(57)【要約】【課題】外観不良を軽減した蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】外装体３は、外周の一部に最終封止部３０を有する密閉された中空形状である。正極１は、正の極性を有する折り返された板状部材であり、折り返し箇所１２の外側が最終封止部３０以外の方向に向けて配置されて外装体３に格納される。負極２は、正極１と反対の極性を有する板状部材であり、正極１の折り返された間に挟まれてセパレータ４１及び４２を介して積層された状態で外装体３に格納される。電解液４は、外装体３内に注入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周の一部に最終封止部を有する密閉された中空形状の外装体と、
正又は負の極性を有する折り返された板状部材であり、折り返し箇所の外側が前記最終封止部以外の方向に向けて配置されて前記外装体に格納された第１極部材と、
前記第１極部材と反対の極性を有する板状部材であり、前記第１極部材の折り返された間に挟まれてセパレータを介して積層された状態で前記外装体に格納された第２極部材と、
前記外装体内に注入された電解液と
を備えたことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
前記外装体は、薄形の袋形状であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記第２極部材は、折り返されて複数の第２平面が生成され、前記第１極部材における折り返されて生成された複数の第１平面と前記第２平面とが交互に積層され、折り返し箇所の外側が前記最終封止部以外の方向に向けて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記第１極部材は、折り返し箇所の反対側に負荷が接続される第１端子を有し、
前記第２極部材は、前記第１極部材の折り返し箇所の反対側に前記負荷が接続される第２端子を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
正又は負の極性を有する折り返された板状の第１電極の間に前記第１電極と反対の極性を有する板状の第２電極にセパレータを介して挟んで積層体を作製する積層体作成工程と、
一部に開口部を有する中空形状の外装体の内部に、前記第１電極の折り返し箇所の外側が前記開口部以外の方向に向くように前記積層体を封装する封装工程と、
前記開口部から電解液を注液する注液工程と、
前記外装体の中から気体を排出させる排気工程と、
前記開口部を封止する封止工程と
を備えたことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記封止工程の前の前記外装体は、封止位置より前記開口部側に余剰領域を有し、
前記封止工程の後、初期充電などを行うエージング工程と、
前記エージング工程の後に前記余剰領域を除去して内部の気体を排出して封止する第２封止工程とをさらに備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記封装工程は、外装フィルムを折り返して前記積層体を挟んで覆い、前記開口部を除いて封止することで、前記積層体を前記外装フィルムで形成される前記外装体の内部に封装する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次電池、二次電池及び電気二重層コンデンサといった蓄電デバイスには、外装体にラミネートフィルムを用いたものが存在する。外装体にラミネートフィルムを用いた蓄電デバイスは、小型化、薄形化に適している。このような小型又は薄形状の蓄電デバイスは、例えば、ワンタイムパスワード機能やディスプレイを搭載したＩＣ（Integrated  Circuit）カード、又はワンタイムパスワード生成機であるトークンなどの薄形の電子機器の電源として用いられる。
【０００３】
このような小型又は薄形状の蓄電デバイスの１つであるリチウムイオン二次電池は、電極組立構造によって正極と負極とをセパレータを介して渦巻状に捲回した捲回式と平板上の正極と負極とをセパレータを介して積層した積層式に大きく区分される。一般的に、積層式電池は、アルミラミネートフィルムなどの外装フィルム内に、正極と負極とをセパレータを介して積層した積層体を封装した後、電解液を注液することで製造される。
【０００４】
近年、カードへの埋め込みやウェアラブルデバイスへの搭載のための薄形の積層式外装フィルム電池であるリチウムイオン二次電池の需要が増加している。アルミラミネートフィルムなどの外装フィルムを用いた積層式のリチウムイオン二次電池は、積層体を収容した外装体の一端を開口部として残した状態で、他辺が熱融着により封止され、その後、開口部より電解液を注入し、その開口部を熱溶着により封止することで作製される。
