外部リード端子の製造方法、外部リード端子及びラミネート電池
【課題】外部リード端子の生産性を高めることができる外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池を提供する。
【解決手段】所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成しておく。複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を金属板の長手方向に形成し、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して、外部リード端子ごとに個片化する。めっき処理時には、外部リード端子ごとに個片化する前の状態で一括してめっき処理した後に切断する。
【解決手段】所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成しておく。複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を金属板の長手方向に形成し、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して、外部リード端子ごとに個片化する。めっき処理時には、外部リード端子ごとに個片化する前の状態で一括してめっき処理した後に切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネートフィルムを外装体に用いるラミネート電池用の外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池に関し、特にシーラント層が形成された外部リード端子を効率よく製造することができる外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネートフィルムを外装体として用いたリチウムイオン二次電池等のラミネート電池は、充放電させるための正極用の外部リード端子及び負極用の外部リード端子を取り付けてある。斯かる外部リード端子は、板状の金属材料で形成してあり、電池内部の電解液の漏れ等を防止するために、外装体に用いるラミネートフィルムにより密封される部分に、ポリプロピレン等からなるシーラント層を形成してある。
【０００３】
ラミネート電池は高いシール性が要求されるので、シーラント層の長さは、外部リード端子の幅よりも大きいことが好ましい。すなわち、外部リード端子を形成する金属板の側面を確実にシーラント層で覆った状態でラミネートフィルムと熱融着させることにより、側面からの電解液の漏れ等を確実に防止することができる。
【０００４】
また、シーラント層の密着度を高めるために、特許文献１では、外部リード端子に凹凸形状部又は穴形状部を設けてある。これにより、外部リード端子を形成する金属板を挟むシーラント層の接触面積が増大し、アンカー効果により外部リード端子を形成する金属板とシーラント層との密着度が高まって、シール性が向上する。
【０００５】
図１は、従来の外部リード端子の一例を示す平面図である。図１に示すように、従来の外部リード端子は、正極用の外部リード端子としてアルミニウム、負極用の外部リード端子として銅からなる金属板１の表裏両面に、電池内側の集電箔との接合部分３を残して所定幅を有するシーラント層２を形成してある。シーラント層２の長さＬ１は、外部リード端子を形成する金属板１の幅Ｌ２より大きく、金属板１の側面をシーラント層２で確実に覆うことができるようになっている。
【０００６】
図２は、従来の外部リード端子の製造方法を示す模式図である。金属リール４に所定の間隔でシーラント層２、２、・・・を形成しておき、外部リード端子として用いる長さにて金属板１を順次切断する。これにより、シーラント層２が形成されている金属板１を外部リード端子として個片化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の外部リード端子の製造方法では、金属リール４から所定の間隔で一枚一枚切断する必要があり、シーラント層２の形成を外部リード端子ごとに行う必要があるため、生産性が低いという問題点があった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、外部リード端子の生産性を高めることができる外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る外部リード端子の製造方法は、ラミネート電池に用いる外部リード端子の製造方法において、所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する工程と、前記複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を前記金属板の長手方向に形成する工程と、前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
第１発明では、所定の長さの金属板を準備し、金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する。次に、複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を金属板の長手方向に形成する。空隙部が全てシーラント層で覆われても覆われなくても構わない。そして、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して個片化することにより外部リード端子を製造する。これにより、外部リード端子ごとにシーラント層を形成する必要がなく、一括してシーラント層を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して外部リード端子を切断することにより、外部リード端子のシーラント層を形成してある部分の両端には、金属板が存在しない領域が生じ、直接シーラント層同士を密着させることができる。したがって、ラミネート電池の電池要素と外部リード端子とを接続するために外部リード端子をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分においてはシーラント層同士も熱融着するために密着度が高く、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することが可能となる。
【００１２】
また、第２発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１発明において、前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程の前に、前記金属板の少なくとも一部をめっき処理する工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
第２発明では、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断する前に、金属板の少なくとも一部にめっき処理を施す。これにより、個片化した外部リード端子ごとにめっき処理を施す必要がなく、複数枚の外部リード端子を含む集合体について一括してめっき処理を施すことができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。
【００１４】
また、第３発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１又は第２発明において、個片化された前記金属板は、前記シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
第３発明では、個片化された金属板には、シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてある。これにより、外部リード端子をラミネートフィルムで熱融着する部分の両端部分であってシーラント層を形成してある部分には金属板が存在しない部分が存在することになり、ラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分における密着度をより高く維持することができ、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することが可能となる。
【００１６】
また、第４発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、前記金属板の長手方向に形成するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
第４発明では、複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、金属板の長手方向に形成することにより、外部リード端子の幅方向の両端部分であってシーラント層を形成してある部分を最大限確保することができるので、ラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分における密着度をより高く維持することができ、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性をより確実に確保することが可能となる。
【００１８】
また、第５発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記複数の空隙部は、方形の孔であることを特徴とする。
【００１９】
第５発明では、複数の空隙部を方形の孔とすることにより、金属板に所定の間隔にて略直線状に孔を開けることが容易であるとともに、シーラント層を複数の空隙部に沿って精度良く形成することが可能となる。
【００２０】
また、第６発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記空隙部に連通する切り欠き部を設けることを特徴とする。
【００２１】
