(57)【要約】【課題】発電要素を収容する外装体が所定の形状に形成されているか否かを低コストで容易に検査でき、それによって不良品を容易に排除することを可能にする電池用外装材を提供する。【解決手段】発電要素（積層体４）を収容して封止する外装体５を形成するフィルム状の電池用外装材６ａの外表面の少なくとも一部に格子模様１１が形成されている。【選択図】図２
2014179271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収容して封止する外装体を形成するフィルム状の電池用外装材であって、外表面の少なくとも一部に格子模様が形成されている、電池用外装材。
【請求項２】
前記積層体を収容する収容部と、該収容部の外側に位置する封止部とを有し、少なくとも前記収容部の外表面に前記格子模様が形成されている、請求項１に記載の電池用外装材。
【請求項３】
前記格子模様は、前記電池用外装材の表面に印刷を行うことによって、または前記電池用外装材の表面に線を刻むことによって形成されている、請求項１または２に記載の電池用外装材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電池用外装材からなる外装体と、前記外装体の内部に収容されている前記発電要素と、を含む電池。
【請求項５】
前記発電要素は、正極と負極とをセパレータを挟んで交互に積層した積層体である、請求項４に記載の電池。
【請求項６】
発電要素を収容して封止する外装体を形成するフィルム状の電池用外装材の検査方法であって、前記電池用外装材の外表面の少なくとも一部に形成されている格子模様の変形状態に基づいて、前記外装体が所定の形状に形成されているか否かを検査する、電池用外装材の検査方法。
【請求項７】
前記電池用外装材は、前記発電要素を収容する収容部と、該収容部の外側に位置する封止部とを有しており、前記格子模様の変形状態に基づいて、前記外装体を構成する前記電池用外装材の前記収容部が所定の形状に形成されているか否かを検査する、請求項６に記載の電池用外装材の検査方法。
【請求項８】
前記格子模様は、前記電池用外装材に前記収容部を形成するための加工を施す前に形成しておく、請求項７に記載の電池用外装材の検査方法。
【請求項９】
前記格子模様は、前記電池用外装材の表面に印刷を行うことによって、または前記電池用外装材の表面に線を刻むことによって形成する、請求項６から８のいずれか１項に記載の電池用外装材の検査方法。
【請求項１０】
前記電池用外装材を含む外装体と、前記外装体の内部に収容されている発電要素とを含む電池の検査方法であって、
前記電池用外装材によって前記外装体を構成するとともに前記外装体の内部に前記発電要素を収容した後に、請求項６から９のいずれか１項に記載の電池用外装材の検査方法の工程を行う、電池の検査方法。
【請求項１１】
前記発電要素は、正極と負極とをセパレータを挟んで交互に積層した積層体である、請求項１０に記載の電池の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用外装材および電池とそれらの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜４に開示されているように、発電要素を外装体の内部に収容した構成の二次電池が広く用いられている。外装体はフィルム状の電池用外装材からなり、発電要素の上下に位置する電池用外装材が発電要素を挟み込んだ状態で、発電要素の周囲において互いに当接する上方の電池用外装材と下方の電池用外装材とが接合されることによって、発電要素を封止している。外装体は、発電要素の周囲において電池用外装材同士が接合されている部分（外周部分）は薄く、発電要素を挟んで対向している部分（中央部分）は厚くなっている。従って、上方と下方の少なくとも一方の電池用外装材は、発電要素を挟み込む中央部分がカップ状（深絞り形状）に形成された収容部を有している。なお、上方の電池用外装材と下層の電池用外装材はそれぞれ別々に作製されていてもよいが、１枚のフィルムが折り曲げられて発電要素の上方と下方に配置された構成であってもよい。一般的な発電要素は、正極と負極がセパレータを介して交互に積層された積層体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５２６６０号公報
【特許文献２】特開２００１−５２７４８号公報
【特許文献３】特開２００３−２１６０４号公報
【特許文献４】特開２０１１−５４５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、二次電池の容量の増大の要求に応えるため、積層される正極および負極の数を増やして発電要素（積層体）を厚くする傾向がある。外装体の外周部分は強固に接合されるため上下の電池用外装材が隙間なく密着して薄く保たれるのに対し、発電要素が厚くなることに伴って外装体の中央部分はより厚くなる。すなわち、電池用外装材のカップ状の収容部がより深くなり、加工によって変形させる量が大きくなることに伴って製造誤差も大きくなる。その結果、電池用外装材を所望の形状に形成することがより困難になってきている。
