(57)【要約】【課題】正極タブおよび負極タブの幅を広くして通電性を向上させることができ、かつ、電池の大型化を抑制することができる電池を提供する。【解決手段】電池１００は、正極と、負極と、ラミネートフィルムを含み、正極および負極を内部に収容した外装体（ラミネートケース２０）と、正極と電気的に接続され、外装体の一辺２１側から外側に突出している正極タブ１５と、負極と電気的に接続され、外装体の上記一辺２１側から外側に突出している負極タブ１６と、外装体と正極タブ１５との間に設けられ、正極タブ１５を被覆している正極タブシーラント３１と、外装体と負極タブ１６との間に設けられ、負極タブ１６を被覆している負極タブシーラント３２とを備える。正極タブ１５と負極タブ１６との間の領域において、正極タブシーラント３１の一部と、負極タブシーラント３２の一部は重なり合っている。【選択図】図２
2019012660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
ラミネートフィルムを含み、前記正極および前記負極を内部に収容した外装体と、
前記正極と電気的に接続され、前記外装体の一辺側から外側に突出している正極タブと、
前記負極と電気的に接続され、前記外装体の前記一辺側から外側に突出している負極タブと、
前記外装体と前記正極タブとの間に設けられ、前記正極タブを被覆している正極タブシーラントと、
前記外装体と前記負極タブとの間に設けられ、前記負極タブを被覆している負極タブシーラントと、
を備え、
前記正極タブと前記負極タブとの間の領域において、前記正極タブシーラントの一部と、前記負極タブシーラントの一部は重なり合っている、
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記正極タブシーラントと前記負極タブシーラントは、同じ材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、特に、正極および負極を内部に収容した外装体の一辺側から正極タブおよび負極タブが外側に突出した構造を有する電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極および負極を、ラミネートフィルムからなる外装体の内部に収容し、正極と接続された正極タブおよび負極と接続された負極タブが外装体の同一の辺側から外部に突出した構造を有する電池が知られている。
【０００３】
また、正極タブおよび負極タブと、ラミネートフィルムとの間の密着性を向上させるため、正極タブおよび負極タブと、ラミネートフィルムとの間に、熱融着性を有する材料からなるシーラントを設けることも知られている。
【０００４】
特許文献１には、正極タブおよび負極タブが外装体の同一の辺側に設けられており、かつ、正極タブおよび負極タブと、ラミネートフィルムとの間に、シーラントを設けた構造を有する電池が記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載されている、上述したような構造を有する電池２００の平面図を図４に示す。図４に示すように、正極タブ２０１および負極タブ２０２は、一対のラミネートフィルムの周縁部同士を熱圧着して接合することにより形成されている外装体２０３の一辺２０３ａ側から外側に突出している。
【０００６】
正極タブ２０１と外装体２０３との間には、正極タブ２０１を被覆する正極タブシーラント２１１が設けられている。また、負極タブ２０２と外装体２０３との間には、負極タブ２０２を被覆する負極タブシーラント２１２が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１８９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４に示す従来の電池２００では、正極タブ２０１と負極タブ２０２との間の領域において、一対のラミネートフィルムが熱圧着されている領域Ｒ１３が存在する。正極タブ２０１と負極タブ２０２の通電性を向上させるためには、正極タブ２０１および負極タブ２０２の幅Ｗ１１を広くすることが望ましいが、電池２００の大きさに制約がある状況下においては、この領域Ｒ１３が存在することにより、正極タブ２０１および負極タブ２０２の幅Ｗ１１を広くすることに制約があり、幅Ｗ１１を広くすることによる通電性の向上は難しい。
【０００９】
また、一対のラミネートフィルムが熱圧着されている領域Ｒ１３が存在する構成のまま、正極タブ２０１および負極タブ２０２の幅Ｗ１１を広くしようとすると、その分、電池のサイズが大きくなるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するものであり、正極タブおよび負極タブの幅を広くして通電性を向上させることができ、かつ、電池の大型化を抑制することができる電池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】
