(57)【要約】【課題】  基材上に正負極を配置した構造において、正負極間に生じる短絡を防止できる電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】  基材１にＰＰＳシートを用いる電池１０の製造方法であって、ＰＰＳシート上に電池のいずれかの薄膜を形成する前に、ＰＰＳシートを１７０℃超え（ＰＰＳの融点−１０）℃以下でプレアニールすることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に絶縁樹脂層を用いる電池の製造方法であって、
前記絶縁樹脂層上に前記電池のいずれかの薄膜を形成する前に、前記絶縁樹脂層を１７０℃超え（前記絶縁樹脂の融点−１０）℃以下でプレアニールすることを特徴とする、電池の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁樹脂層を、（前記絶縁樹脂の融点−８０）℃以上に加熱することを特徴とする、請求項１に記載の電池の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁樹脂層のプレアニール処理の後、前記絶縁樹脂層または電池中間製品の表面側から加熱する表面加熱を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の電池の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁樹脂層のプレアニールの後、前記電池の製造処理工程中、当該電池の中間製品を、前記プレアニールの加熱温度未満の温度に加熱することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項５】
前記金属パターンを、櫛歯状パターンに形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電池の製造方法。
【請求項６】
前記櫛歯状パターンの櫛歯の方向を、前記絶縁樹脂層の幅方向と交差する方向とすることを特徴とする、請求項４に記載の電池の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電池の製造方法で製造されたことを特徴とする、電池。
【請求項８】
基材に絶縁樹脂層を用いた電池であって、
前記絶縁樹脂層上に位置する金属パターンを備え、
前記電池の本体を、（前記絶縁樹脂の融点−１０）℃以下の所定温度に加熱しては、当該電池の本体の当初の状態に比べて、反りなどの変形が大きく発生する変形発生温度を求めたとき、その変形発生温度が、少なくとも（前記絶縁樹脂の融点−８０）℃未満の範囲内にないことを特徴とする、電池。
【請求項９】
基材に絶縁樹脂層を用いた電池であって、
前記絶縁樹脂層上に位置する金属パターンを備え、
前記絶縁樹脂層を、（当該絶縁樹脂の融点−１０）℃以下の所定温度に加熱しては、当該電池の本体の当初の状態に比べて、加工組織の消失度が大きい加工組織消失温度を求めたとき、その加工組織消失温度が、少なくとも（前記絶縁樹脂の融点−８０）℃未満の範囲内にないことを特徴とする、電池。
【請求項１０】
前記絶縁樹脂層の断面において、加工組織が、前記金属パターンが位置する表面側で小さく裏面側で大きい傾斜状に残存していないことを特徴とする、請求項８または９に記載の電池。
【請求項１１】
前記金属パターンが、櫛歯状パターンであることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の電池。
【請求項１２】
前記櫛歯状パターンの櫛歯の向きが、前記絶縁樹脂層の幅方向と交差する方向であることを特徴とする、請求項１１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池および電池の製造方法に関し、より具体的には、短絡が生じにくい電池およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用の電子機器に多様な電池が搭載される時代にあって、電池には、常に軽量化、小型化または高エネルギー密度化が求められ、それに応えて電池容量などの電池特性の改善が図られている。たとえば高エネルギー密度・高出力を実現しながら小型・軽量化をはかるために、正負極を同一平面上に櫛歯状に配置した全固体二次電池が開示されている（特許文献１）。この二次電池によれば、高エネルギー密度・高出力で、薄型化を得ることができる。また、短絡防止を重視してスクリーン印刷法によって、平面上に、固体電解質層を間に挟んで、一方側に正極層を、反対側に負極層を、形成した固体二次電池が開示されている（特許文献２）。この固体二次電池によれば、短絡は防止され、自己放電特性を良好にすることができる。さらに電極に金属片を用いて薄型化・軽量化をはかるために、基板平面上の絶縁膜の上に、第１の配線電極層と第２の配線電極層とが、その間に固体電解質層を挟むように形成されたリチウム二次電池が開示されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００６−１４７２１０号公報
