(57)【要約】【課題】収容スペースの有効活用を図って容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図る。【解決手段】第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池において、第１の外装部及び第２の外装部はそれぞれ底部と側壁と開口部とを有し、第１の外装部には第１極集電体及び第１極電極組成物が収容され、第２の外装部には第２極集電体及び第２極電極組成物が収容され、更に、第１極集電体及び第１極電極組成物を収容した第１の外装部が、第１極電極組成物と第２極電極組成物とがセパレータを介して相対する向きになるように、第２極集電体及び第２極電極組成物を収容した第２の外装部内に収容されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池において、
前記外装体は、第１の外装部と第２の外装部とを備え、
前記第１の外装部及び前記第２の外装部は、それぞれ底部と側壁と開口部とを有し、
前記第１の外装部には前記第１極集電体及び前記第１極電極組成物が収容され、
前記第２の外装部には前記第２極集電体及び前記第２極電極組成物が収容され、
更に、前記第１極集電体及び前記第１極電極組成物を収容した前記第１の外装部が、前記第１極電極組成物と前記第２極電極組成物とが前記セパレータを介して相対する向きになるように、前記第２極集電体及び前記第２極電極組成物を収容した前記第２の外装部内に収容されてなること特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン電池において、
前記第２の外装部が有する前記開口部の周縁部と前記第１の外装部の一部とが重ね合わされた封止部を有すること特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリチウムイオン電池において、
前記第１の外装部及び前記第２の外装部がそれぞれ可撓性を有することを特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項４】
第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池の製造方法であって、
前記外装体は、それぞれ底部と側壁と開口部とを有する第１の外装部と第２の外装部とを備え、
前記第１極集電体及び前記第１極電極組成物が収容された第１の外装部を、前記第１極電極組成物と前記第２極電極組成物とが前記セパレータを介して相対する向きになるように、前記第２極集電体及び前記第２極電極組成物が収容された前記第２の外装部内に収容する収容工程と、
前記第２の外装部が有する開口部の周縁部を内方に屈曲して前記第１の外装部の底部と重ね合わせて封止する封止工程と
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のリチウムイオン電池の製造方法であって、
更に、前記第１の外装部内に、前記第１極集電体と前記第１極電極組成物とを配置する第１極形成工程と、
前記第２の外装部内に、前記第２極集電体と前記第２極電極組成物とを配置する第２極形成工程と
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン（二次）電池は、高容量で小型軽量な二次電池として、近年様々な用途に多用されている。一般的なリチウムイオン電池は、正極活物質及び電解液を含む正極電極組成物層と、同様に負極活物質及び電解液を含む負極電極組成物層とがセパレータを挾んで積層されてなる単電池が外装体たる容器に収納されて構成されている。
【０００３】
このようなリチウムイオン電池において、容器により単電池を封止することで、外部からの水分の侵入や電解液の漏れを防止し、リチウムイオン電池の性能維持を図ることが好ましい。このような容器の一例として、例えば、特許文献１、２に開示されたものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５３７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６５４６０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、従来のリチウムイオン電池は、２つの外装部材を重ねて封止部分を構成しているので、この封止部分が嵩張るという課題があった。リチウムイオン電池を容積の小さいスペースに収容する場合に、嵩張る封止部分は容量確保の面で不利である。特許文献１に記載の電池は、封止部分を折り畳むことで収容スペースの有効活用を可能としている。封止部分は大きくする方が外部からの水分の侵入や電解液の漏れを防止する効果が高いが、封止部分の面積を大きくすると収容スペースの有効活用との両立が困難になるという課題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、外部からの水分の侵入や電解液の漏れの防止と収容スペースの有効活用の両立が図れるため、容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法の提供を、その目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池に適用される。そして、外装体が第１の外装部と第２の外装部とを備え、第１の外装部及び第２の外装部がそれぞれ底部と側壁と開口部とを有し、第１の外装部には第１極集電体及び第１極電極組成物が収容され、第２の外装部には第２極集電体及び第２極電極組成物が収容され、更に第１極集電体及び第１極電極組成物を収容した第１の外装部が、第１極電極組成物と第２極電極組成物とがセパレータを介して相対する向きになるように、第２極集電体及び第２極電極組成物を収容した第２の収容部内に収容されることにより、上述の課題の少なくとも一つを解決している。