第６発明では、空隙部に連通する切り欠き部を設けることにより、外部リード端子のラミネートフィルム内部での接触面積を低減することができるので、外部リード端子とラミネートフィルムの内面層との接触による損傷を抑えることができるとともに、ラミネート電池の軽量化に寄与することができる。
【００２２】
また、第７発明に係る外部リード端子は、第１乃至第６発明のいずれか１つの外部リード端子の製造方法を用いて製造したことを特徴とする。
【００２３】
また、第８発明に係るラミネート電池は、第７発明の外部リード端子を用いていることを特徴とする。
【００２４】
第７発明及び第８発明では、上述の外部リード端子の製造方法により、生産性が高く安価な外部リード端子及びラミネート電池を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成により、外部リード端子ごとにシーラント層を形成する必要がなく、一括してシーラント層を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して外部リード端子を切断することにより、外部リード端子のシーラント層を形成してある部分の両端には、金属板が存在しない領域が生じ、直接シーラント層同士を密着させることができる。したがって、ラミネート電池の外部リード端子をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分においてはシーラント層同士も熱融着するために密着度が高く、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の外部リード端子の一例を示す平面図である。
【図２】従来の外部リード端子の製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】図３のII−II線において、リチウムイオン二次電池の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図３の III−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子を、外装体であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟む部分の熱融着（シール）前の状態を模式的に示す断面図である。
【図６】図３のIII−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子が、外装体であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟まれている部分の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の材料となる金属板の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の材料となる金属板にシーラント層を形成した状態を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の他の構成を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の材料となる金属板の一例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の材料となる金属板にシーラント層を形成した状態を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の構成を模式的に示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の他の構成を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、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、以下の実施の形態では、ラミネート電池として積層型のリチウムイオン二次電池を用いて説明するが、電池要素についてはリチウム二次電池、ポリマー二次電池、有機ラジカル電池、全固体電池、電気二重層キャパシタ等でもよく、特にこれに限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の構成を模式的に示す平面図である。図４は、図３のII−II線において、リチウムイオン二次電池の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【００２９】
本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の電池要素９は、正極集電体２１１上に正極合剤２１２、２１２が形成されてなる正極板２１、負極集電体２２１上に負極合剤２２２、２２２が形成されてなる負極板２２及びこれらの間に介装されたセパレータ２３を備えている。なお、図示していないが外装体１９の内部には電解液が注液されており、正極板２１、負極板２２、及びセパレータ２３が含浸している。
【００３０】
また、電池要素９は、外装体１９にて被覆されており、外装体１９の内部から外部へ、電気を充放電する外部リード端子（タブ）１１（正極用の外部リード端子１１ａ、負極用の外部リード端子１１ｂ）を備えている。
【００３１】
正極板２１又は負極板２２は、それぞれ正極集電体２１１又は負極集電体２２１を芯材としてその両面又は片面に正極活物質又は負極活物質を正極合剤２１２又は負極合剤２２２として積層したものである。正極板２１に用いる正極集電体２１１には、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属箔又はこれらの合金箔を使用することができ、アルミニウム又はアルミニウム合金が特に好ましい。また、負極板２２に用いる負極集電体２２１には、銅、ステンレス、ニッケル等の金属箔又はこれらの合金箔を使用することができ、銅又は銅合金が特に好ましい。
【００３２】
正極合剤２１２に用いる正極活物質としては、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）、リチウム−マンガン−ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム−マンガン−コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）等を用いることができる。また、正極活物質は上記の材料を混合したものであっても良い。正極活物質は、ＬｉＦｅＰＯ4 といったオリビン系材料であっても良い。負極合剤２２２に用いる負極活物質としては、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、チタン酸リチウムのようなセラミック、Ｓｉ、Ｓｎ等の合金系材料を用いることができる。また、負極活物質は上記の材料を混合したものであっても良い。
【００３３】
セパレータ２３としては、ポリオレフィン系樹脂のような公知の材料であれば足り、特に限定されるものではない。なお、本発明においては、セパレータは、その名称によって限定されるべきものではなく、セパレータの代わりにセパレータとしての機能（役割）を有する固体電解質、ゲル状電解質等を用いても良い。また、アルミナ、ジルコニア等の無機材料を含有させたセパレータを用いても良い。
【００３４】
なお、電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等の鎖状カーボネートを単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。さらに、ギ酸メチル、ギ酸エチル、メチルアセテート、エチルアセテート等の鎖状エステル系、γーブチロラクトン等の環状エステル系、スルホラン等の環状スルホン系が含まれていても良い。
【００３５】
正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂには、図示されていないモータ、電装品等の各種負荷の外部端子が接続され、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂには、非常に大きな充放電電流が流れる。そのため、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂの幅及び厚みは、主として充放電時の電流値により決定される。また、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、電池要素９は外装体１９に減圧封入されている。
【００３６】
外装体１９として用いるラミネートフィルムは、軽量化の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅等の中間層となる金属層１９ｂの外側に外面層となる合成樹脂層１９ａを設けると共に、金属層１９ｂの内側に内面層となる合成樹脂層１９ｃを積層した三層構造体である。合成樹脂層１９ａは、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の電気絶縁性、機械的強度に優れた絶縁樹脂を用いることが望ましい。また、合成樹脂層１９ｃは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の耐薬品性及びヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。そして、外装体１９の周辺部の一部又は全部を熱融着等にて接合することにより、電池要素９が外装体１９内に減圧封入（密封）され、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂが外装体１９の外部に取り出された構成となっている。
【００３７】
