WO2005036674A1 - フィルム外装電池およびフィルム外装電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

　フィルム外装電池１の外装体フィルム２ａ、２ｂの熱融着された接合部には厚さｔ１の平坦面６’と、厚さｔ２の溝６とが形成されている。溝６は、この溝６を角部にして辺２ｃを収納部２ａ１側に折り曲げてフィルム外装電池１の投影面積を小さくするためのものであり、平坦面６’よりΔｔ＝ｔ１−ｔ２だけ薄く形成されている。このため、厚さｔ１の部分を折り曲げた場合に比べて外装体フィルム２ａ、２ｂの外周側６ａの伸びが少なくなる。

Description

明 細 書

フィルム外装電池およびフィルム外装電池の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、可撓性を有する外装材に電池要素を収納したフィルム外装電池および フィルム外装電池の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯機器等の電源としての電池には、軽量化、薄型化が強く要求されている 。そこで、電池の外装材に関しても、軽量化、薄型化に限界のある従来の金属缶に 代わり、さらなる軽量化、薄型化が可能であるラミネートフィルムが使用されるようにな つてきた。このラミネートフィルムは、金属缶に比べて自由な形状を採ることが可能で 、金属薄膜フィルム、または金属薄膜と熱融着性榭脂フィルムとを積層してなるもの である。

[0003] 電池の外装材に用いられるラミネートフィルムの代表的な例としては、金属薄膜で あるアルミニウム薄膜の片面にヒートシール層である熱融着性榭脂フィルムを積層す るとともに、他方の面に保護フィルムを積層した 3層ラミネートフィルムが挙げられる。

[0004] 外装材にラミネートフィルムを用いたフィルム外装電池は、一般に、正極、負極、お よび電解質等で構成される電池要素を、熱融着性榭脂フィルムが内側になるようにし て外装材で包囲し、電池要素の周囲で外装材を熱融着することによって電池要素を 気密封止（以下、単に封止という）している。熱融着性榭脂フィルムには、例えばポリ エチレンフィルムやポリプロピレンフィルムが用いられ、保護フィルムには、例えばナ ィロンフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる。

[0005] なお、電池要素としては、リチウム電池やニッケル水素電池などの化学電池のほか に、キャパシタのような蓄電機能を持ったものも、ラミネートフィルムを外装材として用 いられる。

[0006] フィルム外装電池は、電池要素の正極および負極を外装材の外部へ引き出すため に、正極および負極にはそれぞれリード端子が接続され、これらリード端子を外装材 力も突出させている。電池要素へのリード端子の接続は、電池要素の封止に先立つ て、超音波溶接などによって行われる。また、電池要素の封止は、 2枚の外装材で電 池要素を挟み、外装材の周縁部を熱融着する。外装材の熱融着は、まず、外装材の 3辺を先に熱融着して袋状にする。その後、外装材の内部から空気を排気することで 外装材の内部を真空にし、大気圧によって外装材を電池要素に密着させ、この状態 で残りの 1辺を熱融着する。

[0007] 電池要素がある程度の厚みを持っている場合には、一方の外装材を、電池要素を 収納し易いように、深絞り成形によって鍔付きの容器状に形成しておき、この容器状 に形成した外装材を電池要素の上から被せ、鍔部を熱融着により接合することが一 般に行われている。

[0008] フィルム外装電池内部への外部の水分等の浸入や、フィルム外装電池内部の電解 液等の外部への逸散を防ぐため、外装体フィルムにはバリア層としてアルミニウムな どの金属薄膜が用いられているが、電池要素周囲の接合部の端部は熱融着榭脂フ イルム層が露出するため、榭脂そのものの分子輸送現象に基づくリークパスの原因と なってしまう。そこで、フィルム外装電池の封止信頼性向上のためには、接合部の幅 を広くして透過経路を長くし、抵抗を大きくすることによってリークを減少させることが 可能である力 そのためにフィルム外装電池の投影面積が大きくなるという問題があ つた。そこで、接合部を電池要素収納部側に折り曲げて投影面積を小さくすることが 特開 2002— 25514号公報にぉ 、て提案されて！ヽる。

発明の開示

[0009] し力しながら、上述した従来のフィルム外装電池の接合部の折り曲げは、ラミネート フィルムの厚みによって折り曲げの内側と外側でフィルムの伸びが異なるため、外側 の層が伸びに追随しきれないために、折り曲げ部分にクラックなどのダメージが生じ てしまうことがあるという問題があった。以下に、この現象について図 1、図 2および図 3を参照して説明する。

