ラミネート形電池
【課題】正極等が損傷し難いラミネート形電池を提供する。
【解決手段】ラミネート形電池は、正極タブ２、負極タブ３、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を備える。正極１１および負極１２は、セパレータ１３を介して積層される。正極タブ２は、金属層２１と被覆層２２とを含む。被覆層２２は、正極タブ２と正極１１の正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する一部分を覆う。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側へ突出した円弧状の断面形状を有する。負極タブ３は、金属層３１と被覆層３２とを含む。被覆層３２は、負極タブ３と負極１２の負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する一部分を覆う。そして、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側へ突出した円弧状の断面形状を有する。
【解決手段】ラミネート形電池は、正極タブ２、負極タブ３、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を備える。正極１１および負極１２は、セパレータ１３を介して積層される。正極タブ２は、金属層２１と被覆層２２とを含む。被覆層２２は、正極タブ２と正極１１の正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する一部分を覆う。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側へ突出した円弧状の断面形状を有する。負極タブ３は、金属層３１と被覆層３２とを含む。被覆層３２は、負極タブ３と負極１２の負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する一部分を覆う。そして、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側へ突出した円弧状の断面形状を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラミネート形電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極または負極の集電タブに保護リードを接合した非水電解質電池が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この非水電解質電池においては、保護リードは、集電タブの少なくとも一方の最外層に接合される。そして、保護リードは、集電タブの延出方向と交わる辺のうち、集電タブの最外層に近接しているコーナ部が０．２ｍｍ以上の曲率半径を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８０３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の非水電解質電池の保護リードは、カッターでカットすることにより、コーナ部が丸くされる。そして、保護リードは、６０〜８００μｍの厚みを有する。従って、０．２ｍｍ以上の曲率半径を有するようにコーナ部をカットすることは困難である。その結果、コーナ部に丸みが形成されず、正極および負極等が損傷する虞がある。
【０００６】
また、保護リードは、集電タブの最外層に近接しているコーナ部だけが０．２ｍｍ以上の曲率半径を有し、集電タブの最外層に近接していないコーナ部は、丸みを有するようにカットされていない。その結果、振動および落下等によって衝撃が非水電解質電池に印加されると、正極等を損傷する虞がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、正極等が損傷し難いラミネート形電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の実施の形態によれば、ラミネート形電池は、正極と、負極と、正極タブと、負極タブと、ラミネート部材とを備える。正極タブは、正極の正極リードに接続される。負極タブは、負極の負極リードに接続される。ラミネート部材は、正極リードと正極タブとの溶接部および負極リードと負極タブとの溶接部を内包するように正極、負極、正極タブの一部、および負極タブの一部をラミネートする。正極タブは、第１の金属層と、第１の被覆層とを含む。第１の被覆層は、正極リードと第１の金属層との第１の溶接部よりも正極側に位置する第１の金属層の一部分を被覆する。負極タブは、第２の金属層と、第２の被覆層とを含む。第２の被覆層は、負極リードと第２の金属層との第２の溶接部よりも負極側に位置する第２の金属層の一部分を被覆する。第１の被覆層の正極側の端部は、正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、第２の被覆層の負極側の端部は、負極側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の実施の形態によるラミネート形電池においては、第１の被覆層は、正極リードと第１の金属層との第１の溶接部よりも正極側に位置する第１の金属層の一部分を被覆し、第２の被覆層は、負極リードと第２の金属層との第２の溶接部よりも負極側に位置する第２の金属層の一部分を被覆する。そして、第１の被覆層の正極側の端部は、正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、第２の被覆層の負極側の端部は、負極側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００１０】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池に加わり、正極タブおよび／または負極タブの第１の溶接部および／または第２の溶接部よりも正極および／または負極側の端部がラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータに接触しても、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータにキズが付いたり、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータが切断されることはない。
【００１１】
従って、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータを損傷し難くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す発電要素の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、図１に示す正極タブおよび負極タブの詳細図である。
【図４】図４は、図１に示すラミネート形電池の製造方法を示す第１の工程図である。
【図５】図４は、図１に示すラミネート形電池の製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図６は、この発明の実施の形態による他のラミネート形電池の概略図である。
【図７】図７は、図６に示す正極タブおよび負極タブの詳細図である。
【図８】図８は、図６に示すラミネート形電池の製造方法を示す第１の工程図である。
【図９】図９は、図６に示すラミネート形電池の製造方法を示す第２の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の構成を示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態によるラミネート形電池１は、発電要素１と、正極タブ２と、負極タブ３と、ラミネートフィルム４とを備える。
【００１５】
発電要素１は、２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂによってラミネートされる。正極タブ２は、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の正極に接続される。そして、正極タブ２は、例えば、アルミニウム箔からなる。
【００１６】
負極タブ３は、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の負極に接続される。そして、負極タブ３は、例えば、ニッケルによってメッキされた銅からなる。
【００１７】
