JP6940378B2 - 電池の製造方法及び電池 - Google Patents

Description

本発明は、正極集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極集電体を積層した電池の製造方法及び電池に関する。

近年では、リチウムイオン電池など、正極活物質、バインダー樹脂及び電解液を含む正極活物質層と、同様に負極活物質、バインダー樹脂及び電解液を含む負極活物質層とがセパレータを挾んで積層された状態で容器に収納されて構成された二次電池が広く用いられている。

特開２００３−５９４８６号公報

ここで従来の二次電池では、電池本体の保護のため、外形のたわみや変形を避けるべく収容体が形成される。このため、可撓性を有するべき部材内には電池を収容することが容易でない場合がある。なお、特許文献１には、繰り返し変形に対して耐久力を持たせるべく、電極板に溝を形成した例が開示されている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、可撓性のある電池を製造できる、電池の製造方法及び可撓性を有する電池を提供することを目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決する本発明は、第１及び第２の集電体上に電極活物質層を配置した細長状の第１、第２の電極体がセパレータを介して積層配置される電池の製造方法であって、前記電極活物質層は、第１及び第２の集電体上に所定の間隔を空けて複数配置され、細長平板状に加工され、かつ可撓性を有する第１のシート状外装材上に配置された前記第１の電極体と、前記第１の電極体上に配置されたセパレータと、前記セパレータ上に配置された前記第２の電極体と、前記第２の電極体上に配置され、細長平板状に加工され、かつ可撓性を有する第２のシート状外装材からなる積層体において、前記第１のシート状外装材の面と第２のシート状外装材の面との双方に、前記電極活物質層の間隔にあわせた位置で前記第１，第２のシート状外装材のそれぞれを幅方向に横断する溝を形成する工程と、前記第１のシート状外装材と第２のシート状外装材幅方向両端を、シールしたシール部を形成する工程と、前記シール部に、前記第１，第２のシートの幅方向おいて前記の溝の延長線上となる位置に凹み部を、前記第１，第２のシートの長手方向に前記の溝と同じ間隔をおいて形成する工程と、を有する電池の製造方法。

またここで前記溝は、前記第１のシートの面と第２のシートの面との双方、またはいずれかの面側から、畝型を加熱押圧して形成してもよい。

また本発明の一態様は、電池であって、細長に形成された外装に内包され、一列に配された複数の単電池部と、前記外装が、互いに隣接する前記単電池部間の位置で、当該外装を幅方向に横断する溝が形成された状態にあり、前記外装の幅方向両端がそれぞれ所定幅だけ圧着されたシール部を有し、前記シール部に、前記第１，第２のシートの幅方向おいて前記の溝の延長線上となる位置に凹み部が形成された状態にあって、前記シール部が外装の幅方向においてＬ字型に折り曲げられた状態にあるものである。

ここで前記凹み部は、少なくとも前記溝の延長線上に形成された状態にあってもよい。また、前記外装の長手方向の少なくとも一方端部に、ガス溜まり部を有してもよい。

本発明によれば、可撓性のある電池を製造でき、提供できる。

本発明の実施の形態に係る電池の製造方法の例を表す流れ図である。 本発明の実施の形態に係る電池における各部の配置例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る電池の概要を表す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電池の断面の例を表す断面図である。 本発明の実施の形態に係る電池の外形状の一例を表す平面図である。 本発明の実施の形態に係る電池の別の例を表す平面図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態である電池１０の製造方法について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電池１０の製造方法を示す説明図である。

本実施の形態の電池の製造方法では、正極集電体１１、正極活物質１２、セパレータ１３、負極集電体１４、負極活物質１５、及び、細長平板状に加工され、可撓性を有する第１，第２のシート状外装材１６，１７が予め用意される。

正極集電体１１及び負極集電体１４は、金属集電体や樹脂集電体を用いることができ、それぞれ公知の金属集電体並びに日本国特許公開第２０１２−１５０９０５号公報及び国際公開第ＷＯ２０１５／００５１１６号等に記載の公知の樹脂集電体等を用いることができる。