【０００５】
電解液を注入する前の外装体の内容積は、収容する積層体よりも過剰に設けられる。そして、外装体に過剰に設けられた空間部は、電解液が電極体に含浸するまでの一時的な電解液の貯留場所として使用される。他にも、電解液注入後にセルに対して充放電操作や温度印加などのエージング工程を経た後に内部で発生したガスを取り除き再度封止するための余剰部としても、外装体に過剰に設けられた空間部が使用される。
【０００６】
例えば、積層式二次電池として、外装体の内側に設けられた樹脂層に非水電解質の減少を抑制するための凹部を設ける従来技術がある。また、外装体の開口部側を所要形状・寸法よりも大きく設定して注入電解液の一次溜まり領域とし、所要の電解液注入後に所要形状・寸法領域を封止した後に切断する従来技術がある。また、正極と負極をセパレータを介して積層した積層体について、少なくとも一方の電極を折り返して積層する従来技術がある。さらに、集電体の一方の面に活物質層を配置し、他方の面に摩擦力が一方の面よりも小さい層を配置して湾曲時のサイクル特性の悪化を軽減する従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１８−１４７５７３号公報
【特許文献２】特開２０００−３１１６６１号公報
【特許文献３】特開平１１−１６７９３０号公報
【特許文献４】特開２０１６−１３６５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、少なくとも一方の極性の電極が他方の極性の電極と対向して位置するように折り返された形で積層された積層体では、以下の問題が考えられる。例えば、この積層体を、一端が開口した状態で外装フィルムを封止して、電解液注入後に、減圧により電解液を含浸する場合、十分に内部の気体を逃すことができないおそれがある。具体的には、積層体の折り返された部分が封止後の外装フィルムの開口部側に配置された場合、折り返された部分で気体の流れが遮られて気体が十分に流出しないおそれがある。
【０００９】
気体の除去が不十分な状態のままのセルの周囲の空間が減圧されると、外側からセルに掛かっていた大気圧が減少し、外装体の内部の気体が膨張する。この場合、外装フィルムは、変形しながら膨張する。通常、ラミネートフィルムなどの外装フィルムは塑性変形するため、ガスにより膨らむと外装フィルムは伸びた状態となる。その後、大気圧に戻すと、内部の気体が収縮して、外装フィルムの膨張が収まりしわが残る。特に薄形電池では、しわによって部分的に厚みが厚くなると、機器に入らないなどの不具合が発生するおそれがある。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、外観不良を軽減した蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法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】
【００１１】
本願の開示する蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法の一つの態様において、外装体は、外周の一部に最終封止部を有する密閉された中空形状である。第１極部材は、正又は負の極性を有する折り返された板状部材であり、折り返し箇所の外側が前記最終封止部以外の方向に向けて配置されて前記外装体に格納される。第２極部材は、前記第１極部材と反対の極性を有する板状部材であり、前記第１極部材の折り返された間にセパレータを介して挟まれて積層された状態で前記外装体に格納される。電解液は、前記外装体内に注入される。
【発明の効果】
【００１２】
１つの側面では、本発明は、外観不良を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１に係るリチウムイオン二次電池の透視斜視図である。
【図２】図２は、実施例１に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。
【図３】図３は、折り返し箇所の外側を開口部に向けて設置した場合の排気状態を表す図である。
【図４】図４は、折り返し箇所の外側を開口部以外の方向に向けて設置した場合の排気状態を表す図である。
【図５】図５は、実施例２に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。
【図６】図６は、実施例３に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。