正極タブ２の厚みは、５０〜３００μｍとするのが好ましい。即ち、正極タブ２の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、正極タブ２の溶接時において、正極タブ２が切断されるのを防止できるとともに、正極タブ２が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、正極タブ２の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４の封止部４Ｙに厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。
【００１８】
なお、正極タブ２とラミネートフィルム４との接着強度を高めるために、正極タブ２において封止部４Ｙに位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属層が有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。
【００１９】
また、負極タブ３の厚みは、正極タブ２と同様に５０〜３００μｍであることが好ましい。即ち、負極タブ３の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、負極タブ３の溶接時において、負極タブ３が切断されるのを防止できるとともに、負極タブ３が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、負極タブ３の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４の封止部４Ｙに厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。
【００２０】
なお、負極タブ３とラミネートフィルム４との接着強度を高めるために、負極タブ３において封止部４Ｙに位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属層が有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。
【００２１】
ラミネートフィルム４は、可撓性を有し、例えば、矩形形状からなる。そして、ラミネートフィルム４は、発電要素１、正極タブ２の一部および負極タブ３の一部をラミネートする。また、ラミネートフィルム４は、周縁部に封止部４Ｙを有する。
【００２２】
ラミネートフィルム４は、アルミニウム等の金属層と熱可塑性樹脂層とが積層された構造からなる。例えば、ラミネートフィルム４は、厚みが２０〜１００μｍのアルミニウム層の外側に厚みが２０〜５０μｍの熱可塑性樹脂層を設け、アルミニウム層の内側に２０〜１００μｍの接着層を設けた構造からなる。これにより、封止部４Ｙは、熱溶着により確実に接合される。そして、ラミネートフィルム４の厚みは、特に限定されないが、通常は、６０〜２５０μｍである。
【００２３】
このように、ラミネートフィルム４は、可撓性を有するので、特定のラミネート形電池１が何らかの理由で異常発熱して電池の内圧が上昇しても、ラミネートフィルム４が容易に破断して電池の内圧を低下させることができる。その結果、電池の重大事故を未然に防ぐことができ、ラミネート形電池１の安全性を向上できる。
【００２４】
図２は、図１に示す発電要素１の構成を示す概略図である。図２を参照して、発電要素１は、複数の正極１１と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３と、非水電解質とを含む。複数の正極１１の各々は、正極リード１１ａを有する。複数の負極１２の各々は、負極リード１２ａを有する。
【００２５】
正極１１は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダ等を含有する正極合剤からなる層（正極合剤層）を集電体の片面または両面に形成した構造からなる。
【００２６】
正極活物質は、例えば、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質からなる。このような正極活物質は、例えば、Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｍｇ等）で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭｎ２Ｏ４、元素の一部を他の元素で置き換えたスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、およびＬｉＭＰＯ４（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｆｅ等）で表されるオリビン型化合物等のいずれかからなる。
【００２７】
そして、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘ−ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３，０．０１≦ｙ≦０．２）、および少なくともＣｏ，ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２，ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２，ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２）のいずれかからなる。
【００２８】
正極１１の集電体は、例えば、アルミニウム箔、およびアルミニウム合金箔のいずれかからなる。そして、集電体の厚みは、電池の大きさおよび容量によって異なるが、例えば、０．０１〜０．０２ｍｍである。
【００２９】
正極１１は、次の方法によって作製される。正極活物質と、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、および繊維状炭素等の導電助剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のバインダとを含む正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を正極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により正極合剤層の厚みを調整する。これによって、正極１１が作製される。
【００３０】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いて正極１１を作製してもよい。
【００３１】
正極１１における正極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍであることが好ましい。また、正極合剤層における各構成成分の含有量は、正極活物質：９０〜９８質量％、導電助剤：１〜５質量％、バインダ：１〜５質量％とすることが好ましい。
【００３２】
負極１２は、例えば、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質を含有するものからなる。このような負極活物質は、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、および炭素繊維等のリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物からなる。
【００３３】
また、前記以外の負極活物質は、例えば、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等の元素、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎの合金、リチウム含有窒化物、およびリチウム酸化物等のリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物（ＬｉＴｉ３Ｏ１２等）、リチウム金属、およびリチウム／アルミニウム合金のいずれかからなる。
【００３４】
これらの負極活物質に導電助剤（正極の導電助剤と同じ材料からなる）と、バインダ（ＰＶＤＦ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のようなゴム系バインダとカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）との混合バインダ等）とを、適宜、添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または、上述した各種の合金、またはリチウム金属の箔を集電体の表面に積層したもの等が負極１２として用いられる。
【００３５】