図５は、図３の III−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子１１を、外装体１９であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟む部分の熱融着（シール）前の状態を模式的に示す断面図である。図６は、図３のIII−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子１１が、外装体１９であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟まれている部分の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【００３８】
外部リード端子１１の周囲には、熱可塑性樹脂層であるシーラント層１２が形成されてある。シーラント層１２を外部リード端子１１と外装体１９との間に形成することにより、外部リード端子１１と金属層１９ｂのアルミ箔との間の絶縁距離を、シーラント層１２の厚さ分だけ広げることができ、外部リード端子１１と金属層１９ｂとの間の絶縁性をより高めることができる。なお、シーラント層１２としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又は変性ＰＰ等の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。シーラント層は一層だけでなく二層又は三層以上にしても良い。異なる熱可塑性樹脂でも良いし、同じ熱可塑性樹脂の変性樹脂との組み合わせであっても良い。多層構造にする場合は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との組み合わせであっても良い。
【００３９】
周囲にシーラント層１２が形成してある外部リード端子１１を挟み込むように、外装体１９を密着させて加熱することにより、シーラント層１２と合成樹脂層１９ｃとが熱融着にて接合される。外部リード端子１１が存在しない部分においては、シーラント層１２、１２同士、及び合成樹脂層１９ｃ、１９ｃ同士が、それぞれ熱融着にて接合して、図６に示すように両端にて一体となる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００４０】
図７は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の材料となる金属板の一例を示す平面図である。図７に示すように、長さ１ｍ、幅Ｗ１が５０ｍｍの金属板１４を準備する。金属板１４の材質は、製造する外部リード端子１１が正極用の外部リード端子１１ａである場合にはアルミニウム又はアルミニウム合金、若しくはニッケルめっきされたアルミニウム又はアルミニウム合金が、負極用の外部リード端子１１ｂである場合には銅又は銅合金、若しくはニッケル又はニッケル合金が好ましい。金属板１４の材質は、これらに限定されるものではなく、電池の種類、用途に応じて適切な材質を用いることができる。また、正極用の外部リード端子１１ａ用と負極用の外部リード端子１１ｂとで異なる材質を用いても、同じ材質を用いても良い。本実施の形態１では、製造する外部リード端子１１が正極用の外部リード端子１１ａである場合にはアルミニウムを、負極用の外部リード端子１１ｂである場合には銅を、それぞれ金属板１４として採用した。
【００４１】
金属板１４の長手方向に、一定間隔にて略直線上に空隙部１５、１５、・・・を設けてある。本実施の形態１では、金属板１４の長手方向における長さＢ１が２０ｍｍ、金属板１４の幅方向における長さＷ２が１０ｍｍである方形の空隙部１５を、間隔Ｌ３を５０ｍｍとして間欠的に形成してある。空隙部１５、１５、・・・の、金属板１４の幅方向における位置は、用途に応じて所定の位置に形成すればよく、本実施の形態１では、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の幅Ｗ３を５ｍｍとしている。なお、空隙部１５の形状は上記の方形に限らず、円形、楕円形、多角形等であっても良い。
【００４２】
また、金属板１４の端部では、可能な限り多くの外部リード端子１１を個片化することができるように、空隙部１５の金属板１４の長手方向における長さＢ１の半分の１０ｍｍの方形の切り込みを入れてある。これにより、金属板１４の端部から順次、間隔Ｌ３ごとに切断することで、金属板１４を余らせることなく複数の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。なお、必要に応じて個片化した外部リード端子１１の切断面にバリ取りや面取りを施す。
【００４３】
図８は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４にシーラント層１２を形成した状態を示す平面図である。図８に示すように、金属板１４に形成してある空隙部１５、１５、・・・を完全に覆うことができる幅を有する長尺状のシーラント層１２を、空隙部１５、１５、・・・の長手方向に沿って略直線状に、金属板１４の表裏両面に形成してある。すなわち、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍとしてあり、シーラント層１２を形成することにより、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側へ金属板１４の一部が露出している幅Ｗ５が４ｍｍとなる。
【００４４】
図８の状態で、金属板１４の端部から順に空隙部１５の長手方向の略中央線１６、すなわち間隔Ｌ３ごとに切断することで、２０個の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。図９は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の構成を模式的に示す平面図である。なお、切断する位置は必ずしも空隙部１５の略中央に限定されるものではなく、長手方向の非対称な位置で切断しても良い。
【００４５】
図９の例では、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されている。シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により完全に覆われている。
【００４６】
本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１を、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱溶着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。外部リード端子１１が存在しない部分においては、シーラント層１２、１２同士、及び合成樹脂層１９ｃ、１９ｃ同士が、それぞれ熱融着にて接合するので、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００４７】
なお、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２より小さくても良い。外部リード端子１１をシーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることができれば同様の効果が期待できるからである。図１０は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の他の構成を模式的に示す平面図である。
【００４８】
図１０に示すように、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されているが、シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも小さい８ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により一部だけが覆われている。
【００４９】
図１０に示す外部リード端子１１であっても、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態１によれば、外部リード端子１１ごとにシーラント層１２を形成する必要がなく、一括してシーラント層１２を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部１５、１５、・・・の略中央にて、金属板１４の長手方向と略直交する方向に、金属板１４を切断して外部リード端子１１を個片化することにより、外部リード端子１１のシーラント層１２を形成してある部分の両端には、金属板１４が存在しない領域が生じ、直接シーラント層１２、１２同士を密着させることができる。したがって、外部リード端子１１をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子１１の両端部分においてはシーラント層１２、１２同士も熱融着するために密着度が高く、リチウムイオン二次電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【００５１】
なお、図４に示す外部リード端子１１のラミネートフィルムから突出している部分の外部負荷の外部端子と接触する部分にニッケルめっき処理等を施すことにより、各種負荷の外部端子との電気的接続を確実にすることもできる。この場合であっても、図１０に示すように外部リード端子１１ごとに個片化した後ではなく、図８に示す外部リード端子１１の切断前の状態で必要な領域をマスキング処理する。例えば所定のマスク部材にてシーラント層１２を形成してある部分を覆うようにマスキング処理する。それから金属板１４のラミネートフィルムから突出させる部分を所定時間めっき浴に浸漬させることにより、個片化する対象となる外部リード端子１１、１１、・・・に対して一括してめっき処理を施すことができ、めっき処理に要する工数も大幅に削減することが可能となる。なお、外部リード端子１１をめっき浴に浸漬させる量（深さ）は任意であり、半分程度浸漬させても良いし、全面浸漬させても良い。ただ、外部リード端子１１全体に対してめっき処理を施した場合、外部リード端子１１の正極集電体２１１と負極集電体２２１とを接続する部分までめっき処理されることにより、めっき処理された部分と正極集電体２１１との間、又は負極集電体２２１との間に電位差が生じる。したがって、外部リード端子１１全体に対しては、めっき処理を施さないようにすることが好ましい。また、めっき処理はアルミニウムを用いる正極用の外部リード端子１１ａに施すことが好ましいが、負極用の外部リード端子１１ｂに施しても良い。特に負極の外部リード端子１１ｂにもアルミニウムを用いる場合は正極、負極ともにめっき処理を施すことがより好ましい。また、めっき処理はニッケルめっきだけでなく、銅めっき、錫めっき、又は半田めっきを施してもよい。ニッケルめっき上に錫めっきを施すといった多層構造にしても良い。