【特許文献２】特公平７−５０６１７号公報
【特許文献３】特開平１０−２８４１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の電池では、しかしながら、正負極を平面上に配置する場合、正負極間に短絡が生じるケースを根絶できなかった。このため、正負極を平面上に配置した構造において、正負極間に生じる短絡を防止することができる電池の開発が望まれていた。本発明は、基材上に正負極を配置した構造の電池において、短絡を抑止することができる電池およびその製造方法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】
【０００４】
本発明の電池の製造方法は、基材に絶縁樹脂層を用いる電池の製造方法である。この製造方法は、絶縁樹脂層上に電池のいずれかの薄膜を形成する前に、絶縁樹脂層を１７０℃超え（絶縁樹脂の融点−１０）℃以下でプレアニールすることを特徴とする。
【０００５】
上記の方法によれば、プレアニールによって絶縁樹脂層にプレアニール温度に対応する収縮を予め生じさせ、その後、それ以下の温度に加熱されても収縮等の進行を生じさせないようにする。プレアニール温度が１７０℃以下では、後の電池製造工程で、成膜のために１７０℃程度またはそれ以上に加熱される場合があり、後の工程で熱収縮が進行する可能性があるので１７０℃超えのプレアニール温度とする。また加熱温度が（絶縁樹脂の融点−１０）℃を超えると、絶縁樹脂層が軟化して不都合を生じるので、（絶縁樹脂の融点−１０）℃以下とする。融点は、当然、絶縁樹脂層の種類が変われば変わる。上記のプレアニールによってこの後の電池の製造工程で、たとえば１７０℃程度またはそれ以上に加熱しても、絶縁樹脂層の収縮に起因する大きな反りや変形は生じなくなっている。この結果、パターンずれなど絶縁樹脂層の変形に起因する短絡を防止することができる。
【０００６】
上記の絶縁樹脂層を、（絶縁樹脂の融点−８０）℃以上に加熱することができる。これによって、プレアニールによって収縮を予めより大きく生じさせ、後の金属パターン形成時に収縮等の変形を確実に防ぐことができる。なお、この発明の場合に限っては、（絶縁樹脂の融点−８０）℃以上に加熱することができる絶縁樹脂は、その絶縁樹脂の融点が２５０℃以上であるものを対象とする。
【０００７】
また、上記の絶縁樹脂層のプレアニール処理の後、絶縁樹脂層または電池中間製品の表面側から加熱する表面加熱を行うことができる。この方法によれば、金属パターン等の成膜の際に、簡単にその下層を成膜に都合の良い温度に加熱することができるが、一方で、プレアニール処理をしていない場合には、熱収縮の厚み方向勾配が生じ、反りが大きく発生する。しかし、本発明では、上記のように、プレアニール処理を行っているため、熱収縮の厚み勾配はほとんど発生しないので、上記の表面加熱を行っても、反りを抑止することができる。なお、表面とは、電池本体が形成される側の面をいう。
【０００８】
また、上記の絶縁樹脂層のプレアニールの後、電池の製造処理工程中、当該電池の中間製品を、プレアニールの加熱温度未満の温度に加熱することができる。これによって、プレアニール後の製造工程で、熱収縮に起因する変形は防がれ、パターンずれが防止され、短絡を抑止した電池を得ることができる。なお、電池の中間製品の加熱温度は、中間製品を全体加熱するときの温度であり、局所的な温度、たとえば表層温度は対象としない。
【０００９】
上記の金属パターンを、櫛歯状パターンに形成することができる。この方法により、電池容量を大きくしながら、短絡のおそれの小さい電池を得ることができる。
【００１０】
上記の櫛歯状パターンの櫛歯の向きを、絶縁樹脂層の幅方向と交差する方向にことができる。この方法によって、通常は熱収縮に異方性がある絶縁樹脂層を用いて、より熱収縮率の小さい方向（幅方向に交差する方向、とくに直交方向）に、パターン精度が要求される櫛歯配列方向（櫛歯延在方向と直交方向）を合わせることができる。この結果、パターンずれをより確実に防ぐことができる。