そして、負極１２は、次の方法によって作製される。上述した負極活物質と、バインダと、必要に応じて、黒鉛、アセチレンブラック、およびカーボンブラック等の導電助剤等を含む負極合剤を、ＮＭＰ等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を負極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により負極合剤層の厚みまたは密度を調整する。これによって、負極１２が作製される。
【００３６】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いて負極１２を作製してもよい。
【００３７】
負極１２の集電体としては、ニッケル、ニッケルをメッキした銅、およびニッケル−銅クラッド等の金属の箔またはリボンが好適である。そして、集電体の厚みは、電池の大きさまたは容量によるが、例えば、０．０５〜０．０２ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
負極１２における負極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、負極合剤層における各構成成分の含有量は、負極活物質：９０〜９８質量％、バインダ：１〜５質量％であることが好ましい。また、導電助剤を負極に用いる場合には、負極合剤層中の導電助剤の含有量は、１〜５質量％であることが好ましい。
【００３９】
セパレータ１３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの融合体、ポリエチレンテレフタレート、およびポリブチレンテレフタレート等で構成された多孔質フィルムまたは不織布からなる。
【００４０】
セパレータ１３の厚みは、１０〜５０μｍであることが好ましく、空孔率は、３０〜７０％であることが好ましい。
【００４１】
また、多孔質フィルムと不織布とを重ねる等、複数枚のセパレータを用いることによって、短絡を防止する効果を高め、電池の信頼性をより向上させることができる。
【００４２】
ラミネート形電池１に用いられる電解液は、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、例えば、高誘電率溶媒または有機溶媒にＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４等の溶質を溶解した溶液（非水電解液）からなる。高誘電率溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびγ−ブチロラクトン（ＢＬ）などを用いることができる。有機溶媒は、直鎖状のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）等の低粘度溶媒からなる。
【００４３】
なお、電解液溶媒には、上述した高誘電率溶媒と、低粘度溶媒との混合溶媒を使用することが好ましい。また、上述した溶液に、ＰＶＤＦ、ゴム系の材料、脂環エポキシ、およびオキセタン系の三次元架橋構造を有する材料等を混合して固化し、ポリマー電解液としてもよい。
【００４４】
正極リード１１ａおよび負極リード１２ａの各々は、一定の幅を有する短冊形状からなる。そして、正極リード１１ａは、正極１１の集電体の活物質が塗布されていない一部である。また、負極リード１２ａは、負極１２の集電体の活物質が塗布されていない一部である。
【００４５】
正極リード１１ａは、使用機器との接続の容易さ等の関係から、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものが好ましい。
【００４６】
負極リード１２ａは、ニッケル、ニッケルをメッキした銅、およびニッケル−銅クラッド等の金属の箔またはリボンからなる。
【００４７】
正極リード１１ａが形成された正極１１および負極リード１２ａが形成された負極１２は、セパレータ１３を介して積層される。これによって、発電要素１が作製される。
【００４８】
このように、発電要素１は、複数の正極１１および複数の負極１２がセパレータ１３を介して積層された構造からなる。
【００４９】
そして、積層された複数の正極１１に接続された複数の正極リード１１ａは、正極タブ２に超音波溶接され、積層された複数の負極１２に接続された複数の負極リード１２ａは、負極タブ３に超音波溶接される。
【００５０】
図３は、図１に示す正極タブ２および負極タブ３の詳細図である。図３の（ａ）を参照して、正極タブ２は、金属層２１と、被覆層２２とを含む。金属層２１は、例えば、アルミニウムからなる。
【００５１】
被覆層２２は、錫、銅およびニッケルのいずれかからなる。被覆層２２は、例えば、０．１〜１００μｍの厚みを有する。
【００５２】
被覆層２２は、正極タブ２と正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２の一部分を被覆する。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有する。この場合、端部２２Ｒの曲率半径は、０．２５ｍｍ以上である。
【００５３】
図３の（ｂ）を参照して、負極タブ３は、金属層３１と、被覆層３２とを含む。金属層３１は、例えば、ニッケルによってメッキされた銅からなる。被覆層３２は、被覆層２２と同じ材料からなり、被覆層２２と同じ厚みを有する。
【００５４】
被覆層３２は、負極タブ３と負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３の一部分を被覆する。そして、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。この場合、端部３２Ｒの曲率半径は、０．２５ｍｍ以上である。
【００５５】
このように、被覆層２２は、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された正極タブ２と正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２の一部分を被覆し、被覆層３２は、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された負極タブ３と負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３の一部分を被覆する。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有し、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００５６】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わり、正極タブ２および／または負極タブ３の溶接部２３，３３よりも正極１１および負極１２側の端部２２Ｒ，３２Ｒがラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３に接触しても、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３にキズが付いたり、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が切断されることはない。
【００５７】
従って、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を損傷し難くできる。
【００５８】
図４および図５は、それぞれ、図１に示すラミネート形電池１の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図４を参照して、ラミネート形電池１の製造が開始されると、上述した方法によって、正極１１および負極１２を作製する。そして、正極１１および負極１２をセパレータ１３を介して積層し、発電要素１を作製する（工程（ａ））。
【００５９】
そして、正極タブ２の材料であるアルミニウム箔を短冊状に裁断し、その裁断した短冊状のアルミニウム箔の一方端をピンセットで保持し、アルミニウム箔の他方端側の一部を錫、銅およびニッケルのいずれかからなる金属溶液を保持するメッキ槽に浸漬する。その後、アルミニウム箔を引き上げる。これによって、正極タブ２が作製され、金属溶液の表面張力によって、正極タブ２の端部２２Ｒには、正極１１側に突出した円弧状の断面形状が形成される。同様にして、負極タブ３を作製する（工程（ｂ））。
【００６０】
そうすると、正極タブ２を発電要素１の正極リード１１ａに溶接し、負極タブ３を発電要素１の負極リード１２ａに溶接する（工程（ｃ））。
【００６１】
そして、ラミネートフィルム４を裁断する（工程（ｄ））。ラミネートフィルム４は、金属層４１の一方の表面に樹脂４２、金属層４１の他方の表面に樹脂４３を熱もしくは接着剤で貼り付けて作製したものである。
【００６２】