【００５２】
また、金属板１４に形成されるシーラント層１２は、テープ状の形態にて張り付けて形成しても良いし、液状にて塗布、印刷して形成しても良いし、スプレー状に吹き付けても良い。シーラント層１２を、塗布して形成する場合、印刷して形成する場合、又はスプレー状に吹き付けて形成する場合、シーラント層１２を空隙部１５の余分な箇所（中央部）に形成しないように間欠的に形成することもできる。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る外部リード端子（タブ）１１を有するリチウムイオン二次電池の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態２では、金属板１４の空隙部１５の形状が実施の形態１と相違する。
【００５４】
図１１は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４の一例を示す平面図である。図１１に示すように、実施の形態１と同様、長さ１ｍ、幅Ｗ１が５０ｍｍの金属板１４を準備する。
【００５５】
金属板１４の長手方向に、一定間隔にて略直線状に空隙部１５、１５、・・・及び切り欠き部１７、１７、・・・を設けてある。本実施の形態２では、金属板１４の長手方向における長さＢ１が２０ｍｍ、幅方向における長さＷ２が１０ｍｍである方形の空隙部１５に連通する、切り欠き部１７の長さＢ２が長さＢ１よりも短い、例えば長さＢ２が１６ｍｍである方形の切り欠き部１７を、空隙部１５と同様、間隔Ｌ３を５０ｍｍとして間欠的に形成している。空隙部１５、１５、・・・及び切り欠き部１７、１７、・・・の、金属板１４の幅方向での位置は、用途に応じて所定の位置に形成すればよく、本実施の形態２では、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の幅Ｗ３を５ｍｍとしている。なお、切り欠き部１７は必ずしも空隙部１５に連通する必要はなく、空隙部１５とは別の位置に設けられてもよい。
【００５６】
また、金属板１４の端部では、可能な限り多くの外部リード端子１１を個片化することができるように、空隙部１５の金属板１４の長手方向における長さＢ１の半分の１０ｍｍの方形の切り込み及び切り欠き部１７の長さＢ２の半分の８ｍｍの方形の切り込みを入れてある。これにより、金属板１４の端部から順次、間隔Ｌ３ごとに切断することで、金属板１４を余らせることなく複数の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。なお、必要に応じて個片化した外部リード端子１１の切断面にバリ取りや面取りを施す。
【００５７】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４にシーラント層１２を形成した状態を示す平面図である。図１２に示すように、金属板１４に形成してある空隙部１５、１５、・・・を完全に覆うことができる幅を有する長尺状のシーラント層１２を、空隙部１５、１５、・・・の長手方向に沿って略直線状に、金属板１４の表裏両面に形成してある。すなわち、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍとしてあり、シーラント層１２を形成することにより、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側へ金属板１４の一部が露出している部分の幅Ｗ５が４ｍｍとなる。
【００５８】
図１２の状態で、金属板１４の端部から順に空隙部１５及び切り欠き部１７の長手方向の略中央線１６、すなわち間隔Ｌ３ごとに切断することで、２０個の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。図１３は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の構成を模式的に示す平面図である。
【００５９】
図１３の例では、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されている。シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により完全に覆われている。ただし、切り欠き部１７は、シーラント層１２により一部が覆われているにすぎない。
【００６０】
なお、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の長さＬ５が外部リード端子１１の長さＬ３よりも短いが、このように空隙部１５に連通する切り欠き部１７を設けることにより、外部リード端子１１のラミネートフィルム内部での接触面積を低減できるので、外部リード端子とラミネートフィルムの内面層との接触による損傷を抑えることができるとともに、リチウムイオン二次電池の軽量化に寄与することができる。また、正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の長さＬ５が空隙部１５、１５により形成された切り込み間の長さＬ４よりも長くしてあるが、これに限定されるものではなく、長さＬ５の方が長さＬ４より短くても良い。
【００６１】
また、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２より小さくても良い。外部リード端子１１をシーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱溶着部と合わせることができれば同様の効果が期待できるからである。図１４は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の他の構成を模式的に示す平面図である。
【００６２】
図１４に示すように、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されているが、シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも小さい８ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により一部だけが覆われている。
【００６３】
図１４に示す外部リード端子１１であっても、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００６４】
以上のように本実施の形態２によれば、外部リード端子１１ごとにシーラント層１２を形成する必要がなく、一括してシーラント層１２を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部１５、１５、・・・の略中央にて、金属板１４の長手方向と略直交する方向に、金属板１４を切断して外部リード端子１１を切断することにより、外部リード端子１１のシーラント層１２を形成してある部分の両端には、金属板１４が存在しない領域が生じ、直接シーラント層１２、１２同士を密着させることができる。したがって、外部リード端子１１をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子１１の両端部分においてはシーラント層１２、１２同士も熱融着するために密着度が高く、リチウムイオン二次電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【００６５】
なお、外部リード端子１１のめっき処理についても実施の形態１と同様である。
【００６６】
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１１ 外部リード端子
１１ａ 正極用の外部リード端子
１１ｂ 負極用の外部リード端子
１２ シーラント層
１４ 金属板
１５ 空隙部
１７ 切り欠き部
１９ 外装体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネートフィルムを外装体に用いるラミネート電池用の外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池に関し、特にシーラント層が形成された外部リード端子を効率よく製造することができる外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネートフィルムを外装体として用いたリチウムイオン二次電池等のラミネート電池は、充放電させるための正極用の外部リード端子及び負極用の外部リード端子を取り付けてある。斯かる外部リード端子は、板状の金属材料で形成してあり、電池内部の電解液の漏れ等を防止するために、外装体に用いるラミネートフィルムにより密封される部分に、ポリプロピレン等からなるシーラント層を形成してある。
【０００３】
ラミネート電池は高いシール性が要求されるので、シーラント層の長さは、外部リード端子の幅よりも大きいことが好ましい。すなわち、外部リード端子を形成する金属板の側面を確実にシーラント層で覆った状態でラミネートフィルムと熱融着させることにより、側面からの電解液の漏れ等を確実に防止することができる。
【０００４】
また、シーラント層の密着度を高めるために、特許文献１では、外部リード端子に凹凸形状部又は穴形状部を設けてある。これにより、外部リード端子を形成する金属板を挟むシーラント層の接触面積が増大し、アンカー効果により外部リード端子を形成する金属板とシーラント層との密着度が高まって、シール性が向上する。
