(57)【要約】【課題】積層体を簡単に絶縁することができる電池を提供する。【解決手段】第２折り目線１３に沿って基材１１を折り曲げて積層体５を挟み込む。第１折り目線１２に沿って基材１１を折り曲げて集電タブ４の束を電極スリット部１４に挿入する。【選択図】図５
2014197464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極シートおよびセパレータを備えた発電要素と、
前記発電要素の外周を覆う絶縁シートとを備え、
前記絶縁シートに電極スリット部を設け、
前記電極スリット部に前記電極シートを挿入することにより前記発電要素に前記絶縁シートを巻回した状態を保持することを特徴とする電池。
【請求項２】
前記絶縁シートの一端部および他端部に係合スリット部を設け、係合スリット部どうしを係合させることで前記一端部と前記他端部とを接続したことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記絶縁シートは展開状態で矩形状をなし、前記係合スリット部は、前記絶縁シートの長手方向に対して交差する方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記係合スリット部の基端部は弧状に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電池。
【請求項５】
電極シートおよびセパレータを備えた発電要素と、
前記発電要素の外周を覆う絶縁シートとを備え、
前記絶縁シートの一端部および他端部に係合スリット部を設け、係合スリット部どうしを係合させることで前記一端部と前記他端部とを接続したことを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池などの電池の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、積層型リチウムイオン二次電池は、正極および負極を、セパレータを間に挟んで積層し、正極および負極の一側から突出した集電タブを溶接で互いに接続した積層体を絶縁フィルムで絶縁し、積層体に電解液を注入して絶縁フィルムを封止したものである。
【０００３】
従来においては、積層体を絶縁フィルムで覆ってから粘着テープを貼り付けて絶縁フィルムを積層体に固定していた。このような構造では、粘着テープの経年劣化により粘着テープが外れることがあった。また、特許文献１には、多孔質プラスチックフィルムで構成されたケースに積層体を収容し封止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９７８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような技術では、正極および負極とケースとの間に摩擦抵抗があるため、積層体をケースに挿入する作業の作業性が悪いという問題があった。したがって、本発明は、積層体を簡単に絶縁することができる電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電極シートおよびセパレータを備えた発電要素と、発電要素の外周を覆う絶縁シートとを備え、絶縁シートに電極スリット部を設け、電極スリット部に電極シートを挿入することにより発電要素に絶縁シートを巻回した状態を保持することを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、電極スリット部に電極シートを挿入するという簡単な動作で発電要素に絶縁シートを取り付けることができるので、作業性が良好である。また、粘着テープを使用しないので、経年劣化がなく電池の耐久性を向上させることができる。
【０００８】
本発明においては、絶縁シートの一端部および他端部に係合スリット部を設け、係合スリット部どうしを係合させることで一端部と他端部とを接続すると好適である。また、絶縁シートは展開状態で矩形状をなしていると好適であり、係合スリット部は、絶縁シートの長手方向に対して交差する方向に延びていると好適である。この態様によれば、係合状態が解除され難くなる。
【０００９】
係合スリット部の基端部は弧状に形成されていると好適である。これにより、係合スリット部の基端部からの破損を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明は、電極シートおよびセパレータを備えた発電要素と、発電要素の外周を覆う絶縁シートとを備え、絶縁シートの一端部および他端部に係合スリット部を設け、係合スリット部どうしを係合させることで一端部と他端部とを接続したことを特徴とする。
【００１１】
このような電池においては、係合スリット部どうしを係合させるという簡単な動作で発電要素に絶縁シートを取り付けることができるので、作業性が良好である
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絶縁シートを発電要素に簡単に取り付けることができ、作業性が良い等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における電池の製造工程を説明した図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電池において積層体に絶縁シートを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における絶縁シートの展開図である。