その後、ラミネートフィルム４の樹脂４２に接するように発電要素１をラミネートフィルム４上に置き、ラミネートフィルム４を二つ折りにする（工程（ｅ）参照）。この場合、正極タブ２および負極タブ３は、その一部が二つ折りにしたラミネートフィルム４から露出している。
【００６３】
図５を参照して、工程（ｅ）の後、ラミネートフィルム４のうち、二つ折りにした辺４Ｃ以外の３つの辺４Ａ，４Ｂ，４Ｄのうち、辺４Ａ，４Ｂに沿ってラミネートフィルム４を封止し、その後、辺４Ｄを介して電解液をラミネートフィルム４内に注入する（工程（ｆ））。
【００６４】
そして、最後に、辺４Ｄに沿ってラミネートフィルム４を封止する。なお、ラミネートフィルム４の辺４Ｃは、ラミネートフィルム４を二つ折りにした折り曲げ部分であるので、封止してもよいし、封止しなくてもよい。これによって、ラミネート形電池１が完成する（工程（ｇ））。
【００６５】
なお、ラミネート形電池１においては、被覆層２２，３２の各々は、樹脂からなっていてもよい。この場合、樹脂は、電解液に溶解しなければ、特に限定されず、一般的には、ポリエチレンからなる。
【００６６】
また、ラミネート形電池１においては、被覆層２２，３２の各々が金属からなる場合、被覆層２２，３２は、それぞれ、金属層２１，３１の全体を被覆するようにしてもよい。この場合、工程（ｂ）において、短冊状のアルミニウム箔の全体が金属溶液に浸漬され、短冊状のアルミニウム箔は、上述した速度によって引き上げられる。
【００６７】
図６は、この発明の実施の形態による他のラミネート形電池の概略図である。この発明の実施の形態によるラミネート形電池は、図６に示すラミネート形電池１０Ａであってもよい。
【００６８】
図６を参照して、ラミネート形電池１０Ａは、図１に示すラミネート形電池１０の正極タブ２および負極タブ３をそれぞれ正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａに代えたものであり、その他は、ラミネート形電池１０と同じである。
【００６９】
正極タブ２Ａは、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の正極１１に接続される。そして、正極タブ２Ａは、正極タブ２と同じ材料からなり、正極タブ２と同じ厚みを有する。
【００７０】
負極タブ３Ａは、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の負極１２に接続される。そして、負極タブ３Ａは、負極タブ３と同じ材料からなり、負極タブ３と同じ厚みを有する。
【００７１】
図７は、図６に示す正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａの詳細図である。図７の（ａ）を参照して、正極タブ２Ａは、図３に示す正極タブ２の被覆層２２を被覆層２２Ａに代えたものであり、その他は、正極タブ２２と同じである。
【００７２】
被覆層２２Ａは、樹脂からなる。そして、樹脂は、電解液に溶解しなければ、特に限定されず、一般的には、ポリエチレンからなる。
【００７３】
被覆層２２Ａは、金属層２１のうち、溶接部２３よりも正極１１側の一部分を覆うとともに正極リード１１ａに接着する。そして、被覆層２２Ａの正極１１側の端部２４Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００７４】
図７の（ｂ）を参照して、負極タブ３Ａは、図３に示す負極タブ３の被覆層３２を被覆層３２Ａに代えたものであり、その他は、負極タブ３２と同じである。
【００７５】
被覆層３２Ａは、被覆層２２Ａと同じ材料からなる。被覆層３２Ａは、金属層３１のうち、溶接部３３よりも負極１２側の一部分を覆うとともに負極リード１２ａに接着する。そして、被覆層３２Ａの負極１２側の端部３４Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００７６】
図８および図９は、それぞれ、図６に示すラミネート形電池１０Ａの製造方法を示す第１および第２の工程図である。
【００７７】
図８および図９に示す工程図は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｇ）の工程（ｂ），（ｃ）をそれぞれ工程（ｂ１），（ｃ１）に代えたものであり、その他は、図４および図５に示す工程図と同じである。
【００７８】
図８を参照して、ラミネート形電池１０Ａの製造が開始されると、上述した工程（ａ）が実行される。そして、正極タブ２Ａに用いられるアルミニウム箔を裁断して金属層２１を作製し、その作製した金属層２１を正極リード１１ａに溶接する。同様にして、負極タブ３Ａに用いられる銅（ニッケルによってメッキされている）を裁断して作製した金属層３１を負極リード１２ａに溶接する（工程（ｂ１）。
【００７９】
その後、溶接部２３よりも正極１１側に位置する金属層２１の一部分を覆うとともに正極リード１１ａに接するように樹脂を塗布し、被覆層２２Ａを形成する。同様にして、被覆層３２Ａを形成する（工程（ｃ１））。
【００８０】
そして、上述した工程（ｄ）〜（ｇ）が順次実行され、ラミネート形電池１０Ａが完成する。
【００８１】
ラミネート形電池１０Ａにおいては、被覆層２２Ａは、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された正極タブ２Ａと正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２Ａの一部分を被覆するとともに正極リード１１ａに接着し、被覆層３２Ａは、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された負極タブ３Ａと負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３Ａの一部分を被覆するとともに負極リード１２ａに接着する。そして、被覆層２２Ａの正極１１側の端部２４Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有し、被覆層３２Ａの負極１２側の端部３４Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００８２】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わっても、正極リード１１ａが変形しない限り、正極タブ２Ａの正極１１側の一部分が正極１１、負極１２、セパレータ１３、およびラミネートフィルム４に接触することはない。負極タブ３Ａの負極１２側の一部分についても同様である。
【００８３】
また、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わり、正極リード１１ａおよび／または負極リード１２ａが変形して、正極タブ２Ａおよび／または負極タブ３Ａの溶接部２３，３３よりも正極１１および／または負極１２側の端部２４Ｒおよび／または３４Ｒがラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３に接触しても、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３にキズが付いたり、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が切断されることはない。このように、ラミネート形電池１０Ａにおいては、衝撃がラミネート形電池１０Ａに印加されても、正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａの発電要素１側の端部２４Ｒ，３４Ｒがラミネート形電池１０よりも移動し難い。
【００８４】
従って、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を更に損傷し難くできる。
【００８５】
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の説明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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、ラミネート形電池に適用される。
【符号の説明】
【００８７】