【０００５】
図１は、従来の外部リード端子の一例を示す平面図である。図１に示すように、従来の外部リード端子は、正極用の外部リード端子としてアルミニウム、負極用の外部リード端子として銅からなる金属板１の表裏両面に、電池内側の集電箔との接合部分３を残して所定幅を有するシーラント層２を形成してある。シーラント層２の長さＬ１は、外部リード端子を形成する金属板１の幅Ｌ２より大きく、金属板１の側面をシーラント層２で確実に覆うことができるようになっている。
【０００６】
図２は、従来の外部リード端子の製造方法を示す模式図である。金属リール４に所定の間隔でシーラント層２、２、・・・を形成しておき、外部リード端子として用いる長さにて金属板１を順次切断する。これにより、シーラント層２が形成されている金属板１を外部リード端子として個片化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の外部リード端子の製造方法では、金属リール４から所定の間隔で一枚一枚切断する必要があり、シーラント層２の形成を外部リード端子ごとに行う必要があるため、生産性が低いという問題点があった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、外部リード端子の生産性を高めることができる外部リード端子の製造方法、該製造方法で製造した外部リード端子及び該外部リード端子を用いたラミネート電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る外部リード端子の製造方法は、ラミネート電池に用いる外部リード端子の製造方法において、所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する工程と、前記複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を前記金属板の長手方向に形成する工程と、前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
第１発明では、所定の長さの金属板を準備し、金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する。次に、複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を金属板の長手方向に形成する。空隙部が全てシーラント層で覆われても覆われなくても構わない。そして、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して個片化することにより外部リード端子を製造する。これにより、外部リード端子ごとにシーラント層を形成する必要がなく、一括してシーラント層を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して外部リード端子を切断することにより、外部リード端子のシーラント層を形成してある部分の両端には、金属板が存在しない領域が生じ、直接シーラント層同士を密着させることができる。したがって、ラミネート電池の電池要素と外部リード端子とを接続するために外部リード端子をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分においてはシーラント層同士も熱融着するために密着度が高く、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することが可能となる。
【００１２】
また、第２発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１発明において、前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程の前に、前記金属板の少なくとも一部をめっき処理する工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
第２発明では、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断する前に、金属板の少なくとも一部にめっき処理を施す。これにより、個片化した外部リード端子ごとにめっき処理を施す必要がなく、複数枚の外部リード端子を含む集合体について一括してめっき処理を施すことができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。
【００１４】
また、第３発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１又は第２発明において、個片化された前記金属板は、前記シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
第３発明では、個片化された金属板には、シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてある。これにより、外部リード端子をラミネートフィルムで熱融着する部分の両端部分であってシーラント層を形成してある部分には金属板が存在しない部分が存在することになり、ラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分における密着度をより高く維持することができ、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することが可能となる。
【００１６】
また、第４発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、前記金属板の長手方向に形成するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
第４発明では、複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、金属板の長手方向に形成することにより、外部リード端子の幅方向の両端部分であってシーラント層を形成してある部分を最大限確保することができるので、ラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分における密着度をより高く維持することができ、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性をより確実に確保することが可能となる。
【００１８】
また、第５発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記複数の空隙部は、方形の孔であることを特徴とする。
【００１９】
第５発明では、複数の空隙部を方形の孔とすることにより、金属板に所定の間隔にて略直線状に孔を開けることが容易であるとともに、シーラント層を複数の空隙部に沿って精度良く形成することが可能となる。
【００２０】
また、第６発明に係る外部リード端子の製造方法は、第１乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記空隙部に連通する切り欠き部を設けることを特徴とする。
【００２１】
第６発明では、空隙部に連通する切り欠き部を設けることにより、外部リード端子のラミネートフィルム内部での接触面積を低減することができるので、外部リード端子とラミネートフィルムの内面層との接触による損傷を抑えることができるとともに、ラミネート電池の軽量化に寄与することができる。
【００２２】
また、第７発明に係る外部リード端子は、第１乃至第６発明のいずれか１つの外部リード端子の製造方法を用いて製造したことを特徴とする。
【００２３】
また、第８発明に係るラミネート電池は、第７発明の外部リード端子を用いていることを特徴とする。
【００２４】
第７発明及び第８発明では、上述の外部リード端子の製造方法により、生産性が高く安価な外部リード端子及びラミネート電池を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成により、外部リード端子ごとにシーラント層を形成する必要がなく、一括してシーラント層を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部の略中央にて、金属板の長手方向と略直交する方向に、金属板を切断して外部リード端子を切断することにより、外部リード端子のシーラント層を形成してある部分の両端には、金属板が存在しない領域が生じ、直接シーラント層同士を密着させることができる。したがって、ラミネート電池の外部リード端子をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子の両端部分においてはシーラント層同士も熱融着するために密着度が高く、ラミネート電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の外部リード端子の一例を示す平面図である。
【図２】従来の外部リード端子の製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】図３のII−II線において、リチウムイオン二次電池の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図３の III−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子を、外装体であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟む部分の熱融着（シール）前の状態を模式的に示す断面図である。