【０００８】
第１の外装部が第２の外装部内に収容されることで２つの外装部材の側壁部が重ね合わされた積層部分を構成し、これにより電池の本体から突出した嵩張る封止部分を形成することなく外部からの水分の侵入や電解液の漏れをさらに防止することができる。
【０００９】
また、２つの外装部である第１の外装部及び第２の外装部の側壁が重ね合わされた積層部分を有することで、外装体の積層部分を有さない従来の電池と比較して強度が高く、破損や変形に対して優れた耐性を有するという効果も有する。
【００１０】
ここで、更に第２の外装部が有する開口部の周縁部と第１の外装部の一部とが重ね合わされた封止部を有することで収容スペースを小さく保ったまま封止することができ好ましい。
【００１１】
また第１の外装部及び第２の外装部がそれぞれ可撓性を有することで多様な形状のスペースへの電池の収納が可能となり好ましい。
【００１２】
また、本発明の製造方法は、第１極集電体、第１極電極組成物、セパレータ、第２極電極組成物および第２極集電体が外装体に収容されてなるリチウムイオン電池の製造方法に適用される。そして、外装体が、それぞれ底部と側壁と開口部とを有する第１の外装部と第２の外装部とを備え、第１極集電体及び第１極電極組成物を収容された第１の外装部を、第１極電極組成物と第２極電極組成物とがセパレータを介して相対する向きになるように、第２極集電体及び第２極集電体及び第２極電極組成物が収容された第２の外装部内に収容する収容工程と、第２の外装部が有する開口部の周縁部を内方に屈曲して第１の外装部の底部と重ね合わせて封止する封止工程とを備えることにより、上述の課題の少なくとも一つを解決している。
【００１３】
ここで、更に、第１の外装部内に、第１極集電体と第１極電極組成物とを配置する第１極形成工程と、第２の外装部内に、第２極集電体と第２極電極組成物と配置する第２極形成工程とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外部からの水分の侵入や電解液の漏れの防止と収容スペースの有効活用の両立を図って容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図である。
【図２】一実施形態であるリチウムイオン電池の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池の製造方法を示す工程図である。
【図４】一実施形態のリチウムイオン電池が適用される頭部装着型電子機器の一例を示す一部省略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（一実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池について詳細を説明する。図１は本発明の一実施形態であるリチウムイオン電池を示す斜視図、図２は一実施形態であるリチウムイオン電池の断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図２（ｃ）は図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００１７】
これら図において、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌは、外形略直方体状のリチウム二次単電池１と、このリチウム二次単電池１を収容する外装体たる容器２０とを備える。
【００１８】
ここで、本発明においてリチウム二次単電池１とは、正極電極活物質と電解液とを含む正極電極組成物層を正極集電体の表面に形成した正極と、負極電極活物質と電解液とを含む負極電極組成物層を負極集電体の表面に形成した負極とを有し、正極電極組成物と負極電極組成物とがセパレータを介して積層された構造を有し、電池容器、端子配置及び電子制御装置等を備えていない電池である（参考：日本工業規格JIS C8715-2「産業用リチウム二次電池の単電池及び電池システム」）。なお、リチウム二次単電池１は単電池と略する場合がある。
【００１９】
本実施形態のリチウムイオン電池Ｌを構成する容器２０は、図２に詳細を示すように、第１の容器（第１の外装部）２１及び第２の容器（第２の外装部）２２に分割されて構成されている。第１の容器２１及び第２の容器２２は、それぞれ底部２１ａ、２２ａ、側壁部２１ｂ、２２ｂ及び開口部２１ｃ、２２ｃを備えている。
【００２０】
より詳細には、第１の容器２１の側壁部２１ｂは底部２１ａから略垂直に立ち上がって形成され、第１極または第２極が配置される底部２１ａに対向する位置に開口部を有した断面が略コ字状の容器に形成されている。一方、第２の容器２２の側壁部２２ｂは、その断面において下部が絞り込まれた下部側壁部２２ｄと、断面において直立する上部側壁部２２ｅとを備え、前記の底部２１ａに配置した電極の対極を配置した底部２２ａに対向する位置に開口部２２ｃを有している。そして、第１の容器に収容された電極組成物と第２の容器に収容された対極の電極組成物とがセパレータ４を介して相対する向きに、第１の容器を第２の容器内に収容することで、第１の容器２１の底部２１ａにより第２の容器２２の開口部２２ｃが覆われ、さらに、第２の容器２２の側壁部２２ｂの周縁部２２ｆと第１の容器２１の底部２１ａの一部とが重複されて封止部となる重複部２３が形成され、さらに、この重複部２３が図略のシール部材により封止されることで、単電池１が容器２０内に収容、封止されている。
【００２１】