金属集電体としては、リチウムイオン電池に一般に使用する金属集電体を用いることができ、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン、およびこれらの一種以上を含む合金、ならびにステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属等からなる集電体を用いることができる。

金属集電体の形状は、薄板状、金属箔状及びメッシュ状のいずれであってもよく、金属集電体の表面に更にスパッタリング、電着、塗布等の手法により別の金属層が形成されたものであってもよい。

導電性高分子材料としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル及びポリオキサジアゾール等が挙げられる。なお、導電性の高分子材料を含む樹脂集電体の導電性を向上させる目的から、更に後述する導電性フィラーを含んでいることが好ましい。

非導電性高分子材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。

非導電性高分子材料としては、電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、より好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。

非導電性高分子材料に導電性を付与した高分子は、非導電性高分子材料と導電性フィラーとを混合することで得ることができ、導電性フィラーは、導電性を有する材料から得られるフィラーから選択される。好ましくは、集電体内のイオン透過を抑制する観点から、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料から得られるフィラーからを用いるのが好ましい。具体的には、カーボン材料、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、白金、クロム、スズ、インジウム、アンチモン、チタン、ニッケル及びステンレス（ＳＵＳ）等の合金材等から得られるフィラーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なかでも耐食性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン材料又はニッケルから得られるフィラー、より好ましくはカーボン材料から得られるフィラーである。これらの導電性フィラーは１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。なお、導電性フィラーとしては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上記で示される金属をメッキ等でコーティングしたものを用いることもできる。

導電性フィラーの形状は粒子状、繊維状及びこれらの凝集体のいずれの形状であってもよい。

樹脂集電体は、日本国特許公開第２０１２−１５０９０５号公報及び国際公開第ＷＯ２０１５／００５１１６号等に記載の公知の方法で得ることができ、具体例としては、ポリプロピレンに導電性フィラーとしてアセチレンブラックを５〜２０部分散させた後、熱プレス機で圧延したもの等が挙げられる。また、その厚みも特に制限されず、公知のものと同様、あるいは適宜変更して適用することができる。

正極集電体１１及び負極集電体１４は、金属集電体又は樹脂集電体をそのまま用いても、その表面に後述する導電層を形成したものを用いてもよく、電池特性等の観点から、導電層を形成した金属集電体又は樹脂集電体であることが好ましい。

また正極活物質１２の組成物は、正極活物質粒子と電解液とを混合して得られるスラリー状の組成物である。ここで正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂及びＬｉＭｎ₂Ｏ₄）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ₂及びＶ₂Ｏ₅）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ₂及びＴｉＳ₂）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリフッ化ビニリデン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン及びポリカルバゾール）等を用いることができる。

また、負極活物質１５の組成物は、当該負極活物質粒子を電解液と混合して得られる、スラリー状の組成物である。ここで負極活物質粒子としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）、炭素繊維、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、スズ、シリコン、及び金属合金（例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金及びリチウム−アルミニウム−マンガン合金等）、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ1₂等）等がある。

本実施の形態においては、正極活物質１２及び負極活物質１５のそれぞれの組成物に含まれる正極活物質粒子および負極活物質粒子は、それぞれその表面の少なくとも一部が被覆用樹脂及び導電助剤を含む被覆剤で被覆されてなる被覆活物質粒子であることが好ましい。

活物質粒子の周囲が被覆剤で被覆されていると、充放電時に生じる電極の体積変化が緩和され、充放電を繰り返すことによる電極の劣化を抑制することができる。被覆用樹脂としては、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。これらの中ではビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましい。