【図７】図７は、実施例４に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。
【図８】図８は、３枚以上に折り返された正極及び２枚以上に折り返された負極の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係るリチウムイオン二次電池の透視斜視図である。本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００は、正極１、負極２、外装体３、並びに、セパレータ４１及び４２を有する。
【００１６】
正極１は、折り返し箇所１２で折り返された板状部材であり、折り返し箇所１２を挟んで平面１３及び平面１４を有する。平面１３の折り返し箇所１２と逆側の端部に端子となるタブ１１が設けられる。
【００１７】
本実施例に係る正極１は、以下の方法で生成される。アルミニウム集電体の片面に、活物質であるＬｉ２Ｃｏ０２を９４重量部、導電材であるアセチレンブラックを３重量部、バインダであるＰＶｄＦを３重量部で調整したスラリーを、片面塗装工量１３．５ｍｇ／ｃｍ２で塗布する。この時、３０×３０ｍｍの活物質層が２ｍｍの無地部を挟んで２箇所に配置されるように、スラリーを塗布する。次に、スラリーが塗布された部材を、乾燥及びプレスした後、２箇所の３０×３０ｍｍの活物質層及びその間の２ｍｍの無地部を含む３０×６２ｍｍの領域を切り出して、正極１を生成する。この３０×６２ｍｍの領域には、タブ１１が溶接される部分は含まれない。実際には、３０×６２ｍｍの部材にタブ１１が溶接される部分が付属した形状で正極１を切り出す。
【００１８】
２ｍｍの無地部が折り返し箇所１２にあたる。また、２ｍｍの無地部を挟む２つの３０×３０ｍｍの活物質層のうちのタブ１１が接続された側が平面１３にあたる。また、２ｍｍの無地部を挟む２つの３０×３０ｍｍの活物質層のうちのタブ１１が接続されていない側が平面１４にあたる。正極１は、平面１３及び１４ともに厚みが８０μｍ程度である。
【００１９】
負極２は、板状部材である。負極２は、後述するように正極１と積層された状態で、正極１の折り返し箇所１２と逆側の端部に端子となるタブ２１が設けられる。
【００２０】
負極２は、以下の方法で生成される。銅集電体の両面に、グラファイトを９６重量部、増粘剤であるＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を１重量部、バインダであるＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）を３重量部の組成に調整したスラリーを、片面塗装工量５．５ｍｇ／ｃｍ２で塗布する。次に、スラリーが塗布された部材を、乾燥及びプレスした後、３１×３１ｍｍで切り出して、負極２を生成する。この３１×３１ｍｍの領域には、タブ２１が溶接される部分は含まれない。実際には、３１×３１ｍｍの部材にタブ２１が溶接される部分が付属した形状で負極２を切り出す。負極２の厚みは、１００μ程度である。
【００２１】
図１に示すように、折り返し箇所１２で折り返された正極１の平面１３と平面１４との間に平面１３側から順に、セパレータ４１、負極２、セパレータ４２が配置され積層されて、積層体５０が形成される。
【００２２】
本実施例における電解液４は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを重量比で１対２とした混合溶媒にＬｉＰＦ６を１モル／Ｌの濃度で溶解した溶液である。
【００２３】
本実施例に係るセパレータ４１及び４２は、厚さ２０μｍのセルロース性不織布である。外装体３は、アルミラミネートフィルムで形成された厚みが薄い中空形状の部材であり、薄形の袋形状である。
【００２４】
外装体３の内部空間には、積層体５０及び電解液４が真空封止される。本実施例に係る外装体３は、長方形の表面を有し、図１に向かって上側の辺が、リチウムイオン二次電池１００の製造において最後に封止された最終封止部３０である。積層体５０は、正極１の折り返し箇所１２の外側を最終封止部３０以外の方向に向けて、外装体３の内部空間に配置される。言い換えれば、正極１の折り返し箇所１２の外側が最終封止部３０の方向に向かないように、積層体５０が外装体３の内部空間に配置される。また、正極１に接続されたタブ１１及び負極２に接続されたタブ２１が外装体３の外部に突出する。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法について説明する。図２は、実施例１に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。
【００２６】
