(57)【要約】【課題】  電解液の染み出しによるシール不良を防ぐ。【解決手段】  リチウム一次電池１Ａは、正極集電体６、正極活物質層４、セパレータ９、負極活物質層５および負極集電体７がこの順に積層された部分である電池本体部１４と、電池本体部１４の気密を保持するシール部１１とを備える。正極集電体６には、シール部１１の形成後に電解液を注入するための電解液注入口６ｈが設けられている。【選択図】  図２
2006318662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータ（９，２９）と、
前記セパレータ（９，２９）の一方の面側に配置された第一電極活物質層（４，２４）と、
前記セパレータ（９，２９）の他方の面側に配置された第二電極活物質層（５，２５）と、
それらセパレータ（９，２９）、第一電極活物質層（４，２４）および第二電極活物質層（５，２５）を包囲する樹脂製の枠部材（２，３）と、
前記枠部材（２，３）の一方の開口を塞ぐようにその枠部材（２）に固定され、前記セパレータ（９，２９）との間で前記第一電極活物質層（４，２４）を保持する第一電極集電体（６，２６）と、
前記枠部材（２，３）の他方の開口を塞ぐようにその枠部材（３）に固定され、前記セパレータ（９，２９）との間に前記第二電極活物質層（５，２５）を保持する第二電極集電体（７，２７）とを備え、
前記第一電極集電体（６，２６）および前記第二電極集電体（７，２７）の少なくとも一方に電解液注入口（６ｈ，２７ｈ）が設けられていることを特徴とする薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【請求項２】
前記第一電極活物質層（４，２４）の前記電解液注入口（６ｈ）に対応する箇所、または、前記第二電極活物質層（５，２５）の前記電解液注入口（２７ｈ）に対応する箇所に窪み（４ｈ）が形成されている請求項１記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）
【請求項３】
前記電解液注入口（６ｈ，２７ｈ）を塞ぐ金属製の蓋（１６）が前記第一電極集電体（６，２６）および／または前記第二電極集電体（７，２７）に取り付けられている請求項１または２記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【請求項４】
前記第二電極活物質層（５）に含有される活物質がリチウムまたはリチウム合金であるリチウム一次電池（１Ａ）として構成され、正極集電体としての前記第一電極集電体（６）にのみ前記電解液注入口（６ｈ）が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ）。
【請求項５】
厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第一シート部材（２）に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第一電極集電体（６）を取り付けて、第一電極活物質（４）を充填するための第一ケース（１２）を作製する工程と、
厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第二シート部材（３）に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第二電極集電体（７）を取り付けて、第二電極活物質（５）を充填するための第二ケース（１３）を作製する工程と、
前記第一ケース（１２）内に第一電極活物質を含む第一電極活物質層（４）を形成し、前記第二ケース（１３）内に第二電極活物質を含む第二電極活物質層（５）を形成し、前記第一電極活物質層（４）と前記第二電極活物質層（５）とを互いに分離するシート状のセパレータ（９）を前記第一ケース（１２）と前記第二ケース（１３）との間に配置し、さらに前記第一シート部材（２）と前記第二シート部材（３）とが前記第一電極集電体（６）と前記第二電極集電体（７）との間に位置する向きで前記第一ケース（１２）と前記第二ケース（１３）とを重ね合わせることにより、前記第一電極集電体（６）、前記第一電極活物質層（４）、前記セパレータ（９）、前記第二電極活物質層（５）および前記第二電極集電体（７）がこの順序で積層された電池本体部（１４）を形成する工程と、
前記第一シート部材（２）および前記第二シート部材（３）を溶融および固化させて、重ね合わせた前記第一ケース（１２）と前記第二ケース（１３）とを結合し、前記電池本体部（１４）の周囲に沿って該電池本体部（１４）の気密を保持するシール部（１１）を形成する工程と、