【００１１】
上記のいずれかの電池の製造方法で製造されたことを特徴とする電池は、プレアニールの後、熱収縮が抑制されるので、パターンずれが生じにくくなり、この結果、短絡を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の電池は、基材に絶縁樹脂層を用いた電池である。この電池は、絶縁樹脂層上に位置する金属パターンを備える。そして、電池の本体を、（絶縁樹脂の融点−１０）℃以下の所定温度に加熱しては、当該電池の本体の当初の状態に比べて、反りなどの変形が大きく発生する変形発生温度を求めたとき、その変形発生温度が、少なくとも（絶縁樹脂の融点−８０）℃未満の範囲内にないことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、本発明の電池は、プレアニールを（絶縁樹脂の融点−８０）℃以上で行うことを前提とするので、予め熱収縮を十分生じさせている。このため、加熱をしても絶縁樹脂層は熱収縮を大きくは生じず、パターンずれなしに電池が製造されており、短絡を抑止した電池ということができる。
【００１４】
なお、変形発生温度が、少なくとも（絶縁樹脂の融点−８０）℃未満にないとは、変形発生温度が２００℃を超えており、電池本体のみからは直ちに知ることができないプレアニール温度を超えた温度であるか、または変形発生温度そのものが、測定を行っても求めることができないことを意味する。
【００１５】
本発明の電池を別の特徴に着目すると、次のように表現される。この電池は、絶縁樹脂層上に位置する金属パターンを備える。そして、絶縁樹脂層を、（絶縁樹脂の融点−１０）℃以下の所定温度に加熱しては、当該電池の本体の当初の状態に比べて、加工組織の消失度が大きい加工組織消失温度を求めたとき、その加工組織消失温度が、少なくとも（絶縁樹脂の融点−８０）℃未満の範囲内にないことを特徴とする。
【００１６】
上記電池の絶縁樹脂層では、加工組織の消失の際もしくは組織のランダム化（等方化）、または高分子の再配列の際に、熱変形または熱収縮が生じる。この間に、高分子自身の反応（重合の進行、高分子の分断など）が生じている場合もある。加工組織消失温度が少なくとも（絶縁樹脂の融点−８０）℃以下にないことの意味などは、上述の変形発生温度の説明と同様である。加工組織に着目して本発明を表現したものが、上記の本発明の電池であるが、加工組織の具体的な求め方については、実施の形態で説明する。
【００１７】
上記の絶縁樹脂層の断面において、加工組織が、金属パターンが位置する表面側で小さく裏面側で大きい傾斜状に残存していない構成をとることができる。これによって、この電池が、「表面側からの加熱によって、製造工程中、大きな反りを生じた状態」を経過しておらず、表面側から加熱された時点では既にプレアニール処理を行っていたことを知ることができる。さらに詳しく言えば、上記本発明の電池では、プレアニール処理で絶縁樹脂層の加工組織は既に大きく消失している。
【００１８】
上記の金属パターンを、櫛歯状パターンとすることができる。これによって、高容量としながら短絡を防止した電池を得ることができる。
【００１９】
上記の櫛歯の向きを、絶縁樹脂層の幅方向と交差する方向にできる。これによって、通常は熱収縮に異方性がある長尺の絶縁樹脂シートを原料に用いながら、より熱収縮率の小さい方向（幅方向に交差する方向、とくに直交方向）に、パターン精度が要求される櫛歯配列方向（櫛歯延在方向と直交方向）を合わせることができる。この結果、パターンずれをより確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電池およびその製造方法によれば、基材に正極および負極を配置した構造において、短絡を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電池本体部１０を示す斜視図である。絶縁樹脂層からなる基材１の上には、幅方向の端に相対向するように並行して位置し、絶縁樹脂層１の幅方向に沿って延在する金属パターンの正側集電層２および負側集電層６がある。金属パターン２および負側集電層６は、ともに相手側に向かって櫛歯状に延びる櫛歯部分を有する。その櫛歯部分に重なって複数個の正極層３が、負側集電層６に向かって櫛歯状に延びており、また複数個の負極層５も、同様に櫛状部分の負側集電層６に重なって、金属パターンの正側集電層２に向かって櫛歯状に延びている。正極層３の複数の櫛歯と、負極層５の複数の櫛歯とは、交互に入り組んでおり、間に電解質層４を介在させて、対向している。電解質層４は、絶縁樹脂層１上に位置する正極層３および絶縁樹脂層１を覆っており、また負極層５および負側集電層６は、その電解質層４の上に形成されている。なお、後の実施の形態３に見るように、電極層は櫛歯構造でなくてもよい。