被覆剤に含まれる導電助剤としては、導電性を有する材料から選択して用いることができる。

導電性を有する材料としては、金属［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、導電性カーボン［カーボンナノファイバー、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、バルカン（登録商標）、ケッチェンブラック（登録商標）、ブラックパール（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック、カーボンナノチューブ（単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブ等）、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、ハードカーボン及びフラーレン等］及びこれらの混合物等があるが、これらに限定されない。

これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物が用いられてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、金、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及び導電性カーボンであり、更に好ましくは導電性カーボンである。

また導電助剤としては、粒子系セラミック材料、樹脂材料等の非導電性材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をメッキ等でコーティングしたもの及び非導電性材料と導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）とを混合したものも用いることができる。

また、導電助剤として合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、合成繊維等の有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維等を用いることもできる。

被覆剤に含まれる被覆用樹脂と導電助剤との重量比は、被覆用樹脂：導電助剤＝１００：１〜１００：２００が好ましく、更に好ましくは１００：５〜１００：１００である。この範囲にあると正極活物質１２の層及び負極活物質１５の層の導電性が良好となる。

被覆活物質粒子は、例えば、活物質粒子を万能混合機に入れて３０〜５００ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂を含む樹脂溶液を１〜９０分かけて滴下混合し、さらに導電助剤を混合し、撹拌したまま５０〜２００℃に昇温し、０．００７〜０．０４ＭＰａまで減圧した後に１０〜１５０分保持することにより得ることができる。

被覆活物質粒子が得られたことは、走査型電子顕微鏡等を用いて得られた被覆活物質粒子の拡大観察画像を観察することで確認することができる。

また、正極活物質粒子または負極活物質粒子を、電解液と混合して正極活物質１２または負極活物質１５に用いる場合、電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。

電解質としては、通常のリチウムイオン電池用電解液に用いられているもの等が使用でき、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＡｓＦ₆及びＬｉＣｌＯ₄等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂及びＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃等の有機酸のリチウム塩等がある。これらのうち、電池出力及び充放電サイクル特性の観点からはＬｉＰＦ₆が好ましい。

また非水溶媒としては、通常のリチウムイオン電池用電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。この非水溶媒は一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上の非水溶媒を併用してもよい。

上記の非水溶媒の例のうち、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、さらに好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート(ＰＣ)、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びこれらの中から選択される２種の混合液である。

電解液に含まれる電解質の濃度は、電解液の容量に基づいて０．１〜３ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．５〜２ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。

本発明において正極活物質１２及び負極活物質１５は、イオン抵抗を低減できる等の観点からそれぞれ前記の被覆活物質粒子とともに繊維状導電性フィラーを含むことが好ましい。繊維状導電性フィラーとしては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維のなかでも炭素繊維が好ましい。

正極活物質１２及び負極活物質１５に繊維状導電性フィラーを含む場合、繊維状導電性フィラーの割合は、被覆活物質粒子の重量に基づいて０．５〜５重量％であることが好ましい。

正極活物質１２及び負極活物質１５において、活物質粒子及び導電助剤を、その合計重量が電解液の重量に基づいて１０〜６０重量％の濃度で含有することが好ましい。

さらに本実施の形態では、所望の形状に切断されたセパレータ１３が用意される。このセパレータ１３としては、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）等の炭化水素系樹脂及びポリオレフィン（ポリエチレン及びポリプロピレン等）製の多孔性フィルム、多孔性フィルムの多層フィルム（例えば、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体等）、合成繊維（ポリエステル繊維及びアラミド繊維等）及びガラス繊維等からなる不織布並びにこれらの表面にシリカ、アルミナ及びチタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用セパレータ等を用いることができる。このセパレータ１３の形状については後に述べる。

第１，第２のシート状外装材１６，１７は、細長平板状に加工された可撓性を有する絶縁体であり、電池に用いられている公知の材質を用いることが可能であり、好ましくはラミネートフィルムである。ラミネートフィルムとしては、外側にナイロンフィルム、中心にアルミニウム箔、内側に変性ポリプロピレン等の接着層を有した３層ラミネートフィルムを好ましく用いることができる。この第１，第２のシート状外装材１６，１７の平面は、正極集電体１１，負極集電体１４をその中央部に配したときに、当該集電体の周囲（前後左右方向）に、ヒートシールが可能な幅ができる大きさとしておく。