【０００５】
特許文献１には、電池の膨張の原因となる水素ガスの発生を防ぐために、発電要素を収容して封止する外装体を構成するフィルム状の電池用外装材の封止部にエンボス加工が施されて、水分の浸入を阻止する強固な封止を実現した電池が開示されている。特許文献２には、特許文献１と同様に、外装体を構成するフィルム状の電池用外装材の封止部に圧痕パターンが形成されて、封止性能（密閉性および気密性）が向上した電池が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、外装体を構成する電池用外装材に、偽造品と識別するための識別標識や凹凸模様が形成された電池が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、外装体を構成する電池用外装材（ラミネートシート材）の欠陥を検知するために、電池用外装材の一方の側から光を照射し、他方の側に配置されたセンサによって受光する検査方法が開示されている。
【０００８】
このように、特許文献１〜２には、封止部の封止性能を向上させるために電池用外装材の封止部に加工を施すことが提案され、特許文献３には、電池を偽造品と識別可能にした構成が提案されているものの、外装体を構成する電池用外装材の形状の正確さについて考慮されてはいない。特許文献４では、電池用外装材の欠陥、すなわち傷や断裂や穴を検知することはできるが、カップ状の収容部の寸法や形状の正確さについて検査することはできない。また、特許文献４では、光源と受光用センサを含む特別な検査装置が必要であり、製造コストの上昇と製造工程の煩雑化を招く。
【０００９】
前記したように、電池容量の増大のために発電要素が厚くなることに伴って、深絞り加工等によってカップ状の収容部を高精度に形成することがより困難になってきている。この収容部は、封止部の内側に位置して積層体を収容する部分であるため、傷や断裂や穴等の欠陥が存在しないとしても、収容部が所定の形状に形成されていないと積層体を安定して保持することができず、発電要素の機能を十分に発揮できない可能性がある。また、発電要素の正極および負極から外装体の外部に延びているリード端子が外部部材に接続されるが、積層体を収容する収容部の形状が正確でないために積層体が安定して保持されないと、リード端子と外部部材との接続が確保できなくなり、電池の使用開始後に接続不良を生じる可能性がある。これらの問題に対して、特許文献１〜４では有効な対策が取られていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、発電要素を収容する外装体が所定の形状に形成されているか否かを低コストで容易に検査でき、それによって不良品を容易に排除することを可能にする電池用外装材と、それを用いた電池と、それらの検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、発電要素を収容して封止する外装体を形成するフィルム状の電池用外装材において、外表面の少なくとも一部に格子模様が形成されていることを特徴とする。この電池用外装材は、積層体を収容する収容部と、収容部の外側に位置する封止部とを有し、少なくとも収容部の外表面に格子模様が形成されているとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、電池用外装材が所望の形状に形成されているか否かの検査を、検査用の特別な装置を必要とせずに、格子模様の変形状態に基づいて容易かつ低コストで実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明に係る電池を示す断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】図１に示す電池の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１に示す電池の、電池用外装材が所望の形状でない場合の一部を拡大して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１（ａ）は本発明に係る電池を示す断面図、図１（ｂ）はその平面図、図２，３はその要部を拡大した斜視図である。本実施形態の電池は二次電池であり、図１に示すように、正極１と負極２がセパレータ３を挟んで交互に積層された構成の積層体４が、発電要素として、図示しない電解質とともに外装体５の内部に収容されている。外装体５は、積層体４の上方と下方に位置する１対のフィルム状の電池用外装材６ａ，６ｂからなる。本実施形態では、積層体４の上方に位置する電池用外装材６ａが、中央部分に、外装体５の内側から見て凹状のカップ状の収容部７を有している。積層体４の下方に位置する電池用外装材６ｂは実質的に平坦である。これらの電池用外装材６ａ，６ｂが積層体４を上下から挟んだ状態で接合されている。積層体４は電池用外装材６ａの収容部７の内部に、具体的には電池用外装材６ａのカップ状の収容部７と平坦な電池用外装材６ａとによって形成された空間内に収容されている。電池用外装材６ａの収容部７の外側（外周部分）において、電池用外装材６ａと電池用外装材６ａは互いに接合されて封止部８を構成している。正極１に接続されている正極リード端子９と、負極２に接続されている負極リード端子１０は、電池用外装材６ａと電池用外装材６ｂとの間を通って外装体５の外部に延びている。なお、図１に示す例では、正極リード端子９と負極リード端子１０が外装体５の内部から同じ方向に延びているが、正極リード端子９と負極リード端子１０とが互いに異なる方向にそれぞれ延びている構成であってもよい。