【図４】本発明の第１実施形態における絶縁シートに積層体を載置した状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における絶縁シートの電極スリットに積層体のタブを挿入した状態を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における絶縁シートを示す展開図である。
【図７】本発明の第３実施形態における絶縁シートの電極スリットに積層体のタブを挿入した状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態における絶縁シートを示す展開図である。
【図９】本発明の第４実施形態の変更例における絶縁シートを示す展開図である。
【図１０】本発明の第５実施形態における絶縁シートに積層体を載置した状態を示す平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の変更例における絶縁シートに積層体を載置した状態を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態におけるスリットの例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．電池の製造工程
本発明の実施形態の説明に先立ち、電池を製造する工程について図１を参照して説明する。先ず、シート状の素材から正極１、負極２、およびセパレータ３を打ち抜く。次いで、正極１および負極２を真空乾燥し、正極１、セパレータ３、負極２、セパレータ３、正極１、……の順で積層して積層体５とする。その際に、正極１と負極２の集電タブ４を互いに逆方向へ向ける。
【００１５】
次に、積層体５を絶縁シート１０で固定する。この工程は本発明の実施例に係るものであり、後に詳細に説明する。次に、絶縁シート１０から突出した複数の集電タブ４を溶接し、そこへ端子６を溶接する。
【００１６】
積層体５に電解液を注入し、絶縁シート１０を封止する。次に、充放電を繰り返すエージング（慣らし運転）を行った後、ガス抜きを行って電池が完成する。
【００１７】
２．第１実施形態
図２は積層体５に絶縁シート１０を取り付けた状態を示している。この図に示すように、集電タブ（電極シート）４の束は箱状の絶縁シート１０の両側面から突出し、一方の束が正極１のもので他方の束が負極２のものである。また、絶縁シート１０の一側面は開放されており、そこから電解液を注入するようになっている。
【００１８】
図３は絶縁シート１０を展開した状態を示している。図３に示すように、絶縁シート１０は、合成樹脂からなる矩形状の基材１１を有している。基材１１には、長手方向の縁部に沿って延びる互いに平行な第１折り目線１２と、基材１１の中央部において第１折り目線１２に掛け渡された互いに平行な第２折り目線１３が形成されている。また、第１折り目線１２と基材１１の縁部との中間には、電極スリット部１４が基材１１の片側に寄せて形成されている。
【００１９】
図４は絶縁シート１０に積層体（発電要素）５を載置した状態を示している。図５に示すように、集電タブ４の束を電極スリット部１４に挿入する。そのとき、第１折り目線１２に沿って基材１１を折り曲げる。そして、第２折り目線１３に沿って基材１１を折り曲げて積層体５を挟み込み、図２に示す状態とする。
【００２０】
第１実施形態の電池によれば、電極スリット部１４に集電タブ４の束を挿入するという簡単な動作で積層体５を取り付けることができるので、作業性が良好である。また、粘着テープを使用しないので、経年劣化がなく電池の耐久性を向上させることができる。
【００２１】
３．第２実施形態
図６は本発明の第２実施形態を示すものである。この実施形態では、一対の電極スリット部１４が基材１１の長手方向の反対側に配置されている。積層体５に絶縁シート１０を取り付けるには、先ず、第１折り目線１２に沿って基材１１を折り曲げて一方の電極スリット部１４に集電タブ４の束を挿入する。次に、第２折り目線１３に沿って基材１１を折り曲げて積層体５を挟み込み、他方の電極スリット部１４に集電タブ４の束を挿入する。これにより、絶縁シート１０は積層体５から離れない状態となる。このような構成によれば、絶縁シート１０をより強固に積層体５に取り付けることができる。
【００２２】
４．第３実施形態
図７は本発明の第３実施形態を示すものである。この実施形態では、基材１１の長手方向における電極スリット部１４と反対側の位置に、差込みフラップ１５が形成されている。そして、集電タブ４の束を電極スリット部１４に挿入した状態で基材１１を第２折り目線１３に沿って折り曲げ、差込みフラップ１５を電極スリット部１４に差し込む。これにより、絶縁シート１０の閉じた状態が保持される。
【００２３】
５．第４実施形態
図８は本発明の第４実施形態を示すものである。この実施形態では、基材１１の長手方向両端部に、該長手方向に平行な係合スリット部１６が複数形成されている。また、係合スリット部１６の内側には、該長手方向と直交する第３折り目線１７が形成されている。そして、集電タブ４の束を電極スリット部１４に挿入した状態で、基材１１を第２折り目線１３に沿って折り曲げ、さらに第３折り目線１７に沿って折り曲げて係合スリット部１６どうしを係合させる。その際には、一方の係合スリット部１６の片側の細い部分１６ａをねじって他方の係合スリット部１６に差し込んで係合させる。これにより、絶縁シート１０の閉じた状態が保持される。なお、第４実施形態では、積層体５の両側が閉塞されるので、電解液の注入は集電タブ４側から行う必要がある。その場合、集電タブ４の分だけ開放部分が少ないため、電解液の注入に時間が長くかかる。そこで、基材１１の一側部に、複数の穴１９を形成し、穴１９から電解液を注入するようにすることができる。