【００２２】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、また図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図２および図３より、電解質層４を挟んで、正極層３および金属パターン（正側集電層）２は電解質層４の下側に、また負極層５および負側集電層６は電解質層４の上側に、それぞれ形成されている。このため、正極と負極とが接触して短絡することを、電解質層４の配置によって、より確実に防止することができる。また、正極層３と負極層５とが、電解質層４を挟んで近接して高い面密度で対向することによって、電池反応の効率を向上させることができる。金属パターン（正側集電層）２および負側集電層６の幅は、共に０．５ｍｍ程度であり、絶縁樹脂シート１上の金属パターンの厚みは０．２μｍ程度である。
【００２３】
次に、図１〜図３に示す電池本体部１０の製造方法について説明する。絶縁樹脂層の基材１には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ:  Polyphenylene  Sulfide)シート（融点２８０℃）を用いるのがよい。ＰＰＳの代わりに、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、融点３４０℃程度）、ポリサルフォン（ＰＳＦ、融点１９０℃以上）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ、融点２１０℃以上）などを用いてもよい。
（１）基材１：ＰＰＳシートは、予め２３０℃に５〜３０分間プレアニール処理を行う。プレアニール処理は、熱処理炉を用いてＰＰＳシート全体を熱処理炉内に装入して行う。このプレアニール処理の後、ＰＰＳシートを打ち抜いて、基材１を形成する。基材１のサイズは、たとえば５０．５ｍｍ×３７．５ｍｍとする。ＰＰＳシートの厚みは２５μｍとするのがよい。次に、基材１上に、図４に示すような櫛歯状の金属パターンの正側集電層２を形成する。
【００２４】
（２）金属パターン（正側集電層）２：ヒータによって表面側を１７０〜２３０℃に加熱しながら、Ｎｉの金属パターンを形成する。このヒータによる加熱において、基材１の下部（裏側）温度は、５０〜１３０℃である。ＰＰＳシート１全体が１７０〜２３０℃に加熱されるわけではなく、表面側で高温で、裏面で低温という温度勾配がつく加熱となる。上記のプレアニール処理を行っていないと、ここで厚み方向に傾斜のついた熱収縮が生じ、ＰＰＳシート１は、表面側を凹にして大きく反る。しかし、上述のようにプレアニール処理をしているので、厚み方向に勾配のある熱収縮は抑止される。
【００２５】
櫛歯が延びる方向は、ＰＰＳシート１の熱収縮率の高いロール方向に並行になるようにする。すなわち櫛歯の並列方向は、ＰＰＳシート１の幅方向に並行になるようにする。Ｎｉ成膜条件は、電子ビーム蒸着により行い、成膜チャンバ内の圧力を、１．９６〜１．５４×１０−３Ｔｏｒｒとする。エミッション電流は１１０ｍＡ、成膜レート０．４〜０．５ｎｍ／ｓとし、モニタ膜厚０．２μｍで実施する。
【００２６】
（３）正極層３：粉末正極活物質、導電助剤、結着剤を含む塗布液を塗布し、乾燥することによって形成する。ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＭｎＯ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２等の１種または２種以上の粉末を正極活物質とする。また導電助剤にはカーボン粒子を用いる。結着剤には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体等の公知の結着剤を用いるのがよい。溶媒には公知の任意の溶媒を用いることができる。上記の塗布液を塗布した後、８５〜１２０℃×１２時間の真空乾燥処理を行う。次に電解質層を形成する。
【００２７】
（４）電解質層４：（ＳＥ1）Ｌｉ−Ｐ−Ｓ−Ｏ系のアモルファス膜または多結晶膜によって電解質層を形成してもよいし、（ＳＥ2）Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ系のアモルファス膜または多結晶膜によって電解質層を形成してもよい。または電解質層を２層として、正極側層を（ＳＥ1）で、そして負極側層を（ＳＥ2）で形成してもよい。