３０×６２ｍｍの長方形の正極１及び３１×３１ｍｍの負極２を用意する。次に、正極１の長手方向を折り返し箇所１２で折り返して平面１３及び１４を形成する。さらに、平面１３における折り返し箇所１２とは反対側の辺に、タブ１１を接続する。また、負極２の１辺にタブ２１を接続する（ステップＳ１０１）。正極１を折り返すことで、負極２を挟む平面１３及び１４の位置合わせを行った上で１辺を溶接する手間を省くことができる。
【００２７】
次に、折り返した正極１の平面１３及び１４の間に、負極２、並びに、セパレータ４１及び４２を挟んで積層して積層体５０を生成する（ステップＳ１０２）。ここで、図２では、セパレータ４１及び４２を省略して図示した。
【００２８】
次に、外装体３となる長方形のアルミラミネートフィルムを２枚用意する。次に、タブ１１及び２１が図２の紙面に向かって右側の外部に突出する状態で２枚のアルミラミネートフィルムに積層体５０を挟む。この場合、折り返し箇所１２は、アルミラミネートフィルムの図２に向かって左側の辺の近傍に位置する。図２における折り返し位置１２０は、正極１の折り返し箇所１２が位置する外装体３における場所を表す。そして、積層体５０を挟む２枚のアルミラミネートフィルムの折り返し位置１２０の近傍の１辺に隣接する１つの辺を開口部３２として残し、他の３辺を熱融着して外装体３を形成する（ステップＳ１０３）。これにより、積層体５０は、折り返し位置１２０が外装体３の開口部３２とは異なる辺の近傍に位置する状態で外装体３の中空部３１に配置される。本実施例では、中空部３１の図２に向かって上側に開口部３２が存在し、図２に向かって左側に折り返し位置１２０が配置される。
【００２９】
次に、外装体３の残された開口部３２から電解液４を注液する。さらに、電解液４が注液された外装体３を含む空間が減圧され、中空部３１から空気が排出される。これにより、電解液４が正極１及び負極２に含浸する（ステップＳ１０４）。
【００３０】
ここで、一般に正極１及び負極２は、集電体上に合材層を形成して製造される。合材層は、活物質及び導電助剤などの粒子をバインダなどで結着させた部材であり、気体が通過可能である。一方、集電体は金属箔であるため、気体が通過することは困難である。そのため、折り返し位置１２０と開口部３２との位置関係によって、内部の気体の排出に、以下のような違いが発生する。
【００３１】
図３は、折り返し箇所の外側を開口部に向けて設置した場合の排気状態を表す図である。図３に示すように、折り返し箇所１２の外側が、開口部３２の方向に向いて配置された状態では、中空部３１の内部の気体を排出する際に、折り返された正極１の集電体が気体の流れを阻害する。そのため、この場合、中空部３１から排出される気体の流れは排気Ａ１及びＡ２となる。気体の通り道となる正極１と外装体３との隙間は、例えば、０．５ｍｍ程度である。さらに、外装体３の厚みが８０μｍ程度であり、気体を排気する際の中空部３１の高さ方向の長さは２００〜３２０μｍ程度である。そして、正極１の平面１３及び１４共に厚みが８０μｍ程度である。また、負極２の厚みは１００μｍ程度である。このように高さ方向の空間が狭く、加えて、電解液４の存在や外装体３を形成するアルミラミネートの密着などにより、中空部３１の内部の気体を排出するための隙間は非常に小さくなる。そのため、図３のような配置の場合、中空部３１に存在する気体を十分に排気することは困難である。
【００３２】
一方、図４は、折り返し箇所の外側を開口部以外の方向に向けて設置した場合の排気状態を表す図である。図４に示すように、開口部３２の方向に折り返し箇所１２以外が向くように正極１が配置された場合、正極１の集電体による気体の流れの阻害が軽減される。この場合、中空部３１から排出される気体の流れは排気Ａ３となる。この場合は、開口部３２の全面から気体が排気されるため、中空部３１に存在する気体を十分に排気することができる。このように、図４のような配置であれば、ステップＳ１０４における中空部３１の減圧による排気を十分に行うことができ、電解液４の正極１及び負極２への十分な含浸を行うことができる。
【００３３】
図２に戻って説明を続ける。ステップＳ１０４で排気を行った後に、開口部３２を封止する。これにより、外装体３には封止部３３が形成される。さらに、タブ１１及び２１を用いて初期充電などのエージング工程を行う（ステップＳ１０５）。本実施例では、初期充電として、３０ｍＡの定電流で３０分充電を行った。このエージング工程により、中空部３１にガスが発生する。
【００３４】
次に、外装体３の封止部３３側をカットする。これにより、外装体３には、開口部３４が形成される（ステップＳ１０６）。余剰領域３５が破棄されるとともに、このようにエージング工程で発生したガスを中空部３１から抜くために外装体３の封止部３３側がカットされるので、外装体３は、最終的なリチウムイオン二次電池１００の形状及び寸法よりも大きく形成される。すなわち、外装体３は、カットされる余剰領域３５を有する。