【図６】図３のIII−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子が、外装体であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟まれている部分の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の材料となる金属板の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の材料となる金属板にシーラント層を形成した状態を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る外部リード端子の他の構成を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の材料となる金属板の一例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の材料となる金属板にシーラント層を形成した状態を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の構成を模式的に示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る外部リード端子の他の構成を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、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、以下の実施の形態では、ラミネート電池として積層型のリチウムイオン二次電池を用いて説明するが、電池要素についてはリチウム二次電池、ポリマー二次電池、有機ラジカル電池、全固体電池、電気二重層キャパシタ等でもよく、特にこれに限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の構成を模式的に示す平面図である。図４は、図３のII−II線において、リチウムイオン二次電池の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【００２９】
本発明の実施の形態１に係るリチウムイオン二次電池の電池要素９は、正極集電体２１１上に正極合剤２１２、２１２が形成されてなる正極板２１、負極集電体２２１上に負極合剤２２２、２２２が形成されてなる負極板２２及びこれらの間に介装されたセパレータ２３を備えている。なお、図示していないが外装体１９の内部には電解液が注液されており、正極板２１、負極板２２、及びセパレータ２３が含浸している。
【００３０】
また、電池要素９は、外装体１９にて被覆されており、外装体１９の内部から外部へ、電気を充放電する外部リード端子（タブ）１１（正極用の外部リード端子１１ａ、負極用の外部リード端子１１ｂ）を備えている。
【００３１】
正極板２１又は負極板２２は、それぞれ正極集電体２１１又は負極集電体２２１を芯材としてその両面又は片面に正極活物質又は負極活物質を正極合剤２１２又は負極合剤２２２として積層したものである。正極板２１に用いる正極集電体２１１には、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属箔又はこれらの合金箔を使用することができ、アルミニウム又はアルミニウム合金が特に好ましい。また、負極板２２に用いる負極集電体２２１には、銅、ステンレス、ニッケル等の金属箔又はこれらの合金箔を使用することができ、銅又は銅合金が特に好ましい。
【００３２】
正極合剤２１２に用いる正極活物質としては、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）、リチウム−ニッケル−マンガン−コバルト複合酸化物（ＬＮＭＣＯ）、リチウム−マンガン−ニッケル複合酸化物（ＬＭＮＯ）、リチウム−マンガン−コバルト複合酸化物（ＬＭＣＯ）、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物（ＬＮＣＯ）等を用いることができる。また、正極活物質は上記の材料を混合したものであっても良い。正極活物質は、ＬｉＦｅＰＯ4 といったオリビン系材料であっても良い。負極合剤２２２に用いる負極活物質としては、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、チタン酸リチウムのようなセラミック、Ｓｉ、Ｓｎ等の合金系材料を用いることができる。また、負極活物質は上記の材料を混合したものであっても良い。
【００３３】
セパレータ２３としては、ポリオレフィン系樹脂のような公知の材料であれば足り、特に限定されるものではない。なお、本発明においては、セパレータは、その名称によって限定されるべきものではなく、セパレータの代わりにセパレータとしての機能（役割）を有する固体電解質、ゲル状電解質等を用いても良い。また、アルミナ、ジルコニア等の無機材料を含有させたセパレータを用いても良い。
【００３４】
なお、電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等の鎖状カーボネートを単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。さらに、ギ酸メチル、ギ酸エチル、メチルアセテート、エチルアセテート等の鎖状エステル系、γーブチロラクトン等の環状エステル系、スルホラン等の環状スルホン系が含まれていても良い。
【００３５】
正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂには、図示されていないモータ、電装品等の各種負荷の外部端子が接続され、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂには、非常に大きな充放電電流が流れる。そのため、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂの幅及び厚みは、主として充放電時の電流値により決定される。また、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、電池要素９は外装体１９に減圧封入されている。
【００３６】
外装体１９として用いるラミネートフィルムは、軽量化の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅等の中間層となる金属層１９ｂの外側に外面層となる合成樹脂層１９ａを設けると共に、金属層１９ｂの内側に内面層となる合成樹脂層１９ｃを積層した三層構造体である。合成樹脂層１９ａは、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の電気絶縁性、機械的強度に優れた絶縁樹脂を用いることが望ましい。また、合成樹脂層１９ｃは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の耐薬品性及びヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。そして、外装体１９の周辺部の一部又は全部を熱融着等にて接合することにより、電池要素９が外装体１９内に減圧封入（密封）され、正極用の外部リード端子１１ａ及び負極用の外部リード端子１１ｂが外装体１９の外部に取り出された構成となっている。
【００３７】
図５は、図３の III−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子１１を、外装体１９であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟む部分の熱融着（シール）前の状態を模式的に示す断面図である。図６は、図３のIII−III 線において、リチウムイオン二次電池の外部リード端子１１が、外装体１９であるラミネートフィルムの熱融着部（シール部）に挟まれている部分の積層構造の一例を模式的に示す断面図である。
【００３８】
外部リード端子１１の周囲には、熱可塑性樹脂層であるシーラント層１２が形成されてある。シーラント層１２を外部リード端子１１と外装体１９との間に形成することにより、外部リード端子１１と金属層１９ｂのアルミ箔との間の絶縁距離を、シーラント層１２の厚さ分だけ広げることができ、外部リード端子１１と金属層１９ｂとの間の絶縁性をより高めることができる。なお、シーラント層１２としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又は変性ＰＰ等の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。シーラント層は一層だけでなく二層又は三層以上にしても良い。異なる熱可塑性樹脂でも良いし、同じ熱可塑性樹脂の変性樹脂との組み合わせであっても良い。多層構造にする場合は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との組み合わせであっても良い。
【００３９】
周囲にシーラント層１２が形成してある外部リード端子１１を挟み込むように、外装体１９を密着させて加熱することにより、シーラント層１２と合成樹脂層１９ｃとが熱融着にて接合される。外部リード端子１１が存在しない部分においては、シーラント層１２、１２同士、及び合成樹脂層１９ｃ、１９ｃ同士が、それぞれ熱融着にて接合して、図６に示すように両端にて一体となる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００４０】
図７は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の材料となる金属板の一例を示す平面図である。図７に示すように、長さ１ｍ、幅Ｗ１が５０ｍｍの金属板１４を準備する。金属板１４の材質は、製造する外部リード端子１１が正極用の外部リード端子１１ａである場合にはアルミニウム又はアルミニウム合金、若しくはニッケルめっきされたアルミニウム又はアルミニウム合金が、負極用の外部リード端子１１ｂである場合には銅又は銅合金、若しくはニッケル又はニッケル合金が好ましい。金属板１４の材質は、これらに限定されるものではなく、電池の種類、用途に応じて適切な材質を用いることができる。また、正極用の外部リード端子１１ａ用と負極用の外部リード端子１１ｂとで異なる材質を用いても、同じ材質を用いても良い。本実施の形態１では、製造する外部リード端子１１が正極用の外部リード端子１１ａである場合にはアルミニウムを、負極用の外部リード端子１１ｂである場合には銅を、それぞれ金属板１４として採用した。