以上の用意の下、本実施の形態では図１に記載した次の工程により電池１０を製造する。

まず、細長状に加工した正極集電体１１の一方の面上に、正極活物質を電解液に分散して得られるスラリー状の正極活物質組成物を塗布して正極活物質層１２を有する第１の電極体２１を製造する（図１においては、Ｓ１１と記載する。）。ここでは、正極集電体１１上に均等に正極活物質を塗布するのではなく、正極集電体１１の一方の面上に、長手方向に、長さＬ１（幅は正極集電体１１の幅とする）に塗布し、長さＬ２をおいて、また長さＬ１だけ塗布し…といったように、断続的に正極活物質を塗布し、断続的に正極活物質層１１を形成していく。

正極活物質組成物にはバインダーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。バインダーを含む場合、バインダーとしては、公知の正極活物質用バインダーを用いることができる。

正極活物質層１２を正極集電体１１の面上に配置する方法としては、スラリー状の正極活物質組成物を塗布する方法のほかにも、正極活物質組成物を所定の形に圧縮成型した正極活物質成型体を正極集電体１１の面上に配置する方法等が挙げられる。

正極活物質成型体を正極集電体１１の面上に配置する方法の場合、所定の大きさの成型体を正極集電体１１の一方の面上に、長手方向に、所定の間隔を空けて配置していく。

また、同じ細長状の形状に加工した負極集電体１４の一方の面上に、負極活物質を電解液に分散して得られるスラリー状の正極活物質組成物塗布して負極活物質層１５を有する第２の電極体２２を製造する（図１においては、Ｓ１１と記載する。）。この負極集電体１４上にも均等に負極活物質を塗布するのではなく、負極集電体１４の一方の面上に、長手方向に、長さＬ１（幅は負極集電体１４の幅とする）に塗布し、長さＬ２をおいて、また長さＬ１だけ塗布し…といったように、断続的に負極活物質を塗布し、断続的に負極活物質層１５を形成していく。

負極活物質組成物にはバインダーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。バインダーを含む場合、バインダーとしては、公知の負極活物質用バインダーを用いることができる。

負極活物質層１５を負極集電体１４の面上に配置する方法としては、スラリー状の負極活物質組成物を塗布する方法のほかにも、負極活物質組成物を所定の形に圧縮成型した負極活物質成型体を負極集電体１４の面上に配置する方法等が挙げられる。

負極活物質成型体を負極集電体１４の面上に配置する方法の場合、所定の大きさの成型体を負極集電体１４の一方の面上に、長手方向に、所定の間隔を空けて配置していく。

またここで、正極集電体１１及び負極集電体１４の形状を共通のものとし、これら第１、第２の電極体２１，２２は同じ形状としておく。

ここで正極活物質層１２及び負極活物質層１５の層の厚さは、２００μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは５００μｍ以上、更に好ましくは１０００μｍ以上である。この厚さ以上であると、単位体積あたりの活物質量が多くなり、蓄電容量が大きい電池にできる。

次に、可撓性を有する第１のシート状外装材１６の平面上に、幅方向両側にヒートシールのための余白（Ｗ）をおき、長手方向の一方端側にはヒートシールのための余白Ｌ０，他方端側にもヒートシール用の余白Ｌ′をおいて（図２）、第１の電極体２１を、活物質を塗布した面を上にして積層して配置する（図１におけるＳ１２）。ここでヒートシールのための余白の大きさは、実験的に定めればよい。また第１の電極体２１の長手方向のいずれかの端部に、図２においてＥで示す導線を電気的に接続し、第１のシート状外装材１６の外まで導出する。