【００３５】
次に、積層体５０が配設され電解液４が注入された状態の外装体３を含む空間の減圧が行われて外装体３の開口部３４からエージング工程で発生したガスが排出される（ステップＳ１０７）。この工程においても、折り返し箇所１２の外側が開口部３４の方向に向いて配置された状態では、ガスの排出が不十分となる。この点、本実施例に係る製造方法では、折り返し箇所１２の外側が開口部３４以外の方向に向いて配置されるため、減圧により中空部３１のガスを十分に排出することができる。
【００３６】
その後、開口部３４を真空封止して、リチウムイオン二次電池１００が完成する（ステップＳ１０８）。リチウムイオン二次電池１００は、最終封止部３０を有する。
【００３７】
ここで、最終封止部３０は、リチウムイオン二次電池１００の外観からは特定することは困難である。ただし、本製造方法においては、開口部３２から電解液４を注液するため、最終的に開口部３４に若干の電解液４が付着した状態で封止が行われる。そのため、最終封止部３０には特に電解質である塩の成分が付着した状態となる。例えば、本実施例では、電解液４にＬｉＰＦ６が含まれているので、リン及びフッ素の塩が最終封止部３０に付着する。このように、塩の有無を調査することで、最終封止部３０を特定することが可能である。
【００３８】
本実施例に係る製造方法でリチウムイオン二次電池１００を１０セル作製した場合、いずれのリチウムイオン二次電池１００についても外装体３を形成するアルミラミネートフィルム上にしわなどの不具合の発生はなかった。
【００３９】
これに対して、比較例として、図３に示すように、折り返し箇所１２の外側が開口部３２の方向に向いた状態でリチウムイオン二次電池１００を作成した。この比較例における正極１、負極２、外装体３、並びに、セパレータ４１及び４２はいずれも実施例１と同様である。この場合、作成されたリチウムイオン二次電池１００の１０セル中のうち８セルにおいてアルミラミネートフィルム上にしわなどの不具合が発生した。この場合のアルミラミネートフィルム上のしわなどの不具合は、電解液４の含浸時及びエージング工程で発生したガスの排出時に内部の空気の排出が不十分であり、外装体３が膨らんだことで発生したと考えられる。
【００４０】
さらに、アルミラミネートフィルムなどを外装フィルムとして使用する電池においては、積層体５０を収容するために外装フィルムを積層体５０の形状に変形させる絞り加工を行う場合がある。絞り加工を行うことによって、積層体５０を収容するための空間が形成され、外装フィルムの内部の気体が通過するスペースが確保され易くなる。しかしながら、カードやウェアラブルコンピュータなどにおいては、厚み１ｍｍ以下の薄形電池が求められる。このような薄形電池では、絞り加工が行われない場合が多い。本実施例でも、絞り加工は行わない。本実施例では、絞り加工を行わないため、外装体３は、積層体５０や外装体３を形成するアルミラミネートフィルム同士が密着し、気体の通り道が造られ難い。そのため、本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法では、折り返し箇所１２の外側が開口部３２以外の方向に向くことが、中空部３１の中の気体を十分に抜くために効果的である。
【００４１】
以上に説明したように、本実施例に係るリチウムイオン二次電池は、最終封止部以外の方向に電極の折り返し箇所の外側が向くように積層体が外装体の内部に配設される。これにより、リチウムイオン二次電池の製造中に内部の気体を十分に抜くことができる。したがって、リチウムイオン二次電池の外観不良を軽減することができる。特に、薄形電池の場合に、機器に入らないなどの不具合の発生を軽減することができる。
【実施例２】
【００４２】
図５は、実施例２に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法は、アルミラミネートフィルムを折り返して外装体３を形成することが実施例１と異なる。以下に本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法について説明する。ここで、本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００における正極１、負極２、並びに、セパレータ４１及び４２はいずれも実施例１と同様である。また、外装体３も折り返し構造である以外は、実施例１と同様である。
【００４３】
図５に示すように、正極１を折り返し箇所１２で折り返して平面１３及び１４を形成する。次に、正極１にタブ１１を接続し、負極２にタブ２１を接続する（ステップＳ２０１）。
【００４４】