本発明の電池は、
正極と、
負極と、
ラミネートフィルムを含み、前記正極および前記負極を内部に収容した外装体と、
前記正極と電気的に接続され、前記外装体の一辺側から外側に突出している正極タブと、
前記負極と電気的に接続され、前記外装体の前記一辺側から外側に突出している負極タブと、
前記外装体と前記正極タブとの間に設けられ、前記正極タブを被覆している正極タブシーラントと、
前記外装体と前記負極タブとの間に設けられ、前記負極タブを被覆している負極タブシーラントと、
を備え、
前記正極タブと前記負極タブとの間の領域において、前記正極タブシーラントの一部と、前記負極タブシーラントの一部は重なり合っている、
ことを特徴とする。
【００１２】
前記正極タブシーラントと前記負極タブシーラントは、同じ材料により構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電池によれば、正極タブと負極タブとの間の領域において、正極タブシーラントの一部と、負極タブシーラントの一部は重なり合っており、ラミネートフィルム同士が接着されている領域が存在しないので、正極タブおよび負極タブの幅を広くすることができ、通電性を向上させることができる。
【００１４】
また、ラミネートフィルム同士が接着されている領域が存在しないことにより、電池のサイズを大きくすることなく、正極タブおよび負極タブの幅を広くすることができるので、電池の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態における電池を構成する正極、負極およびセパレータの積層態様などの主要部の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す電池の平面図である。
【図３】図２に示す電池のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】従来の電池の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに具体的に説明する。
【００１７】
ここでは、本発明の電池の一例として、リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。ただし、本発明による電池がリチウムイオン二次電池に限定されることはない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態における電池１００を構成する正極１１、負極１２およびセパレータ１３の積層態様などの主要部の構造を示す断面図である。図２は、図１に示す電池１００の平面図である。また、図３は、図２に示す電池１００のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００１９】
図１に示すように、電池１００は、正極１１と負極１２がセパレータ１３を介して交互に複数積層されることによって形成されている積層体１０と、非水電解質１４とがラミネートケース２０内に収容された構造を有している。
【００２０】
正極１１は、正極集電体と、正極集電体の両面に形成された正極合材層とを有する。正極集電体としては、例えば、アルミニウムなどの金属箔を用いることができる。正極合材層は、正極活物質を含み、さらに、バインダおよび導電助剤を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウムを用いることができる。
【００２１】
負極１２は、負極集電体と、負極集電体の両面に形成された負極合材層とを有する。負極集電体としては、例えば、銅などの金属箔を用いることができる。負極合材層は、負極活物質を含み、さらに、バインダおよび導電助剤を含んでいてもよい。負極活物質としては、例えば、グラファイトを用いることができる。
【００２２】
セパレータ１３は、正極１１と負極１２との間に介在している。セパレータ１３としては、電池に使用可能な種々のセパレータを特に制約なく用いることができる。図１に示すセパレータ１３はシート状の形状を有するが、袋状の形状を有するものであってもよいし、九十九折りの形状を有するものであってもよい。
【００２３】
非水電解質１４も電池に使用可能なものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、既知の非水電解液を用いることができる。非水電解質１４として、固体電解質を用いてもよい。なお、非水電解質１４として固体電解質を用いる場合、セパレータ１３が不要になる場合もあり得る。
【００２４】
外装体であるラミネートケース２０は、一対のラミネートフィルム２０ａおよび２０ｂの周縁部同士を熱圧着して接合することにより形成されている。