そしてこの第１の電極体２１上に、第１の電極体２１の平面を覆い隠す程度の大きさを有するセパレータ１３を積層して配置する（図１におけるＳ１３）。なお、本実施の形態の一例では、このセパレータ１３のシートは、少なくとも幅方向に、第１，第２の電極体２１，２２の平面よりも大きい（第１，第２の電極体２１，２２の面を内包する大きさの）ものとしておく。

次に、このセパレータ１３上の、第１の電極体２１に平面視で重なり合う位置に、活物質を塗布した面をセパレータ１３に向きあうようにして（活物質を塗布した面を下側として）、第２の電極体２２を積層して配置する（図１におけるＳ１４）。そして、この第２の電極体２２上に、第１のシート状外装材１６と同じ形状を有する第２のシート状外装材１７を、平面視で第１のシート状外装材１６と重なり合うように積層して配置する（図１におけるＳ１５）。このとき、第２のシート状外装材１７の、第２の電極体２２を配した位置の外周部分にも、ヒートシールのための余白が形成される。また第２の電極体２２の長手方向の一方端部に、導線Ｅｈを電気的に接続し、第１のシート状外装材１６の外まで導出する。このとき、第１の電極体２１から導出した導線Ｅｐと、第２の電極体２２から導出した導線Ｅｈとが電気的に接触しないように離しておく。具体的には、各導線Ｅｐ，Ｅｈを各電極体２１，２２の幅方向の各端側にそれぞれ振り分けて配することとする。

そしてさらに、第１のシート状外装材１６の側（図１における底面側）と第２のシート状外装材１７の側（図１における上面側）との双方の側から押圧して、図２に示した長手方向に対して活物質層が配置された部分の長さＬ１以上の間隔を空けて断続的に、第１，第２のシート状外装材１６，１７を幅方向に横断する溝（図３において３１として示す）を形成する（図１におけるＳ１６）。つまり、形成された溝３１の間隔（Ｌ″）は、Ｌ１＜Ｌ″＜Ｌ１＋２×Ｌ２であり、第１，第２の電極体２１，２２のうち、断続的に配置された正極活物質層１２及び負極活物質層１５が配置されていない部分に形成される。

本実施の形態において、図３に示す溝３１の形成は、例えば、予め複数の畝型を所定の間隔で配した一対の型を用い、これら一対の型をそれぞれ第１のシート状外装材１６の側と第２のシート状外装材１７の側との双方の側に配して、双方側から押圧することで行うことができる。これにより、第１，第２の電極体２１，２２上に配置された正極活物質層１２及び負極活物質層１５は上記溝３１で仕切られ、正極活物質層１２と負極活物質層１５とが積層された単電池体が複数個一列に配された状態となる。

次に、第１のシート状外装材１６の面と第２のシート状外装材１７の面の幅方向両端の対応する余白部分（第１，第２の電極体２１，２２が存在せず、セパレータ１３の端部を含む部分）をヒートシール等の方法で、セパレータ１３の幅方向の端部を第１のシート状外装材１６の底面側と第２のシート状外装材１７の平面側の双方から圧着して封止（シール）し、羽状のシール部３０を形成する。このシール部３０の幅、すなわちシールした部分の第１，第２のシート状外装材１６，１７の幅方向の長さは、予め定めた所定の幅としておく。また、第１のシート状外装材１６の面と第２のシート状外装材１７の面の長手方向両端の対応する余白部分（第１，第２の電極体２１，２２が存在しない部分）をヒートシール等の方法で、封止する。これにより、第１のシート状外装材１６と第２のシート状外装材１７が一体となって羽状のシール部３０（すなわち図２において幅Ｗ、Ｌ０及びＬ′を有する余白部分がシールされた部分）を有する外装が形成される。

なお、前記の溝３１を設ける操作を行った後に、余白部分をヒートシール等してシール部３０を形成する操作を行う例を説明したが、先にシール部３０を形成し、その後に溝３１を設ける操作を行ってもよい。その場合、溝３１を形成する際に正極活物質層１２と負極活物質層１５の一部が混ざることを防げるので好ましい。