次に、折り返された正極１の平面１３及び１４の間に、負極２、並びに、セパレータ４１及び４２を挟んで積層して積層体５０を生成する。次に、積層体５０を挟めるサイズの長方形のアルミラミネートフィルムを用意する。そして、アルミラミネートフィルム上に積層体５０を載置して、アルミラミネートフィルムを折り返して積層体５０をアルミラミネートフィルムで挟む（ステップＳ２０２）。ここで、開口部３２の方向に折り返し箇所１２の外側が向かないように、正極１の折り返し方向と同じ方向にアルミラミネートフィルムを折り返すことが好ましい。
【００４５】
次に、積層体５０を挟むアルミラミネートフィルムの２辺を熱融着し、残りの１辺の開口部３２を有する外装体３を形成する（ステップＳ２０３）。これにより、積層体５０は、折り返し位置１２０が外装体３の開口部３２とは異なる辺の近傍に位置する状態で外装体３の中空部３１に配置される。
【００４６】
次に、外装体３の残された開口部３２から電解液４を注液する。さらに、電解液４が注液された外装体３を含む空間が減圧され、中空部３１から空気が排出される。これにより、電解液４が正極１及び負極２に含浸する（ステップＳ２０４）。この場合も、折り返し箇所１２の外側が開口部３２以外の方向に向けて配置されているので、中空部３１の減圧による排気を十分に行うことができ、電解液４の正極１及び負極２への十分な含浸を行うことができる。
【００４７】
次に、開口部３２を封止する。これにより、外装体３には封止部３３が形成される。さらに、タブ１１及び２１を用いて初期充電などのエージング工程を行う（ステップＳ２０５）。
【００４８】
次に、外装体３の封止部３３側をカットする。これにより、外装体３には、開口部３４が形成される（ステップＳ２０６）。この場合も、外装体３は、カットされる余剰領域３５を有する。
【００４９】
次に、積層体５０が配設され電解液４が注入された状態の外装体３を含む空間の減圧が行われて外装体３の開口部３４からエージング工程で発生したガスが排出される（ステップＳ２０７）。この場合も、折り返し箇所１２の外側が開口部３４以外の方向に向けて配置されるので、減圧により中空部３１のガスを十分に排出することができる。
【００５０】
その後、開口部３４を真空封止して、リチウムイオン二次電池１００が完成する（ステップＳ２０８）。リチウムイオン二次電池１００は、最終封止部３０を有する。
【００５１】
以上に説明したように、本実施例に係るリチウムイオン二次電池は、アルミラミネートフィルムを折り返すことで、積層体を挟み込み外装体を形成することができる。これにより、アルミラミネートフィルムの位置合わせや１辺の封止工程を削減することができ、リチウムイオン二次電池の製造工程を削減することができる。また、本実施例に係る製造方法でも、リチウムイオン二次電池の製造中に内部の気体を十分に抜くことができ、リチウムイオン二次電池の外観不良を軽減することができる。
【実施例３】
【００５２】
図６は、実施例３に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００は、正極１に対するタブ１１の接続位置が実施例１と異なる。以下に本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法について説明する。ここで、本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００における負極２、外装体３、並びに、セパレータ４１及び４２はいずれも実施例１と同様である。また、正極１もタブ１１の接続位置以外は、実施例１と同様である。
【００５３】
図６に示すように、３０×６２ｍｍの長方形の正極１及び３１×３１ｍｍの負極２を用意する。次に、正極１の長手方向を折り返し箇所１２で折り返して平面１３及び１４を形成する。さらに、平面１３における折り返し箇所１２に隣り合う辺に、タブ１１を接続する。また、負極２の１辺にタブ２１を接続する（ステップＳ３０１）。
【００５４】
次に、折り返された正極１の平面１３及び１４の間に、負極２、並びに、セパレータ４１及び４２を挟んで積層して積層体５０を生成する（ステップＳ３０２）。
【００５５】
次に、外装体３となる長方形のアルミラミネートフィルムを２枚用意する。次に、タブ１１及び２１が図６に向かって下方向の外部に突出する状態で２枚のアルミラミネートフィルムに積層体５０を挟む。この場合、折り返し箇所１２は、アルミラミネートフィルムの図６に向かって右側の辺の近傍に位置する。そして、積層体５０を挟む２枚のアルミラミネートフィルムの折り返し位置１２０の近傍の１辺に隣接する１つの辺を開口部３２として残し、他の３辺を熱融着して外装体３を形成する（ステップＳ３０３）。これにより、積層体５０は、折り返し位置１２０が外装体３の開口部３２とは異なる辺の近傍に位置する状態で外装体３の中空部３１に配置される。本実施例では、中空部３１の紙面に向かって上側に開口部３２が存在し、図６に向かって右側に折り返し位置１２０が配置される。