【００１６】
このような構成において、本実施形態では、収容部７を有する電池用外装材６ａの外表面に格子模様１１が形成されている。この格子模様１１は、電池用外装材６ａに収容部７を形成する前の、平坦なシート材の時点で形成されている。従って、深絞り加工等によってカップ状の収容部７を形成する際に電池用外装材６ａが部分的に延伸するのに伴って、格子模様１１も変形する。このとき、電池用外装材６ａの延伸が規則的かつ均等であれば、図２に示すように、格子模様１１の変形も規則的かつ均等である。しかし、電池用外装材６ａの延伸が不規則または不均等な場合には、図３に示すように、格子模様１１の変形も不規則または不均等である。電池用外装材６ａの延伸が大きい部分は格子模様１１の間隔が広く、電池用外装材６ａの延伸が小さい部分は格子模様１１の間隔が狭くなる。従って、積層体４に合わせた所望の形状のカップ状の収容部７が形成されているか否かを調べることが、格子模様１１の変形状態を目視するだけで可能である。図３に示す例では、格子模様１１が不規則に変形している部分１２が存在し、この部分１２において収容部７が部分的に外表面側に凸状に変形している。このように、収容部７を含む外装体５の意図しない部分的な変形が、目視で容易に検知できる。
【００１７】
本発明において、所望の形状および大きさの収容部７が形成された場合の格子模様１１の変形状態を、シミュレーションによって予め求めておいてもよい。このようにして求めた格子模様１１の変形状態と、実際の製品（電池または電池用外装材６ａ）の格子模様１１とを比較して、一致しない場合には、所望の形状および大きさの収容部７が形成されていないことがわかる。ただし、このようなシミュレーションを行わず，所望の形状および大きさの収容部７が形成された場合の格子模様１１の変形状態を求めておかなくても、作業者が実際の製品の格子模様１１を見て直感的に格子模様１１の変形状態の不規則さや不均等さに気づき、収容部が所望の形状でないことに気づくことができる。すなわち、本発明によると、検査用の特別な装置を必要とせず、また、検査に先立つシミュレーション等の準備作業も必ずしも必要ではなく、極めて容易かつ低コストで電池用外装材６ａの収容部７の形状や大きさの検査を行うことができる。このような検査は、積層体４を収容したり電池用外装材６ｂと接合されて外装体５を構成したりする前の、単体の電池用外装材６ａを対象として行ってもよいが、完成状態の電池に対して行ってもよい。なお、検査を行った後は、格子模様１１が消えても構わない。
【００１８】
なお、電池用外装材６ａ，６ｂは、一般的に、アルミ箔等の金属箔や金属蒸着層が一対の合成樹脂層に挟まれたラミネートフィルムからなる。図１に示すように、別々に作製されて独立した１対の電池用外装材６ａ，６ｂによって外装体５を構成してもよいが、１枚の長尺の電池用外装材を折り曲げて積層体４を挟み込むことによって外装体５を構成してもよい。格子模様１１は、電池用外装材を構成するラミネートフィルムの表面に印刷を行うことや、細い線を刻みつけることなどによって形成される。図１〜３に示す例では、格子模様１１は、外装体５の側辺に平行な複数の線とそれに直交する複数の線とから構成されているが、外装体の側辺に対して斜め（例えば４５度）の方向に延びる複数の線とそれに直交する複数の線とから構成されていてもよい。
【００１９】
前記した実施形態では、上方に位置する電池用外装材６ａのみに収容部７を形成して格子模様１１を形成しているが、下方に位置する電池用外装材６ｂに収容部７を形成してもよく、また、両電池用外装材６ａ，６ｂにそれぞれ収容部７の一部を形成して、両電池用外装材６ａ，６ｂを接合することによって収容部７が形成される構成であってもよい。格子模様１１は、必ずしも電池用外装材６ａ，６ｂの全面に形成する必要はなく、少なくとも収容部７の外表面に形成することが好ましい。そのため、前記した収容部７の形成位置に合わせて、電池用外装材６ａ、または電池用外装材６ｂ、またはその両方に形成される。
【符号の説明】
【００２０】
１      正極
２      負極
３      セパレータ
４      積層体
５      外装体
６ａ，６ｂ      電池用外装材
７      収容部
８      封止部
９      正極リード端子
１０    負極リード端子
１１    格子模様
１２    不規則に変形している部分
【図１】
2014179271.tif 000003
【図２】
2014179271.tif 000004
【図３】
2014179271.tif 000005