次に、溝３１の形成位置に対応する位置で、第１のシート状外装材１６の側と第２のシート状外装材１７の側のいずれか一方の面側から、外装２５の幅方向両端にあるシール部３０を、型押し等の方法で畝型を押圧するなどして、シール部３０に、溝３１に隣接する凹み部３２を形成する（図１におけるＳ１７）。すなわち、すなわち外装２５のシール部分のうち、前記溝３１の延長線上に、第１のシート状外装材１６の側と第２のシート状外装材１７の側のいずれか一方から型等を押し当てることで溝部３１に隣接した凹み部３２を形成する。

次に、当該両端部のシール部分を、それぞれ凹み部３２を形成するために型を押し当てた方向と同じ方向（すなわち、凹み部３２が凹んでいる方向）に向け、外装２５の長手方向に沿って（細長状の電極体に沿って）Ｌ字に折り曲げる。これにより、外装２５は、凹み部３２の位置で電池の内側に向けて凹となる。

また、ここではＬ字折り曲げ前に、シール部３０に凹み部３２を形成しているが、Ｌ字に折り曲げた後に、シール部３０を幅方向両側から畝型を押圧するなどして、シール部３０に隣接する凹み部３２を形成してもよい。

ここで凹み部３２の幅は、シール部３０の外縁（すなわち、第１、第２のシート状外装材１６，１７の周縁部）が最も広く、外装材２５の幅方向の内側に向けて狭くなるテーパー状であってもよい。

なお、凹み部３２の形成方法は、畝型を押圧する例に限られず、凹み部３２（溝３１）に対応する位置で、シール部３０を第１，第２のシート状外装材１６，１７の幅方向の両側から型押し等の方法で押圧することで凹み部３２を形成してもよい。また、折り曲げる前に凹み部３２を形成することなく、シート部３０をＬ字に折り曲げた後に、溝３１の形成位置に対応する位置で、型押し等の方法で押圧して凹み部３２を形成してもよい。

本実施の形態の上記の製造方法によって製造された電池１０の例を図３に示す。本実施の形態に係る電池１０は、細長に形成された外装２５に内包される。また、この外装２５の長手方向の一方端側には単電池を含まず、導線Ｅｐ，Ｅｈを外装２５の外側まで導出する、長さＬ０のリード部２５ａが形成されている。さらに電池１０は、外装２５の長手方向に沿って断続的に、一列に配された複数の単電池部２６を有する。またこの外装２５は、互いに隣接する単電池部２６間の位置で、当該外装２５を幅方向に横断する溝３１が形成された状態にある。

またこの外装２５の幅方向両端はそれぞれ所定幅Ｗだけ圧着されて羽状のシール部３０が形成された状態にあり、また、各シール部３０はＬ字状に折り畳まれた状態となっている。またこのシール部３０は溝３１が形成された位置において、部分的に厚みが薄くなるように押圧変形され、溝３１の延長線上に凹み部３２が形成された状態にある。

この電池１０を、活物質が塗布された部分（単電池部）で破断した断面図を図４に例示する。図４に例示するように、本実施の形態の電池１０は、第１のシート状外装材１６と、第２のシート状外装材１７とを積層して外装２５が形成された状態にあり、これら第１のシート状外装材１６と第２のシート状外装材１７との間に、幅方向の端部がシール部３０に挟まれた状態にあるセパレータ１３と、このセパレータ１３によって仕切られた一対の空間にそれぞれ配された正極集電体１１及び負極集電体１４のそれぞれに活物質層を配置した第１，第２の電極体とを含んで構成される。