【００５６】
次に、外装体３の残された開口部３２から電解液４を注液する。さらに、電解液４が注液された外装体３を含む空間が減圧され、中空部３１から空気が排出される。これにより、電解液４が正極１及び負極２に含浸する（ステップＳ３０４）。この場合も、折り返し箇所１２の外側が開口部３２以外の方向に向けて配置されているので、中空部３１の減圧による排気を十分に行うことができ、電解液４の正極１及び負極２への十分な含浸を行うことができる。
【００５７】
次に、開口部３２を封止する。これにより、外装体３には封止部３３が形成される。さらに、タブ１１及び２１を用いて初期充電などのエージング工程を行う（ステップＳ３０５）。
【００５８】
次に、外装体３の封止部３３側をカットする。これにより、外装体３には、開口部３４が形成される（ステップＳ３０６）。この場合も、外装体３は、カットされる余剰領域３５を有する。
【００５９】
次に、積層体５０が配設され電解液４が注入された状態の外装体３を含む空間の減圧が行われて外装体３の開口部３４からエージング工程で発生したガスが排出される（ステップＳ３０７）。この場合も、折り返し箇所１２の外側が開口部３４以外の方向に向けて配置されるので、減圧により中空部３１のガスを十分に排出することができる。
【００６０】
その後、開口部３４を真空封止して、リチウムイオン二次電池１００が完成する（ステップＳ３０８）。リチウムイオン二次電池１００は、最終封止部３０を有する。
【００６１】
以上に説明したように、本実施例に係るリチウムイオン二次電池は、正極の短手側にタブが接続されている。このように、タブの位置が異なる構造でも最終封止部以外の方向に電極の折り返し箇所の外側が向くように積層体を外装体の内部に配設することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の製造中に内部の気体を十分に抜くことができ、リチウムイオン二次電池の外観不良を軽減することができる。
【実施例４】
【００６２】
図７は、実施例４に係るリチウムイオン二次電池の製造手順を表す図である。本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００は、正極１を３つに折り返し、負極２を２つに折り返して、正極１の平面と負極２の平面とが交互に積層される構造を有することが実施例１と異なる。以下に本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００の製造方法について説明する。ここで、本実施例に係るリチウムイオン二次電池１００における外装体３、並びに、セパレータ４１及び４２はいずれも実施例１と同様である。また、正極１及び負極２も形状以外は、実施例１と同様である。
【００６３】
図７に示すように、長方形の正極１及び長方形の負極２を用意する。次に、正極１の長手方向を折り返し箇所１２及び折り返し箇所１５で折り返して平面１３、１４及び１６を形成する。また、負極２を折り返し箇所２２で折り返して平面２３及び２４を形成する。さらに、平面１３における折り返し箇所１２と反対側の辺に、タブ１１を接続する。また、負極２の折り返し箇所２２と隣り合う辺にタブ２１を接続する（ステップＳ４０１）。
【００６４】
次に、折り返した正極１の平面１３及び１４の間にセパレータを介して負極２の平面２３を挟み、正極１の平面１４及び１６の間に負極２のセパレータを介して平面２４を挟んで積層して積層体５０を生成する（ステップＳ４０２）。図７では、セパレータは省略した。ここで、図７の折り返し位置１２０は、折り返し箇所１２が位置する場所を表す。また、折り返し位置１５０は、折り返し箇所１５が位置する場所を表す。また、折り返し位置２２０は、折り返し箇所２２が位置する場所を表す。
【００６５】
次に、外装体３となる長方形のアルミラミネートフィルムを２枚用意する。次に、タブ１１及び２１が図７に向かって右方向の外部に突出する状態で２枚のアルミラミネートフィルムに積層体５０を挟む。この場合、折り返し位置１２０は、アルミラミネートフィルムの図７に向かって左側の辺の近傍に位置する。また、折り返し位置１５０は、アルミラミネートフィルムの図７に向かって右側の辺の近傍に位置する。また、折り返し位置２２０は、アルミラミネートフィルムの図７に向かって下側の辺の近傍に位置する。そして、積層体５０を挟む２枚のアルミラミネートフィルムの折り返し位置１２０、１５０及び２２０の近傍に位置する３辺を熱融着し、残りの１辺を開口部３２として有する外装体３を形成する（ステップＳ４０３）。これにより、積層体５０は、折り返し位置１２０、１５０及び２２０が外装体３の開口部３２とは異なる辺の近傍に位置する状態で外装体３の中空部３１に配置される。