[0010] 例えば図 1に示すように、フィルム外装電池 101は投影面積を小さくするために、対 向する 2辺の接合部を電池要素収納部側に略直角に折り曲げられた形状を有してい る。図 2に示す折り曲げ前の接合部付近の断面図のように、ラミネートフィルムを構成 する保護フィルム 102c、金属薄膜 102d、熱融着製榭脂フィルム 102eの各層とも接 合部の厚みの変動はほとんどない。

[0011] しかし、図 3に示すように、この接合部を根元から略直角に電池要素収納部側に折 り曲げると、折り曲げ部の外周側 106aの層が薄く引き延ばされ、クラックが発生する 原因となる恐れがある。金属薄膜 102d層にクラックが発生すると、そのクラックを通し てのリークパスが発生し、そのクラックからの電池内部への短 、透過経路ができてし まい、フィルム外装電池 101としての性能や信頼性が損なわれる恐れがある。

[0012] 以上の課題を解決するため本発明は、接合部を折り曲げる際に生じる外装材の損 傷を防止することが可能な、可撓性を有する外装材に電池要素を収納したフィルム 外装電池およびフィルム外装電池の製造方法を提供することを目的とする。

[0013] 上記目的を達成するために本発明のフィルム外装電池は、正極と負極を対向させ た構造を有する電池要素と、少なくとも熱融着性榭脂層と金属薄膜層とが積層され、 前記熱融着性榭脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着 されることで前記電池要素を封止する外装体フィルムを有し、前記接合部の少なくと も 1辺が折り曲げられて 、るフィルム外装電池にぉ 、て、接合部に少なくとも 1つの折 り曲げ部が形成されており、折り曲げ部の厚みが、接合部における折り曲げ部の周囲 の厚みよりも薄 、ことを特徴とする。

[0014] 上記のとおり構成された本発明のフィルム外装電池は、接合部に厚みが薄くなつて いる折り曲げ部が形成されている。すなわち、折り曲げ部はその厚みが薄くなつてい るので、折り曲げ部にて折り曲げた際に折り曲げの外周側が過度に引き延ばされな い。このため、外装体フィルムの引き延ばしによるクラックの発生を防止することがで きる。また、折り曲げ部が存在することにより、曲げる位置が確定するため、不都合な 位置を折り曲げてしまうことがない。これにより、折り曲げ後のフィルム外装電池の寸 法を揃えることが容易となる。

[0015] また、本発明のフィルム外装電池は、折り曲げ部が溝であってもよいし、接合部の 少なくとも一方の面に溝が形成されて 、るものであってもよ!/、。

[0016] また、本発明のフィルム外装電池は、接合部に複数の折り曲げ部が形成されており 、各折り曲げ部毎に接合部が折り曲げられているものであってもよい。

[0017] 本発明のフィルム外装電池は、正極と負極を対向させた構造を有する電池要素と、 少なくとも熱融着性榭脂層と金属薄膜層とが積層され、熱融着性榭脂層を内側にし て電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで電池要素を封止する外装 体フィルムを有し、接合部の少なくとも 1辺が折り曲げられているフィルム外装電池に おいて、接合部に複数の折り曲げ部が形成されており、折り曲げ部の厚みが、接合 部における折り曲げ部の周囲の厚みよりも薄く、折り曲げ部が接合部の少なくとも一 方の面に形成された溝であり、各折り曲げ部毎に接合部が折り曲げられていることを 特徴とする。

[0018] また、本発明のフィルム外装電池は、電池要素が、化学電池、キャパシタのいずれ かであってもよい。

[0019] 本発明のフィルム外装電池の製造方法は、内部に電池要素を収納している外装体 フィルムの、電池要素の周辺に形成されている接合部の少なくとも 1つが折り曲げら れているフィルム外装電池の製造方法において、接合部に、接合部における周囲の 厚みよりも薄い、少なくとも 1つの折り曲げ部を形成する工程と、接合部を折り曲げ部 にて折り曲げる工程とを含むことを特徴とする。