【００２５】
本実施形態では、図２に示すように、ラミネートケース２０は、平面視で、矩形の形状を有する。ラミネートケース２０の一辺２１側からは、正極タブ１５が外側に突出している。正極タブ１５は、正極１１と電気的に接続されており、ラミネートケース２０内の正極１１と、図示しない外部の正極接続線とを接続するための端子としての機能を有する。
【００２６】
また、ラミネートケース２０の一辺２１側からは、負極タブ１６が外側に突出している。負極タブ１６は、負極１２と電気的に接続されており、ラミネートケース２０内の負極１２と、図示しない外部の負極接続線とを接続するための端子としての機能を有する。
【００２７】
すなわち、正極タブ１５および負極タブ１６は、ラミネートケース２０の同一の辺２１側に並んで設けられており、外側の同一の方向に向かって突出している。
【００２８】
ラミネートケース２０と正極タブ１５との間には、正極タブ１５を被覆する正極タブシーラント３１が設けられている。より詳しくは、正極タブシーラント３１は、ラミネートケース２０を構成する一対のラミネートフィルム２０ａおよび２０ｂが互いに熱圧着される周縁部と対向する正極タブ１５の領域を少なくとも被覆するように設けられている。
【００２９】
すなわち、正極タブ１５は、正極タブシーラント３１を介して、ラミネートケース２０と接着されている。正極タブシーラント３１が設けられていることにより、正極タブ１５とラミネートケース２０との間の密着性が高められ、十分な気密性、液密性が確保されている。
【００３０】
ラミネートケース２０と負極タブ１６との間には、負極タブ１６を被覆する負極タブシーラント３２が設けられている。より詳しくは、負極タブシーラント３２は、ラミネートケース２０を構成する一対のラミネートフィルム２０ａおよび２０ｂが互いに熱圧着される周縁部と対向する負極タブ１６の領域を少なくとも被覆するように設けられている。
【００３１】
すなわち、負極タブ１６は、負極タブシーラント３２を介して、ラミネートケース２０と接着されている。負極タブシーラント３２が設けられていることにより、負極タブ１６とラミネートケース２０との間の密着性が高められ、十分な気密性、液密性が確保されている。
【００３２】
正極タブシーラント３１および負極タブシーラント３２には、同じ材料、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱融着性を有する材料が用いられている。ただし、正極タブシーラント３１および負極タブシーラント３２がそれぞれ異なる材料により構成されていてもよい。
【００３３】
正極タブシーラント３１は、例えば、層状の２枚のタブシーラント材によって正極タブ１５を挟み込んで、タブシーラント材を熱融着させることによって、形成することができる。また、負極タブシーラント３２は、例えば、層状の２枚のタブシーラント材によって負極タブ１６を挟み込んで、タブシーラント材を熱融着させることによって、形成することができる。
【００３４】
なお、以下の説明では、正極タブ１５および負極タブ１６を区別しない総称として電極タブと呼び、正極タブシーラント３１および負極タブシーラント３２を区別しない総称として、電極タブシーラントと呼ぶことがある。
【００３５】
図２および図３に示すように、正極タブ１５と負極タブ１６との間の領域において、正極タブシーラント３１の一部と、負極タブシーラント３２の一部は重なり合っている。
【００３６】
すなわち、本実施形態における電池１００では、図４に示す従来の電池２００に設けられている、ラミネートフィルム同士を接着した領域Ｒ１３が設けられていない。これにより、図４に示す従来の電池２００と比べて、正極タブ１５および負極タブ１６の幅Ｗ１（図２参照）を広くすることができるので、通電性を向上させることができる。
【００３７】
なお、正極タブ１５および負極タブ１６の幅Ｗ１は、正極タブ１５と負極タブ１６との間で短絡が生じない程度、または、正極タブ１５と負極タブ１６との間の絶縁性を確保可能な程度の広さに設定することができる。
【００３８】
本実施形態における電池１００では、ラミネートケース２０の長手方向の長さＬ１は、８９ｍｍであり、長手方向と直交する短手方向の長さＬ２は、５８ｍｍである。また、正極タブ１５と負極タブ１６との間の距離Ｌ３は、５ｍｍであり、正極タブシーラント３１と負極タブシーラント３２が重なり合っている部分の長さＬ４は、１ｍｍである。ただし、これらの数値は一例であり、本発明の電池が、これらの数値の大きさのものに限定されることはない。
【００３９】