１ 発電要素、２，２Ａ 正極タブ、３，３Ａ 負極タブ、４，４ａ，４ｂ ラミネートフィルム、４Ｙ 封止部、１０，１０Ａ ラミネート形電池、１１ 正極、１１ａ 正極リード、１２ 負極、１２ａ 負極リード、１３ セパレータ、２１，３１，４１ 金属層、２２，３２ 被覆層、２２Ｒ，２４Ｒ，３２Ｒ，３４Ｒ 端部、４２，４３ 樹脂。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラミネート形電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極または負極の集電タブに保護リードを接合した非水電解質電池が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この非水電解質電池においては、保護リードは、集電タブの少なくとも一方の最外層に接合される。そして、保護リードは、集電タブの延出方向と交わる辺のうち、集電タブの最外層に近接しているコーナ部が０．２ｍｍ以上の曲率半径を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８０３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の非水電解質電池の保護リードは、カッターでカットすることにより、コーナ部が丸くされる。そして、保護リードは、６０〜８００μｍの厚みを有する。従って、０．２ｍｍ以上の曲率半径を有するようにコーナ部をカットすることは困難である。その結果、コーナ部に丸みが形成されず、正極および負極等が損傷する虞がある。
【０００６】
また、保護リードは、集電タブの最外層に近接しているコーナ部だけが０．２ｍｍ以上の曲率半径を有し、集電タブの最外層に近接していないコーナ部は、丸みを有するようにカットされていない。その結果、振動および落下等によって衝撃が非水電解質電池に印加されると、正極等を損傷する虞がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、正極等が損傷し難いラミネート形電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の実施の形態によれば、ラミネート形電池は、正極と、負極と、正極タブと、負極タブと、ラミネート部材とを備える。正極タブは、正極の正極リードに接続される。負極タブは、負極の負極リードに接続される。ラミネート部材は、正極リードと正極タブとの溶接部および負極リードと負極タブとの溶接部を内包するように正極、負極、正極タブの一部、および負極タブの一部をラミネートする。正極タブは、第１の金属層と、第１の被覆層とを含む。第１の被覆層は、正極リードと第１の金属層との第１の溶接部よりも正極側に位置する第１の金属層の一部分を被覆する。負極タブは、第２の金属層と、第２の被覆層とを含む。第２の被覆層は、負極リードと第２の金属層との第２の溶接部よりも負極側に位置する第２の金属層の一部分を被覆する。第１の被覆層の正極側の端部は、正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、第２の被覆層の負極側の端部は、負極側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の実施の形態によるラミネート形電池においては、第１の被覆層は、正極リードと第１の金属層との第１の溶接部よりも正極側に位置する第１の金属層の一部分を被覆し、第２の被覆層は、負極リードと第２の金属層との第２の溶接部よりも負極側に位置する第２の金属層の一部分を被覆する。そして、第１の被覆層の正極側の端部は、正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、第２の被覆層の負極側の端部は、負極側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００１０】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池に加わり、正極タブおよび／または負極タブの第１の溶接部および／または第２の溶接部よりも正極および／または負極側の端部がラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータに接触しても、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータにキズが付いたり、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータが切断されることはない。
【００１１】
従って、ラミネートフィルム、正極、負極およびセパレータを損傷し難くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す発電要素の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、図１に示す正極タブおよび負極タブの詳細図である。
【図４】図４は、図１に示すラミネート形電池の製造方法を示す第１の工程図である。
【図５】図４は、図１に示すラミネート形電池の製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図６は、この発明の実施の形態による他のラミネート形電池の概略図である。
【図７】図７は、図６に示す正極タブおよび負極タブの詳細図である。
【図８】図８は、図６に示すラミネート形電池の製造方法を示す第１の工程図である。
【図９】図９は、図６に示すラミネート形電池の製造方法を示す第２の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態によるラミネート形電池の構成を示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態によるラミネート形電池１は、発電要素１と、正極タブ２と、負極タブ３と、ラミネートフィルム４とを備える。
【００１５】
発電要素１は、２枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂによってラミネートされる。正極タブ２は、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の正極に接続される。そして、正極タブ２は、例えば、アルミニウム箔からなる。
【００１６】
負極タブ３は、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の負極に接続される。そして、負極タブ３は、例えば、ニッケルによってメッキされた銅からなる。
【００１７】
正極タブ２の厚みは、５０〜３００μｍとするのが好ましい。即ち、正極タブ２の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、正極タブ２の溶接時において、正極タブ２が切断されるのを防止できるとともに、正極タブ２が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、正極タブ２の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４の封止部４Ｙに厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。
【００１８】
なお、正極タブ２とラミネートフィルム４との接着強度を高めるために、正極タブ２において封止部４Ｙに位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属層が有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。
【００１９】
また、負極タブ３の厚みは、正極タブ２と同様に５０〜３００μｍであることが好ましい。即ち、負極タブ３の厚みを５０μｍ以上に設定することによって、負極タブ３の溶接時において、負極タブ３が切断されるのを防止できるとともに、負極タブ３が引っ張りおよび折り曲げによって断裂するのを防止できる。また、負極タブ３の厚みを３００μｍ以下に設定することによって、ラミネートフィルム４の封止部４Ｙに厚み方向の隙間が生じるのを防止できる。
【００２０】
なお、負極タブ３とラミネートフィルム４との接着強度を高めるために、負極タブ３において封止部４Ｙに位置することが予定される箇所に、予め、樹脂製の接着層（例えば、ラミネートフィルム４を構成する金属層が有する熱融着樹脂層を構成する樹脂と同種の樹脂により構成された接着層）を設けてもよい。
【００２１】
ラミネートフィルム４は、可撓性を有し、例えば、矩形形状からなる。そして、ラミネートフィルム４は、発電要素１、正極タブ２の一部および負極タブ３の一部をラミネートする。また、ラミネートフィルム４は、周縁部に封止部４Ｙを有する。
【００２２】
ラミネートフィルム４は、アルミニウム等の金属層と熱可塑性樹脂層とが積層された構造からなる。例えば、ラミネートフィルム４は、厚みが２０〜１００μｍのアルミニウム層の外側に厚みが２０〜５０μｍの熱可塑性樹脂層を設け、アルミニウム層の内側に２０〜１００μｍの接着層を設けた構造からなる。これにより、封止部４Ｙは、熱溶着により確実に接合される。そして、ラミネートフィルム４の厚みは、特に限定されないが、通常は、６０〜２５０μｍである。
【００２３】