単電池１は、図２に詳細を示すように、略板状の正極集電体（第１極集電体）７の表面に正極電極活物質と電解液とを含む略平板状の正極電極組成物層（第１極電極組成物）５が形成された正極２と、同様に略板状の負極集電体（第２極集電体）８の表面に負極電極活物質と電解液とを含む略平板状の負極電極組成物層（第２極電極組成物）６が形成された負極３とが、同様に略平板状のセパレータ４を介して積層されて構成され、全体として略直方体状に形成されている。
【００２２】
より詳細には、第１の容器２１の底部２１ａには正極集電体７が収容されているとともに、第１の容器２１の底部２１ａ及び側壁部２１ｂにより形成される収容部には正極電極組成物層５が収容されている。正極集電体７の一部７ａは、図２（ｂ）にもっとも詳しく示されるように、第１の容器２１の底部２１ａから側壁部２１ｂの内面に立ち上がり、さらに、側壁部２１ｂの外面に延びて、その先端部７ｂは図１に示すように第１の容器２１の底部２１ａの図中上面にまで至っている。また、セパレータ４は、第１の容器２１の開口部２１ｃを覆うようにして設けられている。
【００２３】
一方、第２の容器２２の底部２２ａには負極集電体８が収容されているとともに、第２の容器２２の底部２２ａ及び側壁部２２ｂにより形成される収容部には負極電極組成物層６が収容されている。負極集電体８の一部８ａは、図２（ｃ）にもっとも詳しく示されるように、第２の容器２２の底部２２ａから側壁部２２ｂの内面に立ち上がり、さらに、第１の容器２１の側壁部２１ｂと第２の容器２２の側壁部２２ｂとの間に延びて、その先端部８ｂは図１に示すように第１の容器２１の底部２１ａの図中上面にまで至っている。そして、これら正極集電体７及び負極集電体８の先端部７ｂ、８ｂが、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌからの電源電圧を取り出すための電極端子とされる。
【００２４】
正極集電体７とセパレータ４との間の間隔、及び、負極集電体８とセパレータ４との間の間隔は単電池１の容量に応じて調整され、これら正極集電体７、負極集電体８及びセパレータ４の位置関係は必要な間隔が得られるように定められている。
【００２５】
正極電極活物質は正極活物質粒子を含んでなり、正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、Ｌｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ２及びＬｉＭｎ2Ｏ4並びにこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ2及びＶ2Ｏ5）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ2及びＴｉＳ2）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン及びポリカルバゾール）等が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。正極活物質粒子としては、容量及び出力特性等の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、好ましく用いられる。
【００２６】
また、負極電極活物質は負極活物質粒子を含んでなり、負極活物質粒子としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）、炭素繊維、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリキノリン等）、スズ、シリコン、及び金属合金（例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金及びリチウム−アルミニウム−マンガン合金等）並びにリチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12等）等が挙げられる。これらの負極活物質は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
単電池１においては、正極活物質粒子及び負極活物質粒子は、耐久性等の観点から、表面の少なくとも一部が被覆用樹脂及び導電助剤を含む被覆剤で被覆されてなる被覆活物質粒子であることが好ましい。活物質粒子の周囲が被覆剤で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨脹を抑制することができ、更に腕装着した際に生じる振動等による劣化を抑制することができる。なお、正極活物質粒子及び負極活物質粒子の表面に被覆剤が付着している状態は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭともいう）等を用いて得られた被覆活物質粒子の拡大観察画像を観察することで確認することができる。
【００２８】
被覆用樹脂としては、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート等が挙げられる。これらの中ではビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましい。
【００２９】
導電助剤としては、導電性を有する材料から選択される。
【００３０】
導電性を有する材料としては、金属［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、導電性カーボン［グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、バルカン（登録商標）、ケッチェンブラック（登録商標）、ブラックパール（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック、カーボンナノチューブ（単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブ等）、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、ハードカーボン及びフラーレン等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００３１】
これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物が用いられてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、金、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、更に好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤とは、粒子系セラミック材料や樹脂材料等の非導電性材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をメッキ等でコーティングしたものでもよい。
【００３２】
導電助剤の形状に特に制限はなく、球状、不定形状、繊維状、単一粒子状、凝集体及びこれらの組み合わせ等の形状を有するものを用いることができ、なかでも、導電性等の観点から、一次粒子径が５〜５０ｎｍの微粒子の凝集体であることが好ましい。導電助剤の形状は、ＳＥＭ等を用いて得られた導電助剤の拡大観察画像を観察し視野にある粒子を計測することで得ることができる。
【００３３】
導電助剤としては、導電性繊維を用いることも可能である。導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。
【００３４】
被覆活物質粒子は、例えば、活物質粒子を万能混合機に入れて３０〜５００ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用樹脂及び必要により用いる導電助剤を含む樹脂溶液を１〜９０分かけて滴下混合し、更に必要により用いる導電助剤を混合し、撹拌したまま５０〜２００℃に昇温し、０．００７〜０．０４ＭＰａまで減圧した後に１０〜１５０分保持することにより得ることができる。被覆活物質粒子が得られたことは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭともいう）等を用いて得られた被覆活物質粒子の拡大観察画像を観察することで確認することができる。
【００３５】
電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。
【００３６】
電解質としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｓＦ6及びＬｉＣｌＯ4等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2及びＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3等の有機酸のリチウム塩等が挙げられ、これらの電解質は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＰＦ6である。
【００３７】
非水溶媒としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。
【００３８】
非水溶媒は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、更に好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート(ＰＣ)、又はエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合液である。
【００４０】
本発明において正極活物質層及び負極活物質層は、イオン抵抗を低減できる等の観点から、それぞれ前記の被覆活物質粒子と繊維状導電性物質を含むことが好ましい。繊維状導電性物質としては、前記の導電性繊維と同じものを用いることができ、なかでも炭素繊維が好ましい。
【００４１】
セパレータ４としては、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）等の炭化水素系樹脂及びポリオレフィン（ポリエチレン及びポリプロピレン等）製の多孔性フィルム、多孔性フィルムの多層フィルム（例えば、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体等）、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなる不織布からなる微多孔質フィルム並びにそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用セパレータ等を用いることができる。
【００４２】
正極集電体７及び負極集電体８としては、公知の金属集電体又は樹脂集電体を用いることができ、なかでも樹脂集電体であると好ましい。樹脂集電体である正極集電体７、負極集電体８は、導電性高分子材料から構成された樹脂集電体であっても、導電性を付与した非導電性高分子材料から構成された樹脂集電体であってもよい。
【００４３】
樹脂集電体を構成する高分子材料のうち、導電性高分子材料としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアクリロニトリル、及びポリオキサジアゾール等が挙げられる。
【００４４】
非導電性高分子材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
【００４５】