前記シール部（１１）を形成する工程を行なった後に、前記第一電極集電体（６）および前記第二電極集電体（７）の少なくとも一方に予め形成しておいた電解液注入口（６ｈ）より前記電池本体部（１４）に電解液（ＥＢ）を注入する工程と、
前記電解液注入口（６ｈ）に蓋（１６）をする工程と、
を含むことを特徴とする薄型電池（１Ａ）の製造方法。
【請求項６】
前記薄型電池（１Ａ）は、前記第二電極活物質としてリチウムまたはリチウム合金を用いたリチウム一次電池（１Ａ）であり、
前記第一電極活物質層（４）を前記第一ケース（１２）内に形成する工程は、前記第一電極活物質としての正極活物質を含む正極合材をフィルム状に成形するとともに所定形状に切断して正極側ケースとしての前記第一ケース（１２）内に配置するか、もしくはペースト状の正極合材を前記第一ケース（１２）内に印刷して乾燥させる工程であり、
前記第一ケース（１２）を構成する正極集電体としての前記第一電極集電体（６）にのみ前記電解液注入口（６ｈ）を設けて前記電解液（ＥＢ）を注入する工程を行なう請求項５に記載の薄型電池（１Ａ）の製造方法。
【請求項７】
前記電池本体部（１４）を形成する工程において、前記第一電極活物質層（４）のうち前記第一電極集電体（６）に形成した前記電解液注入口（６ｈ）に対応する部分に窪み（４ｈ）を設けておく請求項５または６記載の薄型電池（１Ａ）の製造方法。
【請求項８】
前記シール部（１１）を形成する工程を室湿雰囲気で行なう一方、該工程の終了後、少なくとも前記第一電極活物質層（４）に含まれる水分を除去するための乾燥工程を行ない、さらに、前記電解液（ＥＢ）を注入する工程と、前記電解液注入口（６ｈ）に蓋（１６）をする工程とをドライルーム等の乾燥雰囲気にて行なう請求項５ないし７のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム一次電池等の薄型電池と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムを負極に用いたリチウム一次電池は、自己放電がきわめて小さく長期保存にも安定した特性を示すため、低負荷でのバックアップ用途を中心に需要がある。中でも、下記特許文献１，２に開示されているものはペーパー型電池と呼ばれ、ＩＣカードやアクティブ型ＲＦＩＤ等への需要拡大が見込まれている。
【０００３】
下記特許文献１，２に開示されているペーパー型電池は、集電体を外装材に兼用した構造を有する。電池内部の気密は、正極集電体と負極集電体とを樹脂製のシール材を介して接合することにより保たれている。
【特許文献１】特許第２９３５４２７号公報
【特許文献２】特開平８−０５５６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば、アルミニウム箔の表裏に樹脂フィルムを貼り合わせたアルミラミネート外装材でセルを包装した構造の電池の場合、アルミラミネート外装材を密封するシール工程を２段階に分けて行なうことにより、セルに電解液を容易に含浸させることができる。具体的には、アルミラミネート外装材が部分的に開封した状態までで第１段階のシール工程を留め、次いでセルに電解液を含浸させる工程を行ない、最後にアルミラミネート外装材を完全に密封する第２段階のシール工程を行なう。
【０００５】
ところが、集電体自身が外装材としての役割を担う構造のペーパー型電池では、シール工程を２段階に分けて間に電解液の注入工程を挟むことが困難である。したがって、正極集電体と負極集電体とをシール材で接合するシール工程よりも前の段階で、正極合材等に電解液を含浸させておく必要がある。具体的には、電解液を予め含有させた泥状の正極合材を正極集電体上またはセパレータ上に印刷する方法、あるいは、フィルム状に成形した正極合材を正極集電体上またはセパレータ上に配置し、正極合材やセパレータに電解液を含浸させる方法を採用する。
【０００６】