【００２８】
（５）負極層５：（ＮＥ1）Ｌｉ金属膜または、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｍｎ−Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃｏ、Ｓｉ−Ｆｅ等の合金膜で負極層を形成してもよい。Ｌｉ金属膜等の成膜温度は約１７０℃である。また（ＮＥ2）カーボン、Ｓｉなどの粉末と、導電助剤のカーボン粒子と、結着剤とを含む塗布液を塗布することによって形成した塗布層であってもよい。この場合は、正極層を塗布層で形成した場合と同様の真空乾燥処理の熱履歴を受ける。（ＮＥ1）の場合は、負側集電層６を負極層５が兼ねることができる。しかし、負側集電層を設けるかどうかは、負極の材料だけでは決まらない。（ＮＥ1）の場合であっても、総合的に判断して負側集電層を設けることが電池性能の向上に好ましければ、図１〜図３の負側集電層６を設けることは、普通に行われる。
【００２９】
（６）封止：電池本体１０が形成されたＰＰＳシート１をアルミニウムフィルムで挟み、四隅を熱圧着する。熱圧着の際、圧着箇所は２１０〜２３０℃のセラミックヒータに接触する。
【００３０】
上記の処理の熱履歴を図５に示す。図５では、負極層５の形成は、上記の（ＮＥ1）で形成する場合を示す。図５によれば、プレアニールの際、ＰＰＳシートの基材１を２３０℃に加熱する。この温度は、後の処理工程における加熱温度のいずれよりも高い。Ｎｉパターン成膜時にヒータにより１７０〜２３０℃に加熱するが、上側からの加熱のため、裏側では５０〜１３０℃と低温になる。このとき、上述のようにプレアニールを行っていない場合、厚み方向で勾配のついた熱収縮が生じ、反りが大きく発生する。しかし、プレアニールのため、抑止される。この結果、後の処理工程で、パターンずれの発生が防止され、短絡を防止することが可能となる。
【００３１】
（絶縁樹脂層の加工組織の評価）
次に絶縁樹脂層の加工組織の評価について説明する。上記の電池の絶縁樹脂層は、長尺の絶縁樹脂シートを圧延（ロール）加工して巻き取って原反としたものを、所定サイズに裁断して用いる。絶縁樹脂層にはロール加工組織が生じており、このロール加工組織は、圧延面内に樹脂を構成する分子のどの面方位が集積するか、また圧延方向に分子のどの方向が集積するか、高分子化合物によって決まっている。ロール加工組織には加工エネルギーが蓄積されており、温度を上げると、この加工エネルギーを駆動源として高分子の再配列が生じ、加工エネルギーは解放される。これと並行して、高分子自身の反応（重合反応の進行、高分子の分断など）が生じる場合もある。熱収縮がどの因子に帰せられるか明確ではないが、熱収縮が生じる間に、上記の現象が生じる。
【００３２】
電池本体の加熱による加工組織の程度の変化の評価（測定）においては、次の点に注意すべきである。電池が組み上げられた後に、上記の測定を行うので、解体に際しては細心の注意をして、解体時の応力付加を避けるべきである。ＰＰＳシートを取り出した後、上記の加工組織の特定面方位等の集積度は、Ｘ線回折法等によって評価することができる。特定面の集積度が高い場合、その特定面に対応する回折線の強度は高く、半値幅は狭く、逆に再結晶が進み、集積度が低くなると、その回線線の強度は低く、ブロードとなり、バックグラウンドに埋没する。また、上記の加工組織は、機械的性質の異方性をもたらし、たとえば引張試験において、引張強度、降伏強度、伸び、絞り等の異方性を生じる。したがって、ロール方向に長い引張試験片および幅方向に長い引張試験片を、両方とも採取して、上記のいずれかの性質における異方性を求めて、その異方性がなくなり方を調べることによっても、加工組織の大小および存否を評価することができる。
【００３３】
（電池本体の変形の評価）
解体時の応力付加を避ける点では、加工組織の評価と同じである。そして、電池本体は、上述のように、四隅を熱圧着されているので、これを打ち抜き等によって外し、アルミニウムフィルムは除くのがよい。その上で、多数のサンプルについて、所定温度に加熱して、反りや湾曲等の変形を、たとえば中央部と端部との高さ位置の差など、適当な指標を設定して測定することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における電池本体部１０を説明する図である。この電池本体部１０では、電気絶縁性のＰＰＳシートからなる基材１の上に、金属パターン（正側集電層）２と、金属パターン（負側集電層）６とが、櫛歯状に複数の櫛歯を相手側の集電層に延ばしており、その上に重ねて、極性を同じくする電極層３，５が、櫛型構造を形成している。これら、正側集電層２および正極層３と、負側集電層６および負極層５との間のスペースを充填するように、電解質層４が、ＰＰＳシート１と、上記の集電層２，６および正負極層３，５とを被覆している。