電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、更に好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。
【００４６】
また、樹脂集電体は、導電性高分子材料から構成された樹脂集電体の導電性を向上させる目的、あるいは、非導電性高分子材料から構成された樹脂集電体に導電性を付与する目的から、導電性フィラーを含んでいると好ましい。導電性フィラーは、導電性を有する材料から得られるフィラーから選択される。導電性を有する材料としては、好ましくは、集電体内のイオン透過を抑制する観点から、電荷移動媒体として用いられるイオンに関して伝導性を有さない材料を用いるのが好ましい。具体的には、カーボン材料、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、白金、クロム、スズ、インジウム、アンチモン、チタン、ニッケル及びステンレス（ＳＵＳ）等の合金材などから得られるフィラー等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、耐食性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン材料、ニッケル、より好ましくはカーボン材料から得られるフィラーである。これらの導電性フィラーは１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの導電性フィラーは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに、上記で示される金属をメッキ等でコーティングしたものであってもよい。
【００４７】
樹脂集電体は、特開２０１２−１５０９０５号公報及び国際公開番号ＷＯ２０１５／００５１１６号等に記載の公知の方法で得ることができ、具体例としては、ポリプロピレンに導電性フィラーとしてアセチレンブラックを５〜２０部分散させた後、熱プレス機で圧延したものが挙げられる。また、その厚みも特に制限されず、公知のものと同様、あるいは適宜変更して適用することができる。
【００４８】
重複部２３を封止するシール部材を構成する材料としては、第１の容器２１及び第２の容器２２に対する接着性を有し、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、高分子材料、特に熱硬化性樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフッ化ビニデン樹脂等が挙げられ、可撓性が高く取り扱いが容易であることからポリオレフィン系樹脂が好ましい。
【００４９】
第１の容器２１、第２の容器２２を含む容器２０を構成する外装材の材料は、容器２０内に正極電極組成物層５及び負極電極組成物層６を収納しうる材料であれば、任意の材料が好適に適用可能である。但し、電極組成物と容器２０とが接触する可能性があることを考慮して、容器２０を構成する材料は絶縁性を有する材料であることが好ましい。加えて、容器２０は、電極組成物を内部に収納した状態で減圧封止されることが好ましく、任意の形状のスペースへの収納が可能となる点で、容器２０を構成する材料は可撓性及び気密性を有する材料であることが好ましい。
【００５０】
このような材料としては、ラミネートフィルムが好ましい。ラミネートフィルムとしては、耐熱性樹脂フィルムを含む外層と熱可塑性樹脂フィルムを含む内層との間に金属層を介在した複合フィルムを用いることができ、耐熱性樹脂フィルムとしてはポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂の延伸フィルム等を好ましく用いることができ、熱可塑性樹脂フィルムとしては未延伸ポリオレフィンフィルム等を好ましく用いることができる。金属層としては、アルミニウム箔、ステンレス箔及び銅箔等による層を用いることができる。なお、耐熱性とはフィルムの融点が内層となる熱可塑性樹脂フィルムの融点よりも高いことを意味し、それによってリチウム二次電池を製造する際の開口部のヒートシールを確実に行うことが可能になる。ラミネートフィルムの一例としては、アルミニウム又はニッケル等の金属層の両面を高分子フィルムで覆ったフィルムが挙げられる。より詳細には、容器２０の外面を耐熱性樹脂フィルムで形成し、容器２０の内面を熱可塑性樹脂フィルムで形成したフィルムが上げられる。さらに、金属層の両面に配置される高分子フィルムのうち、容器２０の内面となる高分子フィルムがポリエチレン及びポリプロピレン等の熱融着性樹脂からなる高分子フィルムであるラミネートフィルムが挙げられる。
【００５１】
次に、本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法について、図３を参照して説明する。
【００５２】
まず、図３（ａ）に示すように、底部２１ａ及び側壁部２１ｂが形成された第１の容器２１の底部２１ａ上に正極集電体７を収容し、次いで、この第１の容器２１内に正極電極組成物層５を収容する。第１の容器２１内に正極電極組成物層５を収容する手法に限定はなく、一例として、図３（ａ）に示すように、正極電極組成物層５が格納されたタンクからノズル３０を介して第１の容器２１内に正極電極組成物層５を充填する手法や、インクジェット装置により第１の容器２１内に正極電極組成物層５を充填する手法、周知の手法が好適に適用される。
【００５３】
次いで、図３（ｂ）に示すように、正極電極組成物層５及び正極集電体７が配置された第１の容器２１の開口部２１ｃ（図中上面）に、平板状のセパレータ４を配置することで、図３（ｃ）に示すように、この開口部２１ｃをセパレータ４で覆う。セパレータ４を配置する手法は任意であり、一例として、図３（ｂ）に示すように、所定の大きさに加工（切断を含む）されたセパレータ４を真空チャック３１等により保持して第１の容器２１の開口部２１ｃの上方に配置し、この真空チャック３１を下降させて第１の容器２１の開口部２１ｃにセパレータ４を配置（載置）するような手法が挙げられる。