上記方法で問題となるのが、正極合材からの電解液の染み出しである。染み出した電解液は、シール材である樹脂の溶融および固化に影響をおよぼし、シール性の低下を招く。そこで本発明は、電解液の染み出しによってシール性の低下を生じることがない構造を持った薄型電池と、その製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の薄型電池は、セパレータと、セパレータの一方の面側に配置された第一電極活物質層と、セパレータの他方の面側に配置された第二電極活物質層と、それらセパレータ、第一電極活物質層および第二電極活物質層を包囲する樹脂製の枠部材と、枠部材の一方の開口を塞ぐようにその枠部材に固定され、セパレータとの間で第一電極活物質層を保持する第一電極集電体と、枠部材の他方の開口を塞ぐようにその枠部材に固定され、セパレータとの間に第二電極活物質層を保持する第二電極集電体とを備え、第一電極集電体および第二電極集電体の少なくとも一方に電解液注入口が設けられていることを主要な特徴とする。
【０００８】
上記本発明によれば、電池内部の気密を確保するシール工程を行なった後で、セパレータ、第一電極活物質層および第二電極活物質層に電解液を含浸させる工程を行なうことができる。シール工程で電解液が染み出してくることが本質的にないため、良好なシール性を容易に確保することができる。
【０００９】
好適な態様において、第一電極活物質層の電解液注入口に対応する箇所、または、第二電極活物質層の電解液注入口に対応する箇所に窪みが形成される。このような窪みがある場合、電解液注入口から注入された電解液が、第一電極活物質層、セパレータおよび第二電極活物質層にスムーズに行き渡る。
【００１０】
また、電解液注入口を塞ぐ金属製の蓋を第一電極集電体および／または第二電極集電体に取り付けることができる。電解液注入口に最終的に蓋をする必要があるが、蓋の材質によっては電解液注入口を通じたガス透過が活発になる可能性がある。したがって、電解液注入口にする蓋はガス透過を遮断できる金属製であることが望ましい。また、蓋と集電体を接着剤で固定する構造が最も低コストである。
【００１１】
また、本発明の薄型電池は、第二電極活物質層に含有される活物質がリチウムまたはリチウム合金であるリチウム一次電池として構成することができる。この場合、正極集電体としての第一電極集電体にのみ電解液注入口を設けるとよい。一般に、リチウム一次電池の負極にはリチウム箔またはリチウム−アルミニウム合金等のリチウム合金箔を用い、正極には主に二酸化マンガン粉末を含む正極合材を用いる。正極合材は電解液を含浸するがリチウム箔は電解液を含浸しない。したがって、電池内部に十分な電解液を補給するには、正極側から電解液を注入することが重要となる。
【００１２】
また、課題を解決するために本発明にかかる薄型電池の製造方法は、厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第一シート部材に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第一電極集電体を取り付けて、第一電極活物質を充填するための第一ケースを作製する工程と、厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第二シート部材に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第二電極集電体を取り付けて、第二電極活物質を充填するための第二ケースを作製する工程と、第一ケース内に第一電極活物質を含む第一電極活物質層を形成し、第二ケース内に第二電極活物質を含む第二電極活物質層を形成し、第一電極活物質層と第二電極活物質層とを互いに分離するシート状のセパレータを第一ケースと第二ケースとの間に配置し、さらに第一シート部材と第二シート部材とが第一電極集電体と第二電極集電体との間に位置する向きで第一ケースと第二ケースとを重ね合わせることにより、第一電極集電体、第一電極活物質層、セパレータ、第二電極活物質層および第二電極集電体がこの順序で積層された電池本体部を形成する工程と、第一シート部材および第二シート部材を溶融および固化させて、重ね合わせた第一ケースと第二ケースとを結合し、電池本体部の周囲に沿って該電池本体部の気密を保持するシール部を形成する工程と、シール部を形成する工程を行なった後に、第一電極集電体に予め形成しておいた電解液注入口より電池本体部に電解液を注入する工程と、電解液注入口に蓋をする工程と、を含むことを主要な特徴とする。
【００１３】
上記本発明の製造方法においては、電池本体部の気密を確保するシール部を形成するためのシール工程を行なった後で、電池本体部に電解液を注入する工程を行なう。シール工程の段階では、セパレータや電極活物質層は電解液を未含浸である。第一シート部材および第二シート部材が溶融および固化するシール工程の最中に電極活物質層から電解液が染み出してきて、染み出した電解液が第一シート部材と第二シート部材との間に介在する問題が本質的に生じない。したがって、良好なシール部を形成することが可能となる。また、シール工程の段階ではセパレータや電極活物質層は電解液を未含浸なので、シール工程をドライルームで行なうことを要しないという利点もある。