このように、ラミネートフィルム４は、可撓性を有するので、特定のラミネート形電池１が何らかの理由で異常発熱して電池の内圧が上昇しても、ラミネートフィルム４が容易に破断して電池の内圧を低下させることができる。その結果、電池の重大事故を未然に防ぐことができ、ラミネート形電池１の安全性を向上できる。
【００２４】
図２は、図１に示す発電要素１の構成を示す概略図である。図２を参照して、発電要素１は、複数の正極１１と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３と、非水電解質とを含む。複数の正極１１の各々は、正極リード１１ａを有する。複数の負極１２の各々は、負極リード１２ａを有する。
【００２５】
正極１１は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダ等を含有する正極合剤からなる層（正極合剤層）を集電体の片面または両面に形成した構造からなる。
【００２６】
正極活物質は、例えば、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質からなる。このような正極活物質は、例えば、Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｍｇ等）で表される層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物、ＬｉＭｎ２Ｏ４、元素の一部を他の元素で置き換えたスピネル構造のリチウムマンガン酸化物、およびＬｉＭＰＯ４（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｆｅ等）で表されるオリビン型化合物等のいずれかからなる。
【００２７】
そして、層状構造のリチウム含有遷移金属酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘ−ｙＡｌｙＯ２（０．１≦ｘ≦０．３，０．０１≦ｙ≦０．２）、および少なくともＣｏ，ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ１／３Ｎｉ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２，ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ５／１２Ｃｏ１／６Ｏ２，ＬｉＮｉ３／５Ｍｎ１／５Ｃｏ１／５Ｏ２）のいずれかからなる。
【００２８】
正極１１の集電体は、例えば、アルミニウム箔、およびアルミニウム合金箔のいずれかからなる。そして、集電体の厚みは、電池の大きさおよび容量によって異なるが、例えば、０．０１〜０．０２ｍｍである。
【００２９】
正極１１は、次の方法によって作製される。正極活物質と、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、および繊維状炭素等の導電助剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のバインダとを含む正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を正極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により正極合剤層の厚みを調整する。これによって、正極１１が作製される。
【００３０】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いて正極１１を作製してもよい。
【００３１】
正極１１における正極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍであることが好ましい。また、正極合剤層における各構成成分の含有量は、正極活物質：９０〜９８質量％、導電助剤：１〜５質量％、バインダ：１〜５質量％とすることが好ましい。
【００３２】
負極１２は、例えば、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオンを吸蔵・放出できる活物質を含有するものからなる。このような負極活物質は、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、および炭素繊維等のリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物からなる。
【００３３】
また、前記以外の負極活物質は、例えば、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等の元素、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎの合金、リチウム含有窒化物、およびリチウム酸化物等のリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物（ＬｉＴｉ３Ｏ１２等）、リチウム金属、およびリチウム／アルミニウム合金のいずれかからなる。
【００３４】
これらの負極活物質に導電助剤（正極の導電助剤と同じ材料からなる）と、バインダ（ＰＶＤＦ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のようなゴム系バインダとカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）との混合バインダ等）とを、適宜、添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または、上述した各種の合金、またはリチウム金属の箔を集電体の表面に積層したもの等が負極１２として用いられる。
【００３５】
そして、負極１２は、次の方法によって作製される。上述した負極活物質と、バインダと、必要に応じて、黒鉛、アセチレンブラック、およびカーボンブラック等の導電助剤等を含む負極合剤を、ＮＭＰ等の溶剤を用いて均一に分散させたペースト状またはスラリー状の組成物を調整する（バインダは、溶剤に溶解していてもよい）。そして、この組成物を負極集電体上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理により負極合剤層の厚みまたは密度を調整する。これによって、負極１２が作製される。
【００３６】
なお、この発明の実施の形態においては、上述した方法以外の方法を用いて負極１２を作製してもよい。
【００３７】
負極１２の集電体としては、ニッケル、ニッケルをメッキした銅、およびニッケル−銅クラッド等の金属の箔またはリボンが好適である。そして、集電体の厚みは、電池の大きさまたは容量によるが、例えば、０．０５〜０．０２ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
負極１２における負極合剤層の厚みは、片面当たり、３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、負極合剤層における各構成成分の含有量は、負極活物質：９０〜９８質量％、バインダ：１〜５質量％であることが好ましい。また、導電助剤を負極に用いる場合には、負極合剤層中の導電助剤の含有量は、１〜５質量％であることが好ましい。
【００３９】
セパレータ１３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの融合体、ポリエチレンテレフタレート、およびポリブチレンテレフタレート等で構成された多孔質フィルムまたは不織布からなる。
【００４０】
セパレータ１３の厚みは、１０〜５０μｍであることが好ましく、空孔率は、３０〜７０％であることが好ましい。
【００４１】
また、多孔質フィルムと不織布とを重ねる等、複数枚のセパレータを用いることによって、短絡を防止する効果を高め、電池の信頼性をより向上させることができる。
【００４２】
ラミネート形電池１に用いられる電解液は、ラミネート形電池１がリチウムイオン二次電池である場合、例えば、高誘電率溶媒または有機溶媒にＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４等の溶質を溶解した溶液（非水電解液）からなる。高誘電率溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびγ−ブチロラクトン（ＢＬ）などを用いることができる。有機溶媒は、直鎖状のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、およびメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）等の低粘度溶媒からなる。
【００４３】