【００４１】
金属板１４の長手方向に、一定間隔にて略直線上に空隙部１５、１５、・・・を設けてある。本実施の形態１では、金属板１４の長手方向における長さＢ１が２０ｍｍ、金属板１４の幅方向における長さＷ２が１０ｍｍである方形の空隙部１５を、間隔Ｌ３を５０ｍｍとして間欠的に形成してある。空隙部１５、１５、・・・の、金属板１４の幅方向における位置は、用途に応じて所定の位置に形成すればよく、本実施の形態１では、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の幅Ｗ３を５ｍｍとしている。なお、空隙部１５の形状は上記の方形に限らず、円形、楕円形、多角形等であっても良い。
【００４２】
また、金属板１４の端部では、可能な限り多くの外部リード端子１１を個片化することができるように、空隙部１５の金属板１４の長手方向における長さＢ１の半分の１０ｍｍの方形の切り込みを入れてある。これにより、金属板１４の端部から順次、間隔Ｌ３ごとに切断することで、金属板１４を余らせることなく複数の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。なお、必要に応じて個片化した外部リード端子１１の切断面にバリ取りや面取りを施す。
【００４３】
図８は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４にシーラント層１２を形成した状態を示す平面図である。図８に示すように、金属板１４に形成してある空隙部１５、１５、・・・を完全に覆うことができる幅を有する長尺状のシーラント層１２を、空隙部１５、１５、・・・の長手方向に沿って略直線状に、金属板１４の表裏両面に形成してある。すなわち、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍとしてあり、シーラント層１２を形成することにより、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側へ金属板１４の一部が露出している幅Ｗ５が４ｍｍとなる。
【００４４】
図８の状態で、金属板１４の端部から順に空隙部１５の長手方向の略中央線１６、すなわち間隔Ｌ３ごとに切断することで、２０個の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。図９は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の構成を模式的に示す平面図である。なお、切断する位置は必ずしも空隙部１５の略中央に限定されるものではなく、長手方向の非対称な位置で切断しても良い。
【００４５】
図９の例では、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されている。シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により完全に覆われている。
【００４６】
本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１を、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱溶着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。外部リード端子１１が存在しない部分においては、シーラント層１２、１２同士、及び合成樹脂層１９ｃ、１９ｃ同士が、それぞれ熱融着にて接合するので、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００４７】
なお、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２より小さくても良い。外部リード端子１１をシーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることができれば同様の効果が期待できるからである。図１０は、本発明の実施の形態１に係る外部リード端子１１の他の構成を模式的に示す平面図である。
【００４８】
図１０に示すように、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されているが、シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも小さい８ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により一部だけが覆われている。
【００４９】
図１０に示す外部リード端子１１であっても、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態１によれば、外部リード端子１１ごとにシーラント層１２を形成する必要がなく、一括してシーラント層１２を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部１５、１５、・・・の略中央にて、金属板１４の長手方向と略直交する方向に、金属板１４を切断して外部リード端子１１を個片化することにより、外部リード端子１１のシーラント層１２を形成してある部分の両端には、金属板１４が存在しない領域が生じ、直接シーラント層１２、１２同士を密着させることができる。したがって、外部リード端子１１をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子１１の両端部分においてはシーラント層１２、１２同士も熱融着するために密着度が高く、リチウムイオン二次電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【００５１】
なお、図４に示す外部リード端子１１のラミネートフィルムから突出している部分の外部負荷の外部端子と接触する部分にニッケルめっき処理等を施すことにより、各種負荷の外部端子との電気的接続を確実にすることもできる。この場合であっても、図１０に示すように外部リード端子１１ごとに個片化した後ではなく、図８に示す外部リード端子１１の切断前の状態で必要な領域をマスキング処理する。例えば所定のマスク部材にてシーラント層１２を形成してある部分を覆うようにマスキング処理する。それから金属板１４のラミネートフィルムから突出させる部分を所定時間めっき浴に浸漬させることにより、個片化する対象となる外部リード端子１１、１１、・・・に対して一括してめっき処理を施すことができ、めっき処理に要する工数も大幅に削減することが可能となる。なお、外部リード端子１１をめっき浴に浸漬させる量（深さ）は任意であり、半分程度浸漬させても良いし、全面浸漬させても良い。ただ、外部リード端子１１全体に対してめっき処理を施した場合、外部リード端子１１の正極集電体２１１と負極集電体２２１とを接続する部分までめっき処理されることにより、めっき処理された部分と正極集電体２１１との間、又は負極集電体２２１との間に電位差が生じる。したがって、外部リード端子１１全体に対しては、めっき処理を施さないようにすることが好ましい。また、めっき処理はアルミニウムを用いる正極用の外部リード端子１１ａに施すことが好ましいが、負極用の外部リード端子１１ｂに施しても良い。特に負極の外部リード端子１１ｂにもアルミニウムを用いる場合は正極、負極ともにめっき処理を施すことがより好ましい。また、めっき処理はニッケルめっきだけでなく、銅めっき、錫めっき、又は半田めっきを施してもよい。ニッケルめっき上に錫めっきを施すといった多層構造にしても良い。
【００５２】
また、金属板１４に形成されるシーラント層１２は、テープ状の形態にて張り付けて形成しても良いし、液状にて塗布、印刷して形成しても良いし、スプレー状に吹き付けても良い。シーラント層１２を、塗布して形成する場合、印刷して形成する場合、又はスプレー状に吹き付けて形成する場合、シーラント層１２を空隙部１５の余分な箇所（中央部）に形成しないように間欠的に形成することもできる。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る外部リード端子（タブ）１１を有するリチウムイオン二次電池の構成は、実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態２では、金属板１４の空隙部１５の形状が実施の形態１と相違する。
【００５４】
図１１は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４の一例を示す平面図である。図１１に示すように、実施の形態１と同様、長さ１ｍ、幅Ｗ１が５０ｍｍの金属板１４を準備する。
【００５５】
金属板１４の長手方向に、一定間隔にて略直線状に空隙部１５、１５、・・・及び切り欠き部１７、１７、・・・を設けてある。本実施の形態２では、金属板１４の長手方向における長さＢ１が２０ｍｍ、幅方向における長さＷ２が１０ｍｍである方形の空隙部１５に連通する、切り欠き部１７の長さＢ２が長さＢ１よりも短い、例えば長さＢ２が１６ｍｍである方形の切り欠き部１７を、空隙部１５と同様、間隔Ｌ３を５０ｍｍとして間欠的に形成している。空隙部１５、１５、・・・及び切り欠き部１７、１７、・・・の、金属板１４の幅方向での位置は、用途に応じて所定の位置に形成すればよく、本実施の形態２では、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の幅Ｗ３を５ｍｍとしている。なお、切り欠き部１７は必ずしも空隙部１５に連通する必要はなく、空隙部１５とは別の位置に設けられてもよい。
【００５６】