【００３５】
図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図であり、また図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図７および図８に示すように、正極層３および負極層５は、ともに電解質層４の下面側に位置しており、正負極間のスペースを充填する電解質層４が、正負極間の短絡を防止している。この点が、実施の形態１の電池本体部と相違するだけで、その他の構成は同じである。この構成の相違によれば、電池パターンの形成が、実施の形態１よりも簡単化される。上記のＰＰＳシート１には、上述のプレアニール処理が施されているので、電池本体の製造工程中の熱収縮が抑制され、パターンずれに起因する短絡を防ぐことができる。ただし、正負極間の短絡防止のために、正負極間のスペースを電解質層４によって、確実に充填しなければならない。
【００３６】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における電池本体部１０を示す図である。また、図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。この電池本体部１０の電池パターンは、櫛型構造ではなく、図１０に示すように、基材１のＰＰＳシートの長尺方向に並行して延在する正極層３および負極層５によって形成される。ＰＰＳシート１、正負極層３，５および正負側集電僧２，６を形成する材料は、実施の形態１で説明した材料と同じであり、製造方法も負極層５と負側集電層６の形成時期の前後が逆転するが、その他は同じである。
【００３７】
図１０によれば、正負極層３，５は、電解質層４を挟んで、近接して相対向しているので、電池反応に関与する電極の面密度を大きくとることができる。また、電池パターンが、櫛歯状と異なり簡単であるので、電池パターンの形成も容易である。
【００３８】
上記のＰＰＳシート１には、上述のプレアニール処理が施されているので、電池本体の製造工程中の熱収縮が抑制され、パターンずれに起因する短絡を防ぐことができる。しかし、短絡等を防止する観点から、正極層３の露出部および／または負極層５の露出部を被覆する絶縁保護膜を形成しておくのがよい。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
ＰＰＳシートを上記実施の形態１に示したサイズ（５０．５ｍｍ×３７．５ｍｍ）に打ち抜いて試験体として、加熱温度を、１５０℃、１７０℃、２００℃および２３０℃と変えて、（加熱後の長さ／加熱前の長さ）を求めた。加熱速度は、その温度に保持した炉内に室温の加工したままのＰＰＳシートを装入して得られる速度であり、急速な加熱速度といえる。このため、加熱途中の熱履歴をほぼ無視することができる。結果を図１１に示す。図１１より、熱収縮には異方性が認められ、幅方向で小さく、ロール方向で大きい。ロール方向の収縮は、幅方向の４倍程度と大きい。最も注目すべきことは、ロール方向の収縮の温度依存性である。１５０℃では１．３％程度、１７０℃では１．８％程度の収縮であるが、２００℃で２．７％程度、２３０℃で４．２％程度、と高温になるに従って、（収縮％／温度）の比例関係を超えて、大きく収縮が進行することが分かる。
【００４０】
基材１を構成するＰＰＳの融点は、２８０℃なので、２３０℃は（ＰＰＳの融点−５０℃）に相当する。収縮が大きく進行する温度は、２００℃以上とみることができ、すなわち（ＰＰＳの融点−８０℃）以上で、とくに収縮が大きく進行する。これは、受け入れまま、または加工ままの状態の絶縁樹脂層を（ＰＰＳの融点−８０℃）に加熱すると、蓄積された加工エネルギーが大きく解放されることを意味する。プレアニールを（ＰＰＳ樹脂の融点−８０℃）以上の温度で行っておけば、熱収縮の原因となる再結晶の駆動エネルギーが十分解放されて消失しているので、このあと加熱されても熱収縮を生じにくいことを示すものである。１７０℃超えの温度で、（融点−８０℃）未満の温度でプレアニールを行っても、もちろん、加工エネルギーの解放は、図１１に示すように、行われ、その後の加熱における収縮抑制の効果はあるが、より望ましい範囲は、（ＰＰＳの融点−８０℃）以上である。