なお、電解液溶媒には、上述した高誘電率溶媒と、低粘度溶媒との混合溶媒を使用することが好ましい。また、上述した溶液に、ＰＶＤＦ、ゴム系の材料、脂環エポキシ、およびオキセタン系の三次元架橋構造を有する材料等を混合して固化し、ポリマー電解液としてもよい。
【００４４】
正極リード１１ａおよび負極リード１２ａの各々は、一定の幅を有する短冊形状からなる。そして、正極リード１１ａは、正極１１の集電体の活物質が塗布されていない一部である。また、負極リード１２ａは、負極１２の集電体の活物質が塗布されていない一部である。
【００４５】
正極リード１１ａは、使用機器との接続の容易さ等の関係から、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のものが好ましい。
【００４６】
負極リード１２ａは、ニッケル、ニッケルをメッキした銅、およびニッケル−銅クラッド等の金属の箔またはリボンからなる。
【００４７】
正極リード１１ａが形成された正極１１および負極リード１２ａが形成された負極１２は、セパレータ１３を介して積層される。これによって、発電要素１が作製される。
【００４８】
このように、発電要素１は、複数の正極１１および複数の負極１２がセパレータ１３を介して積層された構造からなる。
【００４９】
そして、積層された複数の正極１１に接続された複数の正極リード１１ａは、正極タブ２に超音波溶接され、積層された複数の負極１２に接続された複数の負極リード１２ａは、負極タブ３に超音波溶接される。
【００５０】
図３は、図１に示す正極タブ２および負極タブ３の詳細図である。図３の（ａ）を参照して、正極タブ２は、金属層２１と、被覆層２２とを含む。金属層２１は、例えば、アルミニウムからなる。
【００５１】
被覆層２２は、錫、銅およびニッケルのいずれかからなる。被覆層２２は、例えば、０．１〜１００μｍの厚みを有する。
【００５２】
被覆層２２は、正極タブ２と正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２の一部分を被覆する。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有する。この場合、端部２２Ｒの曲率半径は、０．２５ｍｍ以上である。
【００５３】
図３の（ｂ）を参照して、負極タブ３は、金属層３１と、被覆層３２とを含む。金属層３１は、例えば、ニッケルによってメッキされた銅からなる。被覆層３２は、被覆層２２と同じ材料からなり、被覆層２２と同じ厚みを有する。
【００５４】
被覆層３２は、負極タブ３と負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３の一部分を被覆する。そして、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。この場合、端部３２Ｒの曲率半径は、０．２５ｍｍ以上である。
【００５５】
このように、被覆層２２は、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された正極タブ２と正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２の一部分を被覆し、被覆層３２は、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された負極タブ３と負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３の一部分を被覆する。そして、被覆層２２の正極１１側の端部２２Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有し、被覆層３２の負極１２側の端部３２Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００５６】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わり、正極タブ２および／または負極タブ３の溶接部２３，３３よりも正極１１および負極１２側の端部２２Ｒ，３２Ｒがラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３に接触しても、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３にキズが付いたり、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が切断されることはない。
【００５７】
従って、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を損傷し難くできる。
【００５８】
図４および図５は、それぞれ、図１に示すラミネート形電池１の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図４を参照して、ラミネート形電池１の製造が開始されると、上述した方法によって、正極１１および負極１２を作製する。そして、正極１１および負極１２をセパレータ１３を介して積層し、発電要素１を作製する（工程（ａ））。
【００５９】
そして、正極タブ２の材料であるアルミニウム箔を短冊状に裁断し、その裁断した短冊状のアルミニウム箔の一方端をピンセットで保持し、アルミニウム箔の他方端側の一部を錫、銅およびニッケルのいずれかからなる金属溶液を保持するメッキ槽に浸漬する。その後、アルミニウム箔を引き上げる。これによって、正極タブ２が作製され、金属溶液の表面張力によって、正極タブ２の端部２２Ｒには、正極１１側に突出した円弧状の断面形状が形成される。同様にして、負極タブ３を作製する（工程（ｂ））。
【００６０】
そうすると、正極タブ２を発電要素１の正極リード１１ａに溶接し、負極タブ３を発電要素１の負極リード１２ａに溶接する（工程（ｃ））。
【００６１】
そして、ラミネートフィルム４を裁断する（工程（ｄ））。ラミネートフィルム４は、金属層４１の一方の表面に樹脂４２、金属層４１の他方の表面に樹脂４３を熱もしくは接着剤で貼り付けて作製したものである。
【００６２】
その後、ラミネートフィルム４の樹脂４２に接するように発電要素１をラミネートフィルム４上に置き、ラミネートフィルム４を二つ折りにする（工程（ｅ）参照）。この場合、正極タブ２および負極タブ３は、その一部が二つ折りにしたラミネートフィルム４から露出している。
【００６３】
図５を参照して、工程（ｅ）の後、ラミネートフィルム４のうち、二つ折りにした辺４Ｃ以外の３つの辺４Ａ，４Ｂ，４Ｄのうち、辺４Ａ，４Ｂに沿ってラミネートフィルム４を封止し、その後、辺４Ｄを介して電解液をラミネートフィルム４内に注入する（工程（ｆ））。
【００６４】
そして、最後に、辺４Ｄに沿ってラミネートフィルム４を封止する。なお、ラミネートフィルム４の辺４Ｃは、ラミネートフィルム４を二つ折りにした折り曲げ部分であるので、封止してもよいし、封止しなくてもよい。これによって、ラミネート形電池１が完成する（工程（ｇ））。
【００６５】
なお、ラミネート形電池１においては、被覆層２２，３２の各々は、樹脂からなっていてもよい。この場合、樹脂は、電解液に溶解しなければ、特に限定されず、一般的には、ポリエチレンからなる。
【００６６】
また、ラミネート形電池１においては、被覆層２２，３２の各々が金属からなる場合、被覆層２２，３２は、それぞれ、金属層２１，３１の全体を被覆するようにしてもよい。この場合、工程（ｂ）において、短冊状のアルミニウム箔の全体が金属溶液に浸漬され、短冊状のアルミニウム箔は、上述した速度によって引き上げられる。
【００６７】
図６は、この発明の実施の形態による他のラミネート形電池の概略図である。この発明の実施の形態によるラミネート形電池は、図６に示すラミネート形電池１０Ａであってもよい。
【００６８】
図６を参照して、ラミネート形電池１０Ａは、図１に示すラミネート形電池１０の正極タブ２および負極タブ３をそれぞれ正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａに代えたものであり、その他は、ラミネート形電池１０と同じである。
【００６９】
正極タブ２Ａは、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の正極１１に接続される。そして、正極タブ２Ａは、正極タブ２と同じ材料からなり、正極タブ２と同じ厚みを有する。
【００７０】
負極タブ３Ａは、その一方端側がラミネートフィルム４の封止部４Ｙを介してラミネートフィルム４の外側に引き出されるとともに、その他方端が発電要素１の負極１２に接続される。そして、負極タブ３Ａは、負極タブ３と同じ材料からなり、負極タブ３と同じ厚みを有する。
【００７１】
図７は、図６に示す正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａの詳細図である。図７の（ａ）を参照して、正極タブ２Ａは、図３に示す正極タブ２の被覆層２２を被覆層２２Ａに代えたものであり、その他は、正極タブ２２と同じである。