【００１４】
本発明の方法によって製造される薄型電池の種類としては、第二電極活物質としてリチウムまたはリチウム合金を用いたリチウム一次電池が好適である。この場合、第一電極活物質層を第一ケース内に形成する工程は、第一電極活物質としての正極活物質を含む正極合材をフィルム状に成形するとともに所定形状に切断して正極側ケースとしての第一ケース内に配置するか、もしくはペースト状の正極合材を第一ケース内に印刷して乾燥させる工程とすることができる。そして、第一ケースを構成する正極集電体としての第一電極集電体にのみ電解液注入口を設けて電解液を注入する工程を行なうことができる。このようにすれば、電池本体部に確実に電解液を注入することができる。
【００１５】
また、電池本体部を形成する工程において、第一電極活物質層のうち第一電極集電体に形成した電解液注入口に対応する部分に窪みを設けておくとよい。このようにすれば、第一電極活物質層に電解液をスムーズに染み込ませることが可能となり、電解液注入工程の迅速化に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１に示すのは、本発明にかかる薄型電池の一実施形態であるリチウム一次電池の斜視図である。図２は図１中のＡ−Ａ断面図である。リチウム一次電池１Ａは全体として方形かつ板状であり、枠部材２，３、正極活物質層４、正極集電体６、負極活物質層５、負極集電体７およびセパレータ９を備える。正極集電体６および負極集電体７は、それぞれ、シール材としての枠部材２，３の開口を塞ぐように枠部材２，３に固定されてリチウム一次電池１Ａの外装材を兼ねている。また、正極集電体６および負極集電体７は、それぞれ、電力取出部６ｔ，７ｔを有する。電力取出部６ｔ，７ｔは、リチウム一次電池１Ａの厚さ方向に直交する面内において枠部材２，３よりも外側に延び出ている。
【００１７】
図２に示すごとく、枠部材２，３は、正極側枠部材２と負極側枠部材３とからなる。正極側枠部材２および負極側枠部材３は向かい合う面で相互に接着されている。枠部材２，３、正極集電体６および負極集電体７によって活物質充填室１０が形成され、その活物質充填室１０にセパレータ９、正極活物質層４および負極活物質層５を収容することにより電池本体部１４が形成されている。また、セパレータ９とは反対側に位置するように、正極集電体６が正極側枠部材２に、負極集電体７が負極側枠部材３にそれぞれ接着されている。これにより、電池本体部１４の気密を保持するシール部１１が形成されている。セパレータ９の周縁部９ｋを負極側枠部材３に固定することにより、活物質充填室１０を正極活物質層４が配置された正極側と、負極活物質層５が配置された負極側とに分断している。活物質充填室１０内において、正極集電体６とセパレータ９との間に正極活物質層４が保持され、負極集電体７とセパレータ９との間に負極活物質層５が保持されている。
【００１８】
外装材を兼ねる正極集電体６には、ほぼ中央に表裏を貫く電解液注入口６ｈが設けられている。電解液注入口６ｈ内には正極活物質層４が露出しているが、電解液注入口６ｈは蓋１６で閉じられているので、電池本体部１４の気密が破られることはない。蓋１６は正極集電体６と同一材質または別材質の薄い金属片であり、接着剤１７を用いて正極集電体６に取り付けられている。
【００１９】
個々の部品について詳しく説明する。枠部材２，３は、窓枠のような形状を持つ薄い樹脂シートであって、シール材としての機能を持たせるために熱融着性を有する熱可塑性樹脂で構成している。たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の水蒸気透過性の低い熱可塑性樹脂で構成された基材の両面に、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、酸変性ポリエチレン（ＰＥ−ａ）、酸変性ポリプロピレン（ＰＰ−ａ）等のホットメルト型接着剤層が形成された樹脂シートを枠部材２，３として用いることができる。もちろん、ホットメルト型接着剤の単層による樹脂シートを用いてもよい。
【００２０】