本実施の形態の電池１０を例えば第１のシート状外装材１６の面側から押圧して曲げる場合、この電池１０は、内包した電極体２１等には影響を与えることなく、溝３１の部分で変形する。そして、曲げ方向が、シール部３０をＬ字に折り曲げた方向に一致する場合には、溝３１と位置を合わせて形成した凹み部３２に、曲げに伴う力が集中するが、凹み部３２はシール部３０に型を押し当てることで形成されているため、シール部３０のうち凹み部３２の無い部分に比較して薄くなっており、また内側に向けて凹となる形状を有しているため、変形しやすく、力が集中してもシール部３０が破損することが無い。

また、Ｌ字に折り曲げられたシール部３０が、凹み部３２の部分で内側に向けてへこんでいるため、電池１０を、シール部３０のＬ字に折り曲げられた方向と逆方向に曲げた場合には、凹み部３２の部分が延びて曲げによって生じる力を緩和し、シール部３０の破損が防止される。凹み部３２を上記のテーパー状とすると、曲げによって生じる力を緩和する効果をさらに向上できる。

このように、本実施の形態の電池１０は、長手方向に亘って断続的に設けられた溝３１、及びシール部３０の凹み部３２とにより、可撓性を有することとなる。すなわちシール部３０は、羽状であるため、凹み部３２を形成しない場合は、シートに可撓性があっても変形しにくくなるが、凹み部３２が形成され、またＬ字状に折り曲げられた状態にあることで、シール部３０の可撓性が高められる。

この電池１０は、従って、例えば眼鏡型の電子機器のテンプルの部分等、曲げられる可能性のあるケース内に内蔵可能となる。例えば、眼鏡型の電子機器の着脱時のテンプルには曲げの力がかかるが、本実施の形態の電池１０は可撓性を有するためテンプルの内部に内蔵可能である。具体的に眼鏡のテンプルに内蔵させる場合、この電池１０の長手方向の少なくとも一方側（ヨロイ側の端部に向く側）に、正極集電体１１に電気的に接触する導線Ｅｐと、負極集電体１４に電気的に接触する導線Ｅｈとを導出し、これら導線Ｅｐと導線Ｅｈとの間に、長手方向に端部からｌ（ｌ＜Ｌ０）だけ延びる切り欠き（スリット）２５ｃを形成しておく（図５）。

またこの例では、テンプルのヨロイ側端部に、このスリット２５ｃに嵌まり合う絶縁体の凸部を形成し、この凸部を挟んでヨロイ側に導線Ｅｐ，Ｅｈを導出する。この凸部により、テンプルの変形によって導線Ｅｐ，Ｅｈが互いに接触してしまうことがない。

［ガス溜まり部の形成］
また、本実施の形態の電池１０では、図３において示すリード部２５ａに、ヒートシールされていない状態にあり、その周囲をヒートシールされた状態となっているガス溜まり部２７を、図６に例示するように、有してもよい。なお、図６では、スリット２５ｃが形成された状態としているが、スリット２５ｃは、必ずしも必要ではない。

このようなガス溜まり部２７は、第２のシート状外装材１７を積層する工程で、リード部２５ａとなるべき部分に、いずれの第１，第２のシート状外装材１６，１７のいずれの端部からも離れた位置で、第１，第２のシート状外装材１６，１７のそれぞれの面から外側へ所定形状（例えば矩形状）に凸となるよう押圧変形して形成する。そして、リード部２５ａのうち、このガス溜まり部２７からリード部２５ａの各端までの外周部分、及び、ガス溜まり部２７と、第１，第２の電極体２１，２２を配した位置までの範囲のうち、リード部２５ａの幅方向中央部の所定幅部分（以下、連通部２８と呼ぶ）を残した、両端側の所定範囲を、真空中でヒートシールして封止する。

このようにして形成された状態の電池１０によると、電池１０の使用中に単電池部２６から発生したガスが、ヒートシールされていない連通部２８を介してガス溜まり部２７に流入し、ガス溜まり部２７に蓄積されるため、ガス溜まり部２７が変形するだけで、外装２５全体の変形を抑制できる。