【００２４】
図９は図８に示す実施形態の変更例を示すものであり、係合スリット部１８が基材１１の長手方向に対して傾斜している点が図８のものと異なっている。この変更例においても、一方の係合スリット部１８の片側の細い部分１８ａをねじって他方の係合スリット部１８に差し込んで係合させる。この場合、細い部分１８ａの縁が基材１１の長手方向に対してなす角度が大きいので、長手方向に向かう引き剥がし力に対する抵抗が大きく、絶縁シート１０の閉じた状態が強固に保持される。
【００２５】
６．第５実施形態
図１０は本発明の第５実施形態を示すものである。この第５実施形態は、巻回型の電池に適用したものである。巻回型の電池では、帯状の正極、セパレータ、および負極を積層し巻回して矩形で略平板状の巻回体（発電要素）２０を作製する。巻回体２０の一側には正極の集電タブ２１、他側には負極の集電タブ２２が設けられ、集電タブ２１，２２には端子２３が接続されている。端子２３には、電気を外部に取り出すための導線２４が接続されている。
【００２６】
絶縁シート３０の基材３１には、その左右両側縁の近傍に側縁と平行な第１折り目線３２が形成され、基材３１の中央部には互いに平行な第２折り目線３３が形成されている。基材３１の上下両側縁には複数（この実施形態では２個）の係合フラップ３４が形成されている。一対の係合フラップ３４には、外方に向けて散開する第１係合スリット部３５と、第１係合スリット部３５から基材３１の縁と平行に外側へ向けて延びる第２係合スリット部３６が形成されている。また、他の一対の係合フラップ３４には、外方に向けて散開する第１係合スリット部３５が形成され、第１係合スリット部３５どうしの間が差込みフラップ３５ａとされている。各係合フラップ３４と基材３１との間には、第３折り目線３７が形成されている。
【００２７】
基材３１の左右両側縁の上側の部分には、外方に向けて散開する第１係合スリット部３５と、第１係合スリット部３５から基材３１の縁と平行に外側へ向けて延びる第２係合スリット部３６が形成されている。また、基材３１の左右両側縁の下側の部分には、外方に向けて散開する第１係合スリット部３５が形成され、第１係合スリット部３５どうしの間が差込みフラップ３５ａとされている。基材３１の左右両側縁の中央部には、折曲げフラップ３８が形成されている。
【００２８】
図１０に示す状態から基材３１を第２折り目線３３に沿って折り曲げ、基材３１によって巻回体２０を挟み込む。次に、折曲げフラップ３８を内側に折り曲げる。折曲げフラップ３８は、隙間を塞ぐ機能を有している。
【００２９】
次に、係合フラップ３４を第３折り目線３７に沿って折り曲げ、差込みフラップ３５ａを上側の係合フラップ３４の第２係合スリット部３６に押し込む。すると、上側の係合フラップ３４の第１係合スリット部３５どうしの間の部分が押し退けられ、差込みフラップ３５ａが第２係合スリット部３６に差し込まれ、両者が係合する。同様に、基材３１の左右両側縁の差込みフラップ３５ａを図１０において上側の第２係合スリット部３６を差し込んで両者を係合させる。
【００３０】
上記第５実施形態においては、差込みフラップ３５ａを第２係合スリット部３６に差し込むという簡単な操作で絶縁シート３０の巻回体２０への取付が完了する。しかも、差込みフラップ３５ａと第２係合スリット部３６の係合形態は、絶縁シート３０を開く方向の力に対しては大きな抵抗となるものであるから、係合状態が強固に保持される。
【００３１】
図１１は上記第５実施形態の変更例を示すものである。この変更例では、係合フラップ３４を省略している。このため、絶縁シート３０を巻回体２０に取り付けた状態において、図１１における上側面が開放される。したがって、導線２４は真っ直ぐに伸びている。
【００３２】
図１２は、スリットの例を示すものである。（Ａ）は普通に切れ目４０を入れたものであり、これでは作業中に切れ目４０の基部から破損するおそれがある。（Ｂ）は切れ目４０の基部に円形部４１を形成したもので、破損し難くなっている。（Ｃ）は切れ目４０の基部に弧状部４２を形成したもので、これでも破損防止の効果はある。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明はリチウムイオン二次電池等の電池に利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  正極
２  負極
３  セパレータ
４  集電タブ（電極シート）
５  積層体（発電要素）
１０  絶縁シート
１１  基材
１４  電極スリット部
１５  差込みフラップ
１６  係合スリット部
１８  係合スリット部
２１，２２  集電タブ
３０  絶縁シート
３１  基材３１
３４  係合フラップ
３５  第１係合スリット部
３６  第２係合スリット部
【図１】
2014197464.tif 000003
【図２】
2014197464.tif 000004
【図３】
2014197464.tif 000005
【図４】
2014197464.tif 000006
【図５】
2014197464.tif 000007
【図６】
2014197464.tif 000008
【図７】
2014197464.tif 000009
【図８】
2014197464.tif 000010
【図９】
2014197464.tif 000011
【図１０】
2014197464.tif 000012
【図１１】
2014197464.tif 000013
【図１２】
2014197464.tif 000014