[0020] 上記のとおり構成された本発明のフィルム外装電池は、接合部に、厚みが薄くなつ ている折り曲げ部を形成する。このため、折り曲げに要する力が軽減される。また、折 り曲げ部が存在することにより曲げる位置が確定するため、不都合な位置を折り曲げ てしまうことがない。これにより、折り曲げ後のフィルム外装電池の寸法を揃えることが 容易となる。さらには、折り曲げ部にて折り曲げた際に折り曲げの外周側が過度に引 き延ばすことがないので、外装体フィルムの引き延ばしによるクラックが発生しにくい、 信頼性のあるフィルム外装電池を製造することができる。

[0021] また、本発明のフィルム外装電池の製造方法は、接合部の少なくとも一方の面を、 凸部を有する部材で押圧することで折り曲げ部を形成する工程を含むものであっても よいし、熱融着性を有する外装体フィルムの接合部を、部材による加熱および押圧に より熱融着して接合する工程を含むものであってもよ 、。

[0022] また、本発明のフィルム外装電池の製造方法は、電池要素として、化学電池、キヤ ノ ンタの 、ずれかを用意する工程を含むものであってもよ!/、。

[0023] 以上説明したように本発明は、外装体フィルム接合部の折り曲げられる部分を薄く 形成しているため、折り曲げ作業が容易になり、また折り曲げた際の外周側の伸びが 少なくなるため、外装材の損傷を防止できる。本発明は、これにより、接合部の途中 にクラックが入って電池内部への短い透過経路ができるのを防止でき、また、水分浸 入や電解液逸散が加速してしまうのを防止できるので、電池の性能や信頼性を向上 させることがでさる。

図面の簡単な説明

[図 1]従来のフィルム外装電池の斜視図である。

[図 2]図 1に示したフィルム外装電池の長辺接合部の折り曲げ前の断面図である。

[図 3]図 1に示したフィルム外装電池の長辺接合部の断面図である。

圆 4]本発明の第 1の実施形態によるフィルム外装電池の斜視図である。

[図 5]図 4に示したフィルム外装電池の分解斜視図である。

圆 6]図 4に示したフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図である

[図 7]図 4に示したフィルム外装電池の長辺接合時の状態を示す断面図である。

[図 8]図 4に示したフィルム外装電池の長辺接合部の折り曲げ前の断面図である。

[図 9]図 4に示したフィルム外装電池の長辺接合部の断面図である。

[図 10]本発明の第 2の実施形態によるフィルム外装電池の斜視図である。

[図 11]図 10に示したフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図で ある。

[図 12]図 10に示したフィルム外装電池の分解斜視図である。

[図 13]本発明の第 2の実施形態による他のフィルム外装電池の斜視図である。

[図 14]図 13に示したフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図で ある。

[図 15]図 13に示したフィルム外装電池の分解斜視図である。

[図 16]本発明の第 3の実施形態によるフィルム外装電池の斜視図である。

[図 17]図 16に示したフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図で ある。

[図 18]本発明の第 3の実施形態による他のフィルム外装電池の斜視図である。 [図 19]図 18に示したフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図で ある。

[図 20]本発明の実施例における電池要素の構成を示す分解斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 次に、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

[第 1の実施形態]

図 4は本発明の第 1の実施形態によるフィルム外装電池の外観を示す斜視図、図 5 は図 4に示すフィルム外装電池の構成を示す分解斜視図、図 6は図 4に示すフィルム 外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図である。なお、図 5には、本発明 の特徴である溝が形成されて 、な 、状態のフィルム外装電池を示して 、る。

[0026] 図 5に示すように、本実施形態のフィルム外装電池 1は、セパレータ 10を介して積 層された正極電極板 8および負極電極板 9を有する積層型の電池要素 5 (図 20参照 )と、電池要素 5を電解液とともに収納する矩形形状の外装体フィルム 2a、 2bと、電池 要素 5の正極体および負極体のそれぞれに接続された正極リード端子 3および負極 リード端子 4とを有する。

[0027] 外装体フィルム 2a、 2bとしては、金属薄膜と熱融着性榭脂とを積層したラミネートフ イルムなど、フィルム外装電池に一般に用いられる周知の外装材を用いることができ る。本実施形態の外装体フィルム 2a、 2bは保護フィルム 2f、金属薄膜 2dおよび熱融 着性フィルム 2eが積層してなる（図 8参照)ものである。