また、金属板１４の端部では、可能な限り多くの外部リード端子１１を個片化することができるように、空隙部１５の金属板１４の長手方向における長さＢ１の半分の１０ｍｍの方形の切り込み及び切り欠き部１７の長さＢ２の半分の８ｍｍの方形の切り込みを入れてある。これにより、金属板１４の端部から順次、間隔Ｌ３ごとに切断することで、金属板１４を余らせることなく複数の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。なお、必要に応じて個片化した外部リード端子１１の切断面にバリ取りや面取りを施す。
【００５７】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の材料となる金属板１４にシーラント層１２を形成した状態を示す平面図である。図１２に示すように、金属板１４に形成してある空隙部１５、１５、・・・を完全に覆うことができる幅を有する長尺状のシーラント層１２を、空隙部１５、１５、・・・の長手方向に沿って略直線状に、金属板１４の表裏両面に形成してある。すなわち、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍとしてあり、シーラント層１２を形成することにより、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側へ金属板１４の一部が露出している部分の幅Ｗ５が４ｍｍとなる。
【００５８】
図１２の状態で、金属板１４の端部から順に空隙部１５及び切り欠き部１７の長手方向の略中央線１６、すなわち間隔Ｌ３ごとに切断することで、２０個の外部リード端子１１、１１、・・・に個片化することができる。図１３は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の構成を模式的に示す平面図である。
【００５９】
図１３の例では、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されている。シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも大きい１２ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により完全に覆われている。ただし、切り欠き部１７は、シーラント層１２により一部が覆われているにすぎない。
【００６０】
なお、図４に示す正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の長さＬ５が外部リード端子１１の長さＬ３よりも短いが、このように空隙部１５に連通する切り欠き部１７を設けることにより、外部リード端子１１のラミネートフィルム内部での接触面積を低減できるので、外部リード端子とラミネートフィルムの内面層との接触による損傷を抑えることができるとともに、リチウムイオン二次電池の軽量化に寄与することができる。また、正極集電体２１１の端部、負極集電体２２１の端部と接続する側の長さＬ５が空隙部１５、１５により形成された切り込み間の長さＬ４よりも長くしてあるが、これに限定されるものではなく、長さＬ５の方が長さＬ４より短くても良い。
【００６１】
また、シーラント層１２の幅Ｗ４は、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２より小さくても良い。外部リード端子１１をシーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱溶着部と合わせることができれば同様の効果が期待できるからである。図１４は、本発明の実施の形態２に係る外部リード端子１１の他の構成を模式的に示す平面図である。
【００６２】
図１４に示すように、端子長さ（＝金属板１４の幅）Ｗ１が５０ｍｍ、端子幅（＝切断された間隔）Ｌ３が５０ｍｍである金属板１４にシーラント層１２が表裏に形成されている外部リード端子１１が形成されているが、シーラント層１２の幅Ｗ４が、空隙部１５の金属板１４の幅方向における長さＷ２よりも小さい８ｍｍであることから、空隙部１５はシーラント層１２により一部だけが覆われている。
【００６３】
図１４に示す外部リード端子１１であっても、シーラント層１２が形成してある位置で外装体１９の熱融着部と合わせることにより、図６に示す断面図と同様の構成にて外部リード端子１１を熱融着することができる。したがって、外部リード端子１１を接続している部分から電解液の漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００６４】
以上のように本実施の形態２によれば、外部リード端子１１ごとにシーラント層１２を形成する必要がなく、一括してシーラント層１２を形成することができるので、作業工数を大幅に削減することが可能となる。また、複数の空隙部１５、１５、・・・の略中央にて、金属板１４の長手方向と略直交する方向に、金属板１４を切断して外部リード端子１１を切断することにより、外部リード端子１１のシーラント層１２を形成してある部分の両端には、金属板１４が存在しない領域が生じ、直接シーラント層１２、１２同士を密着させることができる。したがって、外部リード端子１１をラミネートフィルムで両面から熱融着する場合に、外部リード端子１１の両端部分においてはシーラント層１２、１２同士も熱融着するために密着度が高く、リチウムイオン二次電池内部の電解液が外部へ漏れ出すことがないシール性を確保することができる。
【００６５】
なお、外部リード端子１１のめっき処理についても実施の形態１と同様である。
【００６６】
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１１ 外部リード端子
１１ａ 正極用の外部リード端子
１１ｂ 負極用の外部リード端子
１２ シーラント層
１４ 金属板
１５ 空隙部
１７ 切り欠き部
１９ 外装体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミネート電池に用いる外部リード端子の製造方法において、
所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する工程と、
前記複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を前記金属板の長手方向に形成する工程と、
前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程と
を含むことを特徴とする外部リード端子の製造方法。
【請求項２】
前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程の前に、前記金属板の少なくとも一部をめっき処理する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項３】
個片化された前記金属板は、前記シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてあることを特徴とする請求項１又は２記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項４】
前記複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、前記金属板の長手方向に形成するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項５】
前記複数の空隙部は、方形の孔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項６】
前記空隙部に連通する切り欠き部を設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法を用いて製造したことを特徴とする外部リード端子。
【請求項８】
請求項７に記載の外部リード端子を用いていることを特徴とするラミネート電池。
【請求項１】
ラミネート電池に用いる外部リード端子の製造方法において、
所定の長さの金属板の長手方向に、所定の間隔にて略直線状に複数の空隙部を形成する工程と、
前記複数の空隙部の少なくとも一部を通過するシーラント層を前記金属板の長手方向に形成する工程と、
前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程と
を含むことを特徴とする外部リード端子の製造方法。
【請求項２】
前記複数の空隙部の略中央にて、前記金属板の長手方向と略直交する方向に、前記金属板を切断して個片化する工程の前に、前記金属板の少なくとも一部をめっき処理する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項３】
個片化された前記金属板は、前記シーラント層を形成してある部分の一部又は全部に、個片化するよう切断された間隔よりも長さが短い部分が存在するようにしてあることを特徴とする請求項１又は２記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項４】
前記複数の空隙部を覆う幅を有するシーラント層を、前記金属板の長手方向に形成するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項５】
前記複数の空隙部は、方形の孔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項６】
前記空隙部に連通する切り欠き部を設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の外部リード端子の製造方法を用いて製造したことを特徴とする外部リード端子。
【請求項８】
請求項７に記載の外部リード端子を用いていることを特徴とするラミネート電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−７６９５３（Ｐ２０１１−７６９５３Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８９９１（Ｐ２００９−２２８９９１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]