正極活物質層４は、たとえば６０質量％以上７０質量％以下の正極活物質と、１質量％以上５質量％以下の導電助剤と、２５質量％以上３５質量％以下の電解液とを含む正極合材で構成される。正極活物質としては、ＭｎＯ２などリチウムと複合酸化物を形成する遷移金属酸化物の粉末を使用できる。導電助剤には、アセチレンブラック等のカーボン材料を使用できる。電解液は、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）などの有機溶媒に、リチウムパークロレート塩（ＬｉＣｌＯ４）、リチウムトリフレート塩（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）などのリチウム塩を溶解させた非水電解液である。
【００２１】
負極活物質層５はリチウム箔で構成されている。リチウム箔の代わりにリチウム合金箔（たとえばリチウム−アルミニウム合金）を使用することも可能である。リチウム一次電池１Ａの製造に供するリチウム箔は、表面を予め不活性化しておくとよい。これにより、短時間の作業であればドライルームで行なうことを要せず、通常の乾燥した室内での作業が可能となる。なお、正極活物質層４と負極活物質層５の各質量は、正極の電池容量が負極の電池容量よりも大となるように調整されている。これにより、完全放電後に負極活物質層５をなすリチウム箔が残存しないようにしている。
【００２２】
集電体６，７とリード端子６ｔ，７ｔの材質としては、銅、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケルおよびニッケル合金からなる良導性金属群から選択される１種を好適に使用することができる。とりわけ、ステンレス鋼は加工性、耐食性、経済性に優れるので好適である。長期の安定性を得るには、集電体の構成材料が電池内部に溶出しないことが重要である。この点について、ステンレス鋼には分がある。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼として代表的なＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌや、析出硬化系ステンレス鋼として代表的なＳＵＳ６３１は、バネ性にも優れるのでその採用が推奨される。
【００２３】
セパレータ９は、正極と負極を隔離し且つ電解液が充分浸透する薄い膜であり、多孔質、多層構造を持つ。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂からなる不織布が利用できる。本実施形態では、ポリエチレン製の多孔質シートをセパレータ９に採用している。
【００２４】
ＩＳＯ規格のＩＣカード用にリチウム一次電池１Ａを設計する場合、各部品の厚さは、下記の範囲内で調整するのが好適である。
・正極活物質層４…３０μｍ以上３００μｍ以下
・負極活物質層５…１０μｍ以上１５０μｍ以下
・正極側枠部材２…３０μｍ以上２００μｍ以下（負極側枠部材３も同一厚さとすることができる）
・正極集電体６…１０μｍ以上１００μｍ以下（負極集電体７も同一厚さとしてよい）
・セパレータ９…１０μｍ以上６０μｍ以下
【００２５】
次に、リチウム一次電池１Ａの製造方法について説明する。
図３の工程説明図においては、便宜上、リチウム一次電池１Ａを単体で組立てている様子を示している。しかし実際には、帯状の樹脂シート部材２，３をローラから繰り出してリチウム一次電池１Ａを製造ラインに沿って連続して作製し、最終段階でシート部材２，３を切断することにより個々のリチウム一次電池１Ａに分離するという製造方法を採用する。シート部材２，３は完成品になったときに枠部材２，３となる部品であるから、本明細書においてはシート部材２，３と枠部材２，３とに同一符号を用いる。また、電解液を含む正極活物質層４と、含まない正極合材４とに同一符号を用いる。
【００２６】
図３に示すごとく、まず、厚さ方向に貫通する開口を打ち抜き等の方法で形成したシート部材３を準備する。そして、適切な大きさに成形した負極集電体７をそのシート部材３の一方の開口を塞ぐ位置に配置し、超音波溶着法または熱溶着法等の溶着方法によりシート部材３のホットメルト型樹脂接着剤層を溶融および固化させて、負極集電体７をシート部材３に接着する（３−１）。こうして、シート部材３と負極集電体７とを組付けたケース１３を得る。次に、ケース１３内に負極活物質であるリチウム箔５を収容させる。ケース１３内にリチウム箔５を配置した後、負極集電体７とは反対側から開口を塞ぐようにそのケース１３を構成するシート部材３の開口周縁部３ａにセパレータ９の外周部９ｋを固定する（３−２）。セパレータ９は、周縁部９ｋがシート部材３の開口の内周縁３ｈに掛かるように、該シート部材３に相対位置合わせして接着するので、リチウム箔５はセパレータ９に覆われる。