[0028] この外装体 2aは電池要素 5を収納するための収納部 2alが形成されている。収納 部 2alは、例えば深絞り成形によって形成されるものであってもよい。電池要素 5は、 外装体 2aの収納部 2alに収納され、外装体フィルム 2bとともに電池要素 5を上下か ら挟んで包囲し、これら外装体フィルム 2a、 2bの周縁部を熱融着することで封止され る。この際、外装体フィルム 2a、 2bは、その 3辺をまず熱融着して袋状にしておく。袋 状となった外装体フィルム 2a、 2bは、その中に電解液を注液後、開放している残りの 1辺から内部の空気力 S排気される。袋状の外装体フィルム 2a、 2bは、その後、残りの 1辺を熱融着することで気密封止される。

[0029] 外装体フィルム 2a、 2bは、図 7の接合部熱融着時の断面図に示す、凸部 7aおよび 平坦部 7bを有する熱融着ヘッド 7を用いて熱融着がなされる。熱融着ヘッド 7は、図 7に示すように、外装体フィルム 2a、 2bを両側から挟み込んで熱融着する。図 8に熱 融着後の接合部の一部断面図を示す。平坦部 7bによって熱融着された部分は厚さ t の平坦面 6 'として形成され、凸部 7aによって熱融着された部分は厚さ tの溝 6として

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形成される。すなわち、外装体フィルム 2a、 2bの溝 6の部分は、平坦面 6，より A t=t tだけ薄くなる。溝 6は、図 6に示すように、正極リード端子 3および負極リード端子 4

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が突出していない、向かい合う 2つの長辺である辺 2cに形成されている。この溝 6は、 辺 2cを収納部 2al側に折り曲げてフィルム外装電池 1の投影面積を小さくするため の折り曲げ部である。

[0030] 本実施形態のフィルム外装電池 1の場合、辺 2cに、平坦面 6 'よりも A tだけ薄くなつ た部分である溝 6を折り曲げることで、折り曲げに要する力が軽減される。また、溝 6が 存在することにより曲げる位置が確定するため、不都合な位置を折り曲げてしまうこと がない。これにより、折り曲げ後のフィルム外装電池 1は、その寸法を揃えることが容 易となる。

[0031] また、本実施形態によれば、以上のように作業性を向上させる効果がある他、溝 6 が平坦面 6 'よりも A tだけ薄い厚さ tとなっているため、厚さ tの部分を折り曲げた場

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合に比べて外装体フィルム 2a、 2bの外周側 6aの伸びを少なくすることができる。この ため、本実施形態は、折り曲げた部分の外周側 6aの過度の引き延ばしによるクラック の発生を防止することができ、信頼性を向上させることができる。

[0032] 以上のように、辺 2cに溝 6を形成した本実施形態のフィルム外装電池 1は、折り曲 げ作業性が向上すること、寸法を揃えられること、さら〖こは、フィルム外装電池 1として の信頼性を向上させることができる。

[0033] なお本実施形態では、対向する 2つの辺 2cに溝 6を形成して折り曲げる構成を示し た力 溝 6の形成は任意の 1辺以上としてもよい。また、溝 6は辺の長さすべてに渡つ て形成されてなくても良ぐ例えば辺の端部には形成しなくても良い。また、正極リー ド端子 3と負極リード端子 4は異なる 2辺以上力も突出させてもよい。また、接合部の 折り曲げは電池要素 5収納部とは反対側に略 180° 折り曲げるなど、任意の方向や 角度としても良い。また、本実施形態は、辺 2cの両面に凸部 7aを有する熱融着へッ ド 7により溝 6を形成した例を示した力 片面のみに形成するものであってもよい。

[第 2の実施形態]

次に、図 10—図 15を用いて本発明の第 2の実施形態によるフィルム外装電池に関 して説明する。なお、本実施形態のフィルム外装電池の基本的構造、溝の形成方法 および構造は第 1の実施形態でフィルム外装電池と同様であるため、詳細の説明は 省略する。

[0034] 第 1の実施形態は、 2枚の外装体フィルムで電池要素を収納し、その周囲 4辺を熱 融着して封止する構成を示したが、本実施形態のフィルム外装電池 11、 21は、 1枚 の外装体フィルム 12、 22を折り曲げて電池要素 15、 25を収納し、周囲 3辺を熱融着 して封止している。

[0035] 図 10—図 12の例は、外装体フィルム 12を折り曲げてなる辺に対向する 1辺に溝 16 を形成し、その接合部を電池要素 15を収納して 、る収納部 12al側に折り曲げて 、 る。図 10はフィルム外装電池の外観を示す斜視図であり、図 11は図 10に示すフィル ム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図であり、図 12は図 10に示すフ イルム外装電池の構成を示す分解斜視図である。