このガス溜まり部２７は、外装２５の長手方向両端に形成されてもよい。

また、本実施の形態の一例では、電池１０の第１の電極体２１から引き出される導線Ｅｐと、第２の電極体２２から引き出される導線Ｅｈはそれぞれ、外装２５の長手方向の相異なる端部から、外装２５の外側へ導出されてもよい。

さらに、ここまででは、第１のシート状外装材１６、第１の電極体２１、セパレータ１３、第２の電極体２２、第２のシート状外装材１７をこの順で積層して、外周を圧着し、封止することで電池１０を製造する例について説明したが、本実施の形態の製造方法は、必ずしもこれに限られない。

すなわち本実施の形態のある例では、第１の電極体２１を、活物質を塗布した面が外向きとなるようにして第１のシート状外装材１６の面上に配した第１の電極シートと、第２の電極体２２を、活物質を塗布した面が外向きとなるようにして第２のシート状外装材１７の面上に配した第２の電極シートとをする。

そして、これら第１，第２の電極シートを、セパレータ１３を挟んで活物質が対向するように積層し、外周を圧着して封止することとしてもよい。

１０ 電池、１１ 正極集電体、１２ 正極活物質、１３ セパレータ、１４ 負極集電体、１５ 負極活物質、１６ 第１のシート状外装材、１７ 第２のシート状外装材、２０ 単電池体、２１ 第１の電極体、２２ 第２の電極体、２５ 外装、２５ａ リード部、２５ｃ スリット、２６ 単電池部、２７ ガス溜まり部、２８ 連通部、３０ シール部、３１ 溝、３２ 凹み部。

Claims (6)

1. 第１及び第２の集電体上に電極活物質層を配置した細長状の第１、第２の電極体がセパレータを介して積層配置される電池の製造方法であって、
   前記電極活物質層は、第１及び第２の集電体上に所定の間隔を空けて複数配置され、
   細長平板状に加工され、かつ可撓性を有する第１のシート状外装材上に配置された前記第１の電極体と、
   前記第１の電極体上に配置されたセパレータと、
   前記セパレータ上に配置された前記第２の電極体と、
   前記第２の電極体上に配置され、細長平板状に加工され、かつ可撓性を有する第２のシート状外装材からなる積層体において、
   前記第１のシート状外装材の面と第２のシート状外装材の面との双方に、前記電極活物質層の間隔にあわせた位置で前記第１，第２のシート状外装材のそれぞれを幅方向に横断する溝を形成する工程と、
   前記第１のシート状外装材と第２のシート状外装材幅方向両端を、シールしたシール部を形成する工程と、
   前記シール部に、前記第１，第２のシートの幅方向において前記の溝の延長線上となる位置に凹み部を、前記第１，第２のシートの長手方向に前記の溝と同じ間隔をおいて形成する工程と、
   を有する電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記溝は、前記第１のシートの面と第２のシートの面との双方から、畝型を押圧して形成する電池の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の電池の製造方法であって、
   前記凹み部は、前記第１，第２のシートのいずれかの面側から、畝型を押圧して形成する電池の製造方法。
4. 細長に形成された第１，第２のシート状の外装に内包され、一列に配された複数の単電池部と、
   前記外装が、互いに隣接する前記単電池部間の位置で、当該外装を幅方向に横断する溝が形成された状態にあり、
   前記外装の幅方向両端がそれぞれ所定幅だけ圧着されたシール部を有し、
   前記シール部に、前記第１，第２のシート状の外装の幅方向おいて前記の溝の延長線上となる位置に凹み部が形成された状態にあって、
   前記シール部が外装の幅方向においてＬ字型に折り曲げられた状態にある電池。
5. 請求項４に記載の電池であって、
   前記凹み部は、少なくとも前記溝の延長線上に形成された状態にある電池。
6. 請求項４または５に記載の電池であって、
   前記外装の長手方向の少なくとも一方端部に、ガス溜まり部を有してなる電池。
   
   

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