また、図４に示す従来の電池２００において、本実施形態における電池１００と同じ通電性を確保するために、正極タブ２０１および負極タブ２０２の幅Ｗ１１を広くしようとすると、その分、電池の大きさを大きくする必要がある。すなわち、本実施形態における電池１００は、正極タブと負極タブとの間の領域において、一対のラミネートフィルムが熱圧着されている領域が存在し、かつ、正極タブおよび負極タブの幅を幅Ｗ１として同じ通電性を有する構成とした場合の従来の電池と比べて、小型化することができる。
【００４０】
ここで、電池１００の製造時に、ラミネートケース２０の周縁部を封止するためには、例えば、一対のヒートバーによって、ラミネートケース２０を構成するラミネートフィルム２０ａ、２０ｂの周縁部を挟み込んだ状態で加熱することによって、ラミネートフィルム、正極タブシーラントおよび負極タブシーラントを溶着させて、シール構造を形成する。この工程で用いられるヒートバーは、正極タブ１５および負極タブ１６が設けられている部分の構造に応じた構造を有する必要がある。
【００４１】
図４に示すように、従来の電池２００では、ラミネートケースである外装体２０３の周縁部のうち、正極タブ２０１および負極タブ２０２が設けられている領域、および、正極タブ２０１と負極タブ２０２の間の領域には、電極タブと電極タブシーラントとが接着されている領域Ｒ１１、電極タブシーラント同士が接着されている領域Ｒ１２、および、ラミネートフィルム同士が接着されている領域Ｒ１３の３つの領域、すなわち、シール構造が異なる３つの領域が存在する。このため、正極タブ２０１および負極タブ２０２が設けられている側のシール構造を形成するために用いるヒートバーとして、上記３つの領域Ｒ１１〜Ｒ１３の構造に応じた構造を有するものを用意する必要がある。
【００４２】
これに対して、本実施形態における電池１００では、正極タブ１５および負極タブ１６が設けられている領域、および、正極タブ１５と負極タブ１６の間の領域には、電極タブと電極タブシーラントとが接着されている領域Ｒ１、および、電極タブシーラント同士が接着されている領域Ｒ２の２つの領域、すなわち、シール構造が異なる２つの領域しか存在しない。このため、正極タブ１５および負極タブ１６が設けられている側のシール構造を形成するために用いるヒートバーとして、上記２つの領域Ｒ１およびＲ２の構造に応じた構造を有するものを用意すればよいので、用意するヒートバーの構造を簡易化することができる。
【００４３】
また、本実施形態における電池１００では、図４に示す従来の電池２００に設けられている、ラミネートフィルム同士が接着されている領域Ｒ１３が存在せず、図３に示すように、正極タブ１５と負極タブ１６の間の領域において、一対のラミネートフィルム２０ａ、２０ｂの間に、正極タブシーラント３１および負極タブシーラント３２のうちの少なくとも一方が介在しているので、正極タブ１５と負極タブ１６との間の領域をより確実に封止することができる。これにより、正極タブ１５および負極タブ１６が設けられている側からラミネートケース２０の内部への水分などの侵入をより確実に抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態における電池１００では、上述したように、図４に示す従来の電池２００と比べて、構造を簡易化したヒートバーを用いて、ラミネートケース２００の周縁部を封止するので、構造の複雑なヒートバーを用いる場合と比べて、より確実に封止を行うことができる。これにより、正極タブ１５および負極タブ１６が設けられている側からラミネートケース２０の内部への水分などの侵入をより確実に抑制することができる。
【００４５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４６】
例えば、外装体であるラミネートケース２０は、一対のラミネートフィルム２０ａおよび２０ｂから構成されているものとして説明したが、ラミネートフィルム以外のもの、例えば保護層などをさらに含んでいてもよい。
【００４７】
電池１００の構造が図１に示す構造のものに限定されることはない。例えば、電池１００は、セパレータを介して積層された正極および負極を巻回して形成される巻回体と、非水電解液とを外装体内に収容した構造のものであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０    積層体
１１    正極
１２    負極
１３    セパレータ
１４    非水電解質
１５    正極タブ
１６    負極タブ
２０    ラミネートケース
２０ａ  ラミネートフィルム
２０ｂ  ラミネートフィルム
２１    正極タブおよび負極タブが設けられている、ラミネートケースの一辺
３１    正極タブシーラント
３２    負極タブシーラント
１００  電池
【図１】
2019012660.tif 000003
【図２】
2019012660.tif 000004
【図３】
2019012660.tif 000005
【図４】
2019012660.tif 000006