[0036] 図 10—図 12に示すフィルム外装電池 11は、図 12の分解斜視図に示すように外装 体フィルム 12が、正極リード端子 13および負極リード端子 14が突出している辺に隣 接する辺 12c 'の折り返し部 12'にて折り曲げられている。このフィルム外装電池 11 は、図 11に示すように折り返し部 12'以外の 3辺が熱融着により接合されており、折り 返し部 12'に対向する辺 12cにのみ溝 16が形成されている。この溝 16の形成方法 および構成は第 1の実施形態で示した方法と基本的に同様である。フィルム外装電 池 11も、溝 16に沿って辺 12cが収納部 12al側に折り曲げられることで、図 10に示 す、 1辺だけが折り曲げられたフィルム外装電池 11となる。

[0037] 一方、図 13—図 15の例は、外装体フィルム 22を折り曲げてなる辺と対向する辺と に正極リード端子 23および負極リード端子 24の突出部を設け、その他の 2辺に溝 26 を設けて、これらその他の 2辺を折り曲げている。その他の構成は、第 1の実施形態と 同様であるので、その説明は省略する。図 13はフィルム外装電池の外観を示す斜視 図であり、図 14は図 13に示すフィルム外装電池の接合部折り曲げ前の状態を示す 斜視図、図 15は図 13に示すフィルム外装電池の構成を示す分解斜視図である。

[0038] 図 13—図 15に示すフィルム外装電池 21は、図 15の分解斜視図に示すように、外 装体フィルム 22が、正極リード端子 23および負極リード端子 24が突出している辺に 対向する辺 22c 'の折り返し部 22'にて折り曲げられている。フィルム外装電池 21は、 図 14に示すように折り返し部 22'以外の 3辺が熱融着により接合されている。そして この辺 22c'と、正極リード端子 23および負極リード端子 24が突出する辺以外の 2つ の辺 22cのそれぞれに溝 26が形成されて ヽる。これら溝 26の形成方法および構成も 第 1の実施形態で示した方法と基本的に同様である。フィルム外装電池 21も、溝 26 に沿って各辺 22cが収納部 22al側に折り曲げられることで、図 13に示すように第 1 の実施形態のフィルム外装電池 1と同様 2辺が折り曲げられたフィルム外装電池 21と なる。

[0039] 以上、辺 12c、辺 22c〖こ溝 16、 26が形成された本実施形態のフィルム外装電池 11 、 21は、第 1の実施形態のフィルム外装電池 1と同様に、折り曲げ作業性の向上およ び寸法を揃えることができる。

[0040] また、本実施形態のフィルム外装電池 11、 21は、 1枚の外装体フィルム 12、 22を 折り曲げて電池要素を収納することで、 2枚の外装体フィルムを用いて電池要素を収 納したときと比べて、リークパスとなりうる熱融着性榭脂フィルム 2eの露出する辺を減 らすことができ、外部水分の浸入や電解液の逸散によるフィルム外装電池 11、 22の 性能や信頼性の低下をより防止することができる。

[0041] なお、本実施形態においても、溝は辺の長さすべてに渡って形成されてなくても良 ぐ例えば辺の端部には形成しなくてもよい。また、本実施形態のフィルム外装電池 は、正極リード端子と負極リード端子を異なる 2辺以上力も突出させてもよい。また、 接合部の折り曲げは電池要素収納部とは反対側に略 180° 折り曲げるなど、任意の 方向や角度としても良い。また、溝 16、 26は両面への形成、あるいは片面のみへの 形成の 、ずれであってもよ 、。

[第 3の実施形態]

次に、図 16—図 19を用いて本発明の第 3の実施形態によるフィルム外装電池に関 して説明する。なお、本実施形態のフィルム外装電池の基本的構造、溝の形成方法 および構造は第 1の実施形態でフィルム外装電池と同様であるため、詳細の説明は 省略する。

[0042] 本発明の第 3の実施形態によるフィルム外装電池は、外装体フィルムの熱融着部を 複数回折り返してフィルム外装電池の投影面積をより小さくしたものであり、図 16およ び図 17には 1つの辺に溝が 2本形成された例を、また、図 18および図 19には 1つの 辺に溝が 3本形成された例をそれぞれ示す。