【００２７】
次に、セパレータ９の上に予めフィルム状に成形した正極合材４を配置する（３−３）。フィルム状の正極合材４の代わりに、ペースト状の正極合材を印刷および乾燥させる方法を採用してもよい。正極合材４をセパレータ９の上に配置した後、別途作製しておいた正極側のケース１２を正極合材４に被せる（３−４）。このようにシート部材２とシート部材３とが正極集電体６と負極集電体７との間に位置する向きでケース１２とケース１３とを重ね合わせることにより、正極集電体６、正極合材４、セパレータ９、リチウム箔５および負極集電体７がこの順序で積層された電池本体部１４を形成する。もちろん、正極合材４を正極側のケース１２内に直接配置するようにしてもよい。
【００２８】
正極側のケース１２は、正極側枠部材２となるシート部材２に正極集電体６を組付けた（接着固定した）部品であり、負極側のケース１３と同様の方法で作製することができる。ケース１２を構成するシート部材２は、負極側のシート部材３に重ね合わせたときに該シート部材３の開口よりも内周縁２ｈがシート面内方向の外側に位置する広口の開口を形成したものである。また、正極集電体６には、正極合材４と重なる中央部分に、打ち抜き等の成形方法で表裏を貫く電解液注入口６ｈを予め形成しておく。電解液注入口６ｈの形状や大きさは特に限定されないが、たとえば直径５ｍｍ程度の円形状とすることできる。
【００２９】
次に、重ね合わせたケース１２とケース１３とに対し、ケース１２側から正極集電体６越しに超音波溶着治具（熱溶着治具も可）を接触させ、シート部材２とシート部材３を溶融および固化させて両者を溶着により直接結合する。これにより、電池本体部１４の周囲に沿って該電池本体部１４の気密を保持するシール部１１を形成する（３−５）。シール部１１を形成するシール工程は、この時点で正極合材４が電解液を未含浸なので、乾燥した通常の室内で行なうことができる。すなわち、本実施形態の方法によれば、シール工程を特別なドライルーム内で行なうことを要しないので、シール工程の作業が極めて容易である。
【００３０】
なお、図３の実施形態では負極側から組立を行なう様子を示しているが、ケース１２とケース１３とを重ね合わせるまでの工程の順序は図３の順序に限定されない。
【００３１】
上記のようにしてシール工程まで行なった後、正極合材４に含まれる水分を除去するための乾燥工程を行なう。乾燥工程は、リチウム一次電池の製造中途品１Ａ’をたとえば１１０℃の温度で真空乾燥する工程とされる。乾燥工程の終了後、この製造中途品１Ａ’を直ちにドライルームに搬入する。もちろん、乾燥工程自体をドライルーム内で行なうようにしてもよい。ドライルームに製造中途品１Ａ’を搬入した後、図４に示すごとく、電池本体部１４に電解液ＥＢを注入する工程を行なう。電解液ＥＢは正極集電体６に予め形成してある電解液注入口６ｈから注入する（４−１）。
【００３２】
電解液ＥＢの染み込み速さ向上を図るため、正極合材４に図５に示すような工夫を施しておくとよい。具体的には、フィルム状の正極合材４をケース１２に収容するよりも前の段階で、正極合材４に浅い窪み４ｈを形成しておく。窪み４ｈは、フィルム状の正極合材４の厚さ方向にポンチ３０を軽く押し当てて形成することができる。セパレータ９の上に配置した正極合材４にケース１２を被せた状態、もしくは所定形状に切断した正極合材４をケース１２内に配置した状態で、窪み４ｈが電解液注入口６ｈにちょうど重なるように、窪み４ｈの形成位置を調整する。窪み４ｈを電解液注入口６ｈに対応する位置に形成することで、電解液ＥＢと正極合材４との接触面積が増加する。その結果、正極合材４への電解液ＥＢの染み込み速さが高まり、電解液を注入する工程の所要時間が短縮化する。また、窪み４ｈに蓋１６が若干引き込まれる形となり、蓋１６に基づくリチウム一次電池１Ａの厚さ増加が抑制される。
【００３３】
電解液ＥＢの注入が終了したら、電解液注入口６ｈに蓋１６をする工程を引き続きドライルーム内で行なうことにより、本発明のリチウム一次電池１Ａが得られる（４−２，４−３）。蓋１６は、接着剤１７で正極集電体６に固定することができる。接着剤１７は、酸変性ポリプロピレン等のホットメルト型樹脂からなる樹脂シートをリング状に成形した部品として準備しておく。電解液注入口６ｈに蓋１６をする際に、リング状の接着剤１７を電解液注入口６ｈの開口周縁部に配置する。そして、別途加熱しておいた金属製の蓋１６を電解液注入口６ｈに被せて加圧し、蓋１６の熱で接着剤１７を溶融させる。自然冷却により、接着剤１７を固化させて蓋１６を正極集電体６に接着固定する。接着剤１７が溶融することにより、蓋１６の熱が正極活物質層４におよぶことを防止できる。