【００６６】
次に、外装体３の残された開口部３２から電解液４を注液する。さらに、電解液４が注液された外装体３を含む空間が減圧され、中空部３１から空気が排出される。これにより、電解液４が正極１及び負極２に含浸する（ステップＳ４０４）。この場合も、折り返し箇所１２、１５及び２２の外側がいずれも開口部３２以外の方向に向けて配置されているので、中空部３１の減圧による排気を十分に行うことができ、電解液４の正極１及び負極２への十分な含浸を行うことができる。
【００６７】
次に、開口部３２を封止する。これにより、外装体３には封止部３３が形成される。さらに、タブ１１及び２１を用いて初期充電などのエージング工程を行う（ステップＳ４０５）。
【００６８】
次に、外装体３の封止部３３側をカットする。これにより、外装体３には、開口部３４が形成される（ステップＳ４０６）。この場合も、外装体３は、カットされる余剰領域３５を有する。
【００６９】
次に、積層体５０が配設され電解液４が注入された状態の外装体３を含む空間の減圧が行われて外装体３の開口部３４からエージング工程で発生したガスが排出される（ステップＳ４０７）。この場合も、折り返し箇所１２、１５及び２２の外側がいずれも開口部３４以外の方向に向けて配置されるので、減圧により中空部３１のガスを十分に排出することができる。
【００７０】
その後、開口部３４を真空封止して、リチウムイオン二次電池１００が完成する（ステップＳ４０８）。リチウムイオン二次電池１００は、最終封止部３０を有する。
【００７１】
以上に説明したように、本実施例に係るリチウムイオン二次電池は、正極が３枚に折り返され、負極が２枚に折り返されて積層されて積層体が生成される。このように、複数の折り返し箇所を有する構成でも最終封止部以外の方向に電極の折り返し箇所の外側が向くように積層体を外装体の内部に配設することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の製造中に内部の気体を十分に抜くことができ、リチウムイオン二次電池の外観不良を軽減することができる。
【００７２】
（変形例）
また、以上の説明では、正極が３枚に折り返され、負極が２枚に折り返された場合で説明したが、正極及び負極がそれ以上の枚数に折り返されて積層された構造であっても折り返し箇所が存在しない１辺が存在する積層体であれば用いることができる。その場合、折り返し箇所が存在しない１辺が最終封止部側の辺として配置されればよい。
【００７３】
図８は、３枚以上に折り返された正極及び２枚以上に折り返された負極の一例を示す図である。この場合、正極１は、図８に示すように４つの平面１３，１４、１６及び１８を有する。平面１３と平面１４との間に折り返し箇所１２が存在する。また、平面１４と平面１６との間に折り返し箇所１５が存在する。また、平面１３と平面１８との間に折り返し箇所１７が存在する。そして、平面１３の折り返し箇所１２と反対側の辺にタブ１１が接続される。そして、正極１は、折り返し箇所１２で山折りに折り返され、折り返し箇所１５で谷折りに折り返され、さらに、折り返し箇所１７で谷折りに折り返される。
【００７４】
負極２は、平面２３、２６及び２８を有する。平面２３と平面２６との間に折り返し箇所２５が存在する。また、平面２６と平面２８との間に折り返し箇所２７が存在する。そして、負極２は、折り返し箇所２５で山折りに折り返され、折り返し箇所２７で山折りに折り返される。
【００７５】
そして、折り返された正極１と負極２とが組み合わされて、平面２３が平面１３と平面１８との間に位置し、平面２６が平面１４と平面１６との間に位置し、平面２８が平面１３と平面１４との間に位置するように積層される。この場合、正極１における平面１３の折り返し箇所１７と逆側であり負極２における平面２６の折り返し箇所２７と逆側となる箇所が折り返された辺が位置しない場所となる。この場所を最終封止部の側に配置することで、リチウムイオン二次電池の製造中に内部の気体を十分に抜くことができ、リチウムイオン二次電池の外観不良を軽減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  正極
２  負極
３  外装体
４  電解液
１１，２１  タブ
１２  折り返し箇所
３０  最終封止部
４１，４２  セパレータ
５０  積層体
１００  リチウムイオン二次電池
１２０  折り返し位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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