[0043] 図 16は、本発明の第 3の実施形態による、 1つの辺に溝が 2本形成されたフィルム 外装電池の外観を示す斜視図であり、図 17は、図 16に示すフィルム外装電池の接 合部折り曲げ前の状態を示す斜視図である。

[0044] 図 17に示すように、正極リード端子 33および負極リード端子 34が突出していない 2 つの辺 32cにはそれぞれ 2本の溝 36a、 36bが略平行に形成されている。溝 36aは 上述した各実施形態と同様に辺 32cを収納部 32al側に折り曲げるためのものである 。溝 36aよりも外側に形成された溝 36bは、溝 36aを角部にして折り曲げて立てた辺 3 2cをさらに折り返すためのものである。すなわち、溝 36bは、山状に折り曲げられた 辺 32cの頂部に位置することとなる。フィルム外装電池 31は、これら溝 36a、 36bに沿 つて辺 32cを折り曲げているので投影面積がより小さくなる。

[0045] 一方、図 18は、本発明の第 3の実施形態による、 1つの辺に溝が 3本形成されたフ イルム外装電池の外観を示す斜視図であり、図 19は、図 18に示すフィルム外装電池 の接合部折り曲げ前の状態を示す斜視図である。

[0046] 図 18に示すように、正極リード端子 43および負極リード端子 44が突出していない 2 つの辺 42cにはそれぞれ 3本の溝 46a、 46b、 46cが略平行に形成されている。溝 46 aは上述した各実施形態と同様に辺 42cを収納部 42al側に折り曲げるためのもので ある。溝 46aよりも外側に形成された溝 46b、 46cは、互いに近接して形成されており 、溝 46aを角部にして折り曲げて立てた辺 42cをさらに折り返すためのものである。す なわち、本例も辺 42cを山状に折り返すわけである力 図 16および図 17に示した例 のように 1箇所で 180° 近く折り曲げるのではなぐ溝 46b、 46cの 2箇所をそれぞれ 90° 近くで折り曲げることで、鋭角な折り曲げによる外装体フィルムへのダメージをよ り低減して ヽる。フイノレム外装電池 41も、これら溝 46a、 46b、 46c【こ ί¾つて辺 42cを 折り曲げているので投影面積がより小さくなる。

[0047] 以上、辺 32cに溝 36a、 36b、辺 42cに溝 46a、 46b、 46cが形成された本実施形 態のフィルム外装電池 31、 41は、第 1の実施形態のフィルム外装電池 1と同様に、折 り曲げ作業性の向上、寸法を揃えることおよびフィルム外装電池としての信頼性を向 上させることができる。

[0048] また、本実施形態のフィルム外装電池は、外装体フィルム 32、 42を山状に折り曲げ て電池要素を収納することで投影面積がより小さくなる。

[0049] なお、本実施形態においても、溝は辺の長さ全てに渡って形成されてなくても良く、 例えば辺の端部には形成しないものであってもよい。また、正極リード端子と負極リー ド端子は異なる 2辺以上力も突出させてもよい。また、接合部の折り曲げは電池要素 収納部とは反対側に折り曲げるなどしてもよぐ形成する溝の本数は 3本以上であつ てもよい。

[0050] また、上述した各実施形態では、折り曲げ部をいわゆる溝形状のものとしたが、折り 曲げ部の厚みが、折り曲げ部以外の接合部の厚みよりも薄ければどのような形状で あってもよい。例えば、折り曲げ部はなだらかな凹形状であってもよい。

[0051] また、上述した各実施形態では、溝が、折り曲げの外周側と内周側の溝形状が概 ね同形状のものを一例に示したがこれに限定されるものではなぐ外周側の溝と内周 側の溝の断面形状が異なるものであってもよい。例えば、外周側の溝の底部を内周 側より広く形成する、あるいはその逆であってもよい。また、各実施形態では、両面が 凹形状の溝を例に示したがこれに限定されるものではなぐ折り曲げの外周側、ある いは内周側の 、ずれか一方のみが凹形状となって 、るものであってもよ!/、。

[0052] [実施例]

次に、本発明の具体的な実施例について、上述した第 1の実施形態のフィルム外 装電池 1を例に挙げて、第 1の実施形態の説明に用いた図を参照しつつ説明する。

[0053] 〈正極の製作〉

本実施例では、スピネル構造を持つマンガン酸リチウム粉末、炭素質であって導電 性を付与する材料、およびポリフッ化ビ-リデンを 90： 5： 5の質量比で N—メチルピロ リドン (NMPと表すことがある）に混合分散、攪拌してスラリーとした。 NMPの量はス ラリーが適当な粘度になるように調整した。このスラリーは、ドクターブレードを用いて