【００３４】
なお、接着剤１７として用いる樹脂材料は、枠部材２，３と同一としてもよいが、別材料としてもよい。たとえば、枠部材２，３よりも融点が低いホットメルト型樹脂のシートを接着剤１７として用いるようにすれば、蓋１６を正極集電体１６に接着する工程において、枠部材２，３が軟化ないし溶融する恐れも小さい。また、接着剤１７が耐酸化還元性および耐電解液性に優れた特性を有するならば、蓋１６の裏面に接着剤１７の層を予め設けておくこともできる。また、水蒸気透過をできる限り防止するという観点から、接着剤１７の厚さはできる限り薄い方が好ましい。たとえば、蓋１６の厚さを１０μｍ以上２０μｍ以下とすると、接着剤１７の厚さは３μｍ以上１０μｍ以下とするのが好ましい。
【００３５】
（第二実施形態）
図２のリチウム一次電池１Ａにおいては、負極活物質がリチウムであったため、電解液注入口６ｈを正極集電体６に設けることを要した。しかしながら、別の種類の電池の場合には、負極側から電解液を注入することも可能である。
【００３６】
図６に示すのは、第二実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の断面模式図である。基本的構造は、先のリチウム一次電池１Ａと共通である。集電体２６，２７の材質やセパレータ２９の材質は一次電池１Ａと相違するので、別符号としている。
【００３７】
図６のリチウムイオン二次電池１Ｂは、次のような構造を有する。正極集電体２６と負極集電体２７との間に活物質充填室２０が形成され、その活物質充填室２０にセパレータ２９、正極活物質層２４および負極活物質層２５を収容することによって正極集電体２６と負極集電体２７とを外装材に兼用させた電池本体部３４が形成されている。また、シール材としての枠部材２，３のうち、一方の面側に位置する正極側枠部材２に正極集電体２６の外周部分が固定されている。他方の面側に位置する負極側枠部材３に負極集電体２７の外周部分が固定されている。これにより、枠部材２，３の上下に正極集電体２６の外周部分と負極集電体２７の外周部分とを配置したシール部２１が形成されている。
【００３８】
リチウムイオン二次電池１Ｂにおいて、正極活物質層２４は、ＬｉＣｏＯ２などのリチウム含有酸化物と、ＰＶＤＦとＨＦＰの共重合体などのフッ素樹脂からなるバインダと、導電性カーボンなどの導電助剤とを含む正極合材である。負極活物質層２５は、メソフューズカーボン材などの黒鉛系炭素材料と、導電助剤と、バインダとを含む負極合材である。セパレータ２９は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの絶縁性樹脂の微多孔膜等である。正極集電体２６は、Ａｌ、Ａｌ合金またはＳＵＳからなる金属箔である。負極集電体２７は、Ｃｕ、Ｃｕ合金またはＳＵＳからなる金属箔である。
【００３９】
リチウムイオン二次電池１Ｂの電解液注入口２７ｈは、負極集電体２７に設けられている。正極活物質層２４となる正極合材と、負極活物質層２５となる負極合材との双方が電解液を含浸するとともに透液性を有するので、正極側と負極側とのどちらからでも電解液を染み込ませることが可能である。もちろん、電解液注入口を正極集電体２６と負極集電体２７との双方に形成することも可能であるが、蓋１６をする手間を考慮すれば、電解液注入口は一方の集電体にのみ形成することが望ましい。また、図５で説明したように、電解液注入口を形成する側の極の活物質層に窪みを形成することにより、電解液の染み込む速さを高めることができる点も、先の実施形態と共通である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかるリチウム一次電池の斜視図。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２のリチウム一次電池の組立手順を示す工程説明図。
【図４】図３に続く工程説明図。
【図５】正極活物質層に窪みを形成する実施形態を示す模式図。
【図６】第二実施形態であるリチウムイオン二次電池の断面図。
【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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