包袋状の形態を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池。
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