【００５４】
セパレータ４は、開口部２１ｃに配置する他にも、後述する第２の容器２２に配置された負極電極組成物層６の上に配置することでもきるが、第１の容器２１の開口部２１ｃにセパレータ４を配置することが好ましい。この際、セパレータ４の大きさを第１の容器２１の開口部２１ｃよりもやや大きく加工し、真空チャック３１の一部を折曲可能に構成することで、セパレータ４の周縁部を第１の容器２１の側壁部２１ｂの外面の一部にまで至らせることがさらに好ましい。これにより、正極電極組成物層５がある程度の流動性を有する場合であっても、後述する製造工程の際に第１の容器２１の開口部２１ｃを下方に位置させる場合（図３（ｅ）参照）であっても、セパレータ４により第１の容器２１をある程度封止して正極電極組成物層５の流出を抑止することができる。
【００５５】
次いで、図３（ｄ）に示すように、底部２２ａ及び側壁部２２ｂが形成された第２の容器２２の底部２２ａ上に負極集電体８を収容し、次いで、この第２の容器２２内に負極電極組成物層６を収容する。第２の容器２２内に負極電極組成物層６を収容する手法についても限定はなく、正極電極組成物層５を収容する手法と同様に種々の手法が採用可能である。
【００５６】
次いで、図３（ｅ）に示すように、開口部２１ｃ及びこれを覆うセパレータ４が下方に位置するように、つまり、図３（ｃ）に示す状態から裏返して、正極電極組成物層５、正極集電体７が収容された第１の容器２１を配置し、この状態で、セパレータ４と負極電極組成物層６とが互いに接するように、負極電極組成物層６及び負極集電体８が収容された第２の容器２２内に第１の容器２１を収容する。これにより、正極電極組成物５と負極電極組成物６とがセパレータ４を介して相対する。第１の容器２１を収容する手法も任意であり、一例として、図３（ｅ）に示すように、真空チャック３１等により第１の容器２１の底部２１ａを保持して第２の容器２２の開口部２２ｃの上方に配置し、この真空チャック３１を下降させて第２の容器２２内に第１の容器２１を配置するような手法が挙げられる。
【００５７】
そして、図３（ｆ）に示すように、第２の容器２２の下部側壁部２２ｄの外面に合致する形状を有する凹部３２ａを備える基台３２に、この凹部３２ａに下部側壁部２２ｄが嵌まり込むようにして第２の容器２２を一時的に固定し、さらに、固定プレート３３により第２の容器２２の上部側壁部２２ｅの移動を規制した状態で、第２の容器２２の周縁部２２ｆの内面に図略のシール部材を塗布してからこの周縁部２２ｆを圧着プレート３４により第１の容器２１の底部２１ａに圧着することで重複部２３を封止する。
【００５８】
以上の工程により、単電池１が容器２０に封止された、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌを製造することができる。
【００５９】
本実施形態のリチウムイオン電池Ｌは、例えば、図４に示すような、機能部であるヘッドマウントディスプレイを有する眼鏡Ｇを一例とする頭部装着型電子機器に好適に適用可能である。図４に示す眼鏡Ｇは、一対のレンズＬＥを有するフロント部４０と、このフロント部４０の両端から略垂直な同一方向に延び、このフロント部４０を支持する一対の支持部（テンプル：図４では一方のみ図示している）４１と、一方のテンプル４１（図４において奥側のテンプル４１）に支持され、画像表示機能を有する機能部であるヘッドマウントディスプレイ４２とを備える。
【００６０】
一方のテンプル４１には、図４に示すように、その延在方向に沿って延びる縦溝４１ａが形成され、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌはこの縦溝４１ａ内に収容される。また、ヘッドマウントディスプレイ４２の一対の電極端子４２ａは、テンプル４１を貫通して縦溝４１ａ内に露出しており、これら電極端子４２ａがリチウムイオン電池Ｌの電極端子７ｂ、８ｂ（いずれも図４では図示略）と電気的にそれぞれ接触することで、リチウムイオン電池Ｌからの電源電圧がヘッドマウントディスプレイ４２に供給される。
【００６１】
従って、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌでは、第１の容器２１と第２の容器２２との重複部２３が、第２の容器２２の周縁部２２ｆと第１の容器２１の底部２１ａの一部とが重ね合わされてなることから、この重複部２３が簡便な構造となって嵩張ることがない。これにより、収容スペースの有効活用を図って容量確保の点で有利であり、更に、組立工程の簡略化を図ることの可能なリチウムイオン電池及びその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｌ    リチウムイオン電池
１    単電池
２    正極
３    負極
４    セパレータ
５    正極電極組成物層
６    負極電極組成物層
７    正極集電体
８    負極集電体
２０    容器
２１    第１の容器
２２    第２の容器
２１ａ、２２ａ  底部
２１ｂ、２２ｂ  側壁部
２１ｃ、２２ｃ  開口部
２２ｆ  周縁部
２３    重複部
【図１】
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【図２】
2018045901.tif 000004
【図３】
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【図４】
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