、正極電極板 8となる厚さ 20 /z mのアルミニウム箔の片面に均一に塗布された。塗布 時には、わずかに未塗布部（アルミニウム箔が露出している部分）が筋状にできるよう にした。次に、このスラリーが塗布されたアルミニウム箔を 100°Cで 2時間真空乾燥し た。その後、アルミニウム箔のもう一方の面にも同様に、スラリーを塗布し、真空乾燥 させた。この際、表裏の未塗布部が一致するようにスラリーの塗布を行った。

[0054] このようにして両面に活物質を塗布したアルミニウム箔をロールプレスした。これを、 活物質の未塗布部を含めて矩形に切り出し、正極電極板 8とした。活物質の未塗布 部は片側の一部を矩形に残した他は切り取り、残った部分をタブ部とした。

[0055] 〈負極の製作〉

アモルファスカーボン粉末、ポリフッ化ビ-リデンを 91： 9の質量比で NMPに混合、 分散、攪拌してスラリーとした。 NMPの量はスラリーが適当な粘度になるように調整し た。このスラリーを、ドクターブレードを用いて、負極電極板 9となる厚さ 10 mの銅箔 の片面に均一に塗布した。塗布時には、わずかに未塗布部 (銅箔が露出している部 分）が筋状にできるようにした。次に、このスラリーが塗布されたアルミニウム箔を 100 °Cで 2時間真空乾燥した。なお、このとき負極電極板 9の単位面積あたりの理論容量 と正極電極板 8の単位面積あたりの理論容量が 1： 1となるように、活物質の塗布厚を 調整した。その後、銅箔のもう一方の面にも同様に、スラリーを塗布し、真空乾燥した

[0056] このようにして両面に活物質を塗布した銅箔をロールプレスした。これを正極電極 板 8のサイズよりも縦横 2mmずつ大き 、サイズに、未塗布部を含めて矩形に切り出し 、負極電極板 9とした。活物質の未塗布部は片側の一部を矩形に残した他は切り取り 、残った部分をタブ部とした。

[0057] 〈電池要素の製作〉

上記のようにして作製した正極電極板 8と負極電極板 9、およびポリプロピレン層 Z ポリエチレン層 Zポリプロピレン層の三層構造を持つマイクロポーラスシートからなる セパレータ 10を図 20に示すように交互に積層した。この際、最も外側の電極板は負 極電極板 9となるようにし、その負極電極板 9のさらに外側にセパレータ 10を設置し た（つまり、セパレータ Z負極電極板 Zセパレータ Z正極電極板 Zセパレータ ζ· · · • · ·Ζ負極電極板 Ζセパレータ、という順番に積層した)。

[0058] 次いで、正極電極板 8のタブ部と、厚さ 0. 1mmのアルミニウム板からなる正極リー ド端子 3とを一括して超音波溶接し、正極集電部とした。同様に、負極電極板 9のタ ブ部と、厚さ 0. 1mmのニッケル板力 なる負極リード端子 4とを一括して超音波溶接 し、負極集電部とした。

[0059] 〈電池要素の封止〉

外装材としては、ナイロン層 Zアルミニウム層 Z酸変性ポリプロピレン層 Zポリプロ ピレン層の四層構造を持つアルミラミネートフィルムである 2枚の外装体フィルム 2a、 2bを用いた。外装体フィルム 2aに、深絞り成形によってポリプロピレン層側が凹状と なるように、電池要素 5より一回り大きい凹部を形成することで収納部 2alとした。

[0060] 上記の電池要素 5を、正極リード端子 3および負極リード端子 4のみが外装体フィル ム 2a、 2bから突出するように、 2枚の外装体フィルム 2a、 2bを重ね合わせて電池要 素 5を収納させて、外装体フィルム 2a、 2bの周囲 3辺を熱融着によって接合した。リ ード端子が突出する辺と隣接する 2つの対向する長辺は、図 7に示すように熱融着へ ッド 7の融着部表面に凸部を有する熱融着装置を用いて熱融着し、図 6の斜視図お よび図 8の断面図に示す溝 6を有する接合部を得た。