【００７２】
被覆層２２Ａは、樹脂からなる。そして、樹脂は、電解液に溶解しなければ、特に限定されず、一般的には、ポリエチレンからなる。
【００７３】
被覆層２２Ａは、金属層２１のうち、溶接部２３よりも正極１１側の一部分を覆うとともに正極リード１１ａに接着する。そして、被覆層２２Ａの正極１１側の端部２４Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００７４】
図７の（ｂ）を参照して、負極タブ３Ａは、図３に示す負極タブ３の被覆層３２を被覆層３２Ａに代えたものであり、その他は、負極タブ３２と同じである。
【００７５】
被覆層３２Ａは、被覆層２２Ａと同じ材料からなる。被覆層３２Ａは、金属層３１のうち、溶接部３３よりも負極１２側の一部分を覆うとともに負極リード１２ａに接着する。そして、被覆層３２Ａの負極１２側の端部３４Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００７６】
図８および図９は、それぞれ、図６に示すラミネート形電池１０Ａの製造方法を示す第１および第２の工程図である。
【００７７】
図８および図９に示す工程図は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｇ）の工程（ｂ），（ｃ）をそれぞれ工程（ｂ１），（ｃ１）に代えたものであり、その他は、図４および図５に示す工程図と同じである。
【００７８】
図８を参照して、ラミネート形電池１０Ａの製造が開始されると、上述した工程（ａ）が実行される。そして、正極タブ２Ａに用いられるアルミニウム箔を裁断して金属層２１を作製し、その作製した金属層２１を正極リード１１ａに溶接する。同様にして、負極タブ３Ａに用いられる銅（ニッケルによってメッキされている）を裁断して作製した金属層３１を負極リード１２ａに溶接する（工程（ｂ１）。
【００７９】
その後、溶接部２３よりも正極１１側に位置する金属層２１の一部分を覆うとともに正極リード１１ａに接するように樹脂を塗布し、被覆層２２Ａを形成する。同様にして、被覆層３２Ａを形成する（工程（ｃ１））。
【００８０】
そして、上述した工程（ｄ）〜（ｇ）が順次実行され、ラミネート形電池１０Ａが完成する。
【００８１】
ラミネート形電池１０Ａにおいては、被覆層２２Ａは、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された正極タブ２Ａと正極リード１１ａとの溶接部２３よりも正極１１側に位置する正極タブ２Ａの一部分を被覆するとともに正極リード１１ａに接着し、被覆層３２Ａは、ラミネートフィルム４（４ａ，４ｂ）によって内包された負極タブ３Ａと負極リード１２ａとの溶接部３３よりも負極１２側に位置する負極タブ３Ａの一部分を被覆するとともに負極リード１２ａに接着する。そして、被覆層２２Ａの正極１１側の端部２４Ｒは、正極１１側に突出した円弧状の断面形状を有し、被覆層３２Ａの負極１２側の端部３４Ｒは、負極１２側に突出した円弧状の断面形状を有する。
【００８２】
その結果、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わっても、正極リード１１ａが変形しない限り、正極タブ２Ａの正極１１側の一部分が正極１１、負極１２、セパレータ１３、およびラミネートフィルム４に接触することはない。負極タブ３Ａの負極１２側の一部分についても同様である。
【００８３】
また、振動および落下等によって衝撃がラミネート形電池１に加わり、正極リード１１ａおよび／または負極リード１２ａが変形して、正極タブ２Ａおよび／または負極タブ３Ａの溶接部２３，３３よりも正極１１および／または負極１２側の端部２４Ｒおよび／または３４Ｒがラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３に接触しても、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３にキズが付いたり、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が切断されることはない。このように、ラミネート形電池１０Ａにおいては、衝撃がラミネート形電池１０Ａに印加されても、正極タブ２Ａおよび負極タブ３Ａの発電要素１側の端部２４Ｒ，３４Ｒがラミネート形電池１０よりも移動し難い。
【００８４】
従って、ラミネートフィルム４、正極１１、負極１２およびセパレータ１３を更に損傷し難くできる。
【００８５】
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の説明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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、ラミネート形電池に適用される。
【符号の説明】
【００８７】
１ 発電要素、２，２Ａ 正極タブ、３，３Ａ 負極タブ、４，４ａ，４ｂ ラミネートフィルム、４Ｙ 封止部、１０，１０Ａ ラミネート形電池、１１ 正極、１１ａ 正極リード、１２ 負極、１２ａ 負極リード、１３ セパレータ、２１，３１，４１ 金属層、２２，３２ 被覆層、２２Ｒ，２４Ｒ，３２Ｒ，３４Ｒ 端部、４２，４３ 樹脂。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
前記正極の正極リードに接続された正極タブと、
前記負極の負極リードに接続された負極タブと、
前記正極の正極リードと前記正極タブとの溶接部および前記負極の負極リードと前記負極タブとの溶接部を内包するように前記正極、前記負極、前記正極タブの一部、および前記負極タブの一部をラミネートするラミネート部材とを備え、
前記正極タブは、
第１の金属層と、
前記正極リードと前記第１の金属層との第１の溶接部よりも前記正極側に位置する前記第１の金属層の一部分を被覆する第１の被覆層とを含み、
前記負極タブは、
第２の金属層と、
前記負極リードと前記第２の金属層との第２の溶接部よりも前記負極側に位置する前記第２の金属層の一部分を被覆する第２の被覆層とを含み、
前記第１の被覆層の前記正極側の端部は、前記正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、
前記第２の被覆層の前記負極側の端部は、前記負極側に突出した円弧状の断面形状を有する、ラミネート形電池。
【請求項２】
前記第１および第２の被覆層の各々は、金属層からなる、請求項１に記載のラミネート形電池。
【請求項３】
前記第１および第２の被覆層の各々は、樹脂層からなる、請求項１に記載のラミネート形電池。
【請求項４】
前記第１の被覆層は、更に、前記正極に接着しており、
前記第２の被覆層は、更に、前記負極に接着している、請求項３に記載のラミネート形電池。
【請求項１】
正極と、
負極と、
前記正極の正極リードに接続された正極タブと、
前記負極の負極リードに接続された負極タブと、
前記正極の正極リードと前記正極タブとの溶接部および前記負極の負極リードと前記負極タブとの溶接部を内包するように前記正極、前記負極、前記正極タブの一部、および前記負極タブの一部をラミネートするラミネート部材とを備え、
前記正極タブは、
第１の金属層と、
前記正極リードと前記第１の金属層との第１の溶接部よりも前記正極側に位置する前記第１の金属層の一部分を被覆する第１の被覆層とを含み、
前記負極タブは、
第２の金属層と、
前記負極リードと前記第２の金属層との第２の溶接部よりも前記負極側に位置する前記第２の金属層の一部分を被覆する第２の被覆層とを含み、
前記第１の被覆層の前記正極側の端部は、前記正極側に突出した円弧状の断面形状を有し、
前記第２の被覆層の前記負極側の端部は、前記負極側に突出した円弧状の断面形状を有する、ラミネート形電池。
【請求項２】
前記第１および第２の被覆層の各々は、金属層からなる、請求項１に記載のラミネート形電池。
【請求項３】
前記第１および第２の被覆層の各々は、樹脂層からなる、請求項１に記載のラミネート形電池。
【請求項４】
前記第１の被覆層は、更に、前記正極に接着しており、
前記第２の被覆層は、更に、前記負極に接着している、請求項３に記載のラミネート形電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２９０２４（Ｐ２０１２−１２９０２４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８３４８（Ｐ２０１０−２７８３４８）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]