[0061] 次に、接合していない残りの 1辺から、電池要素 5を収納した外装体フィルム 2a、 2b の内部に電解液を注入した。

[0062] 電解液は、 ImolZリットルの LiPFを支持塩とし、プロピレンカーボネートとェチレ

6

ンカーボネートの混合溶媒 (質量比 50： 50)を溶媒とするものを用いた。電解液の注 入後、外装体フィルム 2a、 2bの開放した残りの 1辺から内部の空気を排気し、残りの

1辺を熱融着することによって電池要素 5を封止した。

[0063] 最後に、図 9の断面図に示すように、溝 6が角部となるように接合部を収納部 2al方 向に略直角に折り曲げることで、ラミネートフィルム力 なる外装体を有するリチウム二 次電池であるフィルム外装電池 1が作製された。

[0064] 以上、代表的な幾つかの実施形態、および具体的な実施例を挙げて本発明を説 明したが、本発明はこれらに限定されるものではなぐ本発明の技術的思想の範囲 内において適宜変更され得ることは明らかである。

[0065] 例えば、可撓性を有する外装材として、金属薄膜と熱融着性榭脂とのラミネートフィ ルムを用いた力 電池要素を封止するのに十分なバリア性を有するものであれば他 の材料を用いることもできる。

[0066] また、電池要素としては、正極板と負極板とを交互に積層した積層型のものを例に 挙げたが、本発明は捲回型にも適用することができる。また、電池要素としてリチウム 二次電池の電池要素を例にして説明した力 ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム 電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類 の化学電池の電池要素、さらにはキャパシタ要素などにも適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 正極と負極を対向させた構造を有する電池要素と、少なくとも熱融着性榭脂層と金 属薄膜層とが積層され、前記熱融着性榭脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、 周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素を封止する外装体フィルムを有し

、前記接合部の少なくとも 1辺が折り曲げられているフィルム外装電池において、 前記接合部に少なくとも 1つの折り曲げ部が形成されており、前記折り曲げ部の厚 み力 前記接合部における前記折り曲げ部の周囲の厚みよりも薄いことを特徴とする フィルム外装電池。

[2] 前記折り曲げ部が溝である請求項 1に記載のフィルム外装電池。

[3] 前記接合部の少なくとも一方の面に前記溝が形成されている請求項 2に記載のフィ ルム外装電池。

[4] 前記接合部に複数の前記折り曲げ部が形成されており、前記各折り曲げ部毎に前 記接合部が折り曲げられて 、る請求項 1に記載のフィルム外装電池。

[5] 前記接合部に複数の前記折り曲げ部が形成されており、前記各折り曲げ部毎に前 記接合部が折り曲げられて 、る請求項 2に記載のフィルム外装電池。

[6] 正極と負極を対向させた構造を有する電池要素と、少なくとも熱融着性榭脂層と金 属薄膜層とが積層され、前記熱融着性榭脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、 周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素を封止する外装体フィルムを有し 、前記接合部の少なくとも 1辺が折り曲げられているフィルム外装電池において、 前記接合部に複数の折り曲げ部が形成されており、前記折り曲げ部の厚みが、前 記接合部における前記折り曲げ部の周囲の厚みよりも薄く、前記折り曲げ部が前記 接合部の少なくとも一方の面に形成された溝であり、前記各折り曲げ部毎に前記接 合部が折り曲げられて 、ることを特徴とするフィルム外装電池。

[7] 前記電池要素が、化学電池、キャパシタの 、ずれかである請求項 1に記載のフィル ム外装電池。

[8] 内部に電池要素を収納している外装体フィルムの、前記電池要素の周辺に形成さ れて ヽる接合部の少なくとも 1つが折り曲げられて ヽるフィルム外装電池の製造方法 において、 前記接合部に、前記接合部における周囲の厚みよりも薄い、少なくとも 1つの折り曲 げ部を形成する工程と、

前記接合部を前記折り曲げ部にて折り曲げる工程とを含むことを特徴とするフィル ム外装電池の製造方法。

[9] 前記接合部の少なくとも一方の面を、凸部を有する部材で押圧することで前記折り 曲げ部を形成する工程を含む請求項 8に記載のフィルム外装電池の製造方法。

[10] 熱融着性を有する前記外装体フィルムの前記接合部を、前記部材による加熱およ び押圧により熱融着して接合する工程を含む請求項 8に記載のフィルム外装電池の 製造方法。

[11] 前記電池要素として、化学電池、キャパシタのいずれかを用意する工程を含む請 求項 8に記載のフィルム外装電池の製造方法。