【００４１】
（実施例２）
実施例２では、金属パターン（Ｎｉパターン）を形成した後の基材の反りや変形を観察した。ＰＰＳシートを上記実施の形態１に示したサイズ（５０．５ｍｍ×３７．５ｍｍ）に打ち抜いて試験体とした。加工状態の試験体を、２３０℃でプレアニール処理し、Ｎｉパターン層を形成した試験体を本発明例とした。Ｎｉパターンの形成にあたっては、図５に示すように、基材の表面側からヒータで１７０〜２３０℃に加熱した。繰り返すが、このときの基材裏面側の温度は５０〜１３０℃であった。また、比較例として、プレアニールを行わない試験体（打ち抜きまま）を用い、上記のＮｉパターンの形成を、同じヒータ加熱条件で行った。
【００４２】
変形は複雑なので、基材を観察するのみとした。上記Ｎｉパターン形成後の基材の写真を基に作成したスケッチを図１２（本発明例）および図１３（比較例）に示す。本発明例では、表面側（Ｎｉパターン側）を上にしており、比較例では、反りが余りにも大きいため安定しないので、表面側（Ｎｉパターン側）を下にして凸状の裏面を上にしている。本発明例では、全体的に見てわずかに反りを生じているが、局所的な変形はなく、パターンずれの発生は防止されることが分かる。これに対して、比較例では、全体の変形（丸まり）も大きく、かつ局所的な凹凸が多くの箇所で生じ、複雑な凹凸地形を生じている。このため、パターンすれを生じやすく、後の製造工程中で短絡発生候補個所を多く生成している。
【００４３】
（実施例３）
実施の形態１で説明した電池本体１０の製造を行ったあと、短絡の有無および他の試験項目を検査して、歩留りを評価した。本発明適用では、基材１を２３０℃でプレアニールしたもので、後の製造は図５に示す工程に従った。従来法では、基材１のプレアニールを省略し、受け入れままの加工した状態の基材１にＮｉパターンを形成した。歩留りの評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１によれば、基材の２３０℃でのプレアニールによって、電池歩留りは、５９％から７４％へと大幅に向上することができる。すなわち、従来、基材１上に各種の電池構成パターンを形成する際に基材の熱収縮に起因する変形を生じて、パターンずれの発生によって、短絡を生じていた。基材１を構成する絶縁樹脂層を受け入れままで製造ラインに投入することをやめて、予めプレアニールした後に電池製造ラインに投入することによって、製品歩留りを大きく向上できることが分かった。
【００４６】
本発明の実施の形態は上述のとおりであるが、その他に次に示すような変形例があることを考慮すべきである。
（１）電池は全固体リチウム電池を説明したが、全固体リチウム電池に限定されず、液体電解質またはイオン伝導性の高分子を含む電解質であってもよい。また、電池については、リチウム電池に限定されず、他の種類の電池でもよく、また二次電池でも一次電池でもよい。
（２）本発明の本質は、基材を受け入れままで電池製造ラインに投入するのではなく、十分高い温度でプレアニールして加工エネルギーを解放した後に電池製造ラインに投入する点にある。したがって、本発明に係る製造方法を適用することによって、電池（製品）の状態で、本発明に係る電池、とくに変形発生温度を求めることが測定技術の上からできない場合があってもよい。現在はともかく将来的の製造工程では、電池を組み上げる際に、熱圧着などの封止工程を経るために、加工エネルギーが「しごき」などの別の形態の加工により解放されている可能性がある。また、プレアニールを行わない従来の製造方法で製造された電池であっても、将来における金属パターン成長以降の工程において、プレアニール温度ほどではないが、それに近い高温に加熱されるものもあるからである。しかし、それらの場合でも従来の製造方法による電池では、短絡のおそれは高いものがあり（内在している）、一方、本発明の製造方法で製造された電池では、短絡のおそれは小さいことは、明らかである。
（３）本発明の電池およびその製造方法において、基材を構成する絶縁樹脂の融点は、本発明の最も広い範囲では、なんら制限を加えていないことに注意すべきである。上記の絶縁樹脂の融点を問題にする場合、本発明の製造方法において、プレアニール温度がより好ましい範囲として１７０℃以上で、かつ（絶縁樹脂の融点−８０）℃以上を挙げた。この好ましい範囲を満たす絶縁樹脂の融点は、２５０℃以上のものに限定される。しかし、最も広くは、本発明の電池の製造方法における絶縁樹脂の融点に上記の限定は付されない。本発明の電池においては、もとより、加工組織消失温度または変形発生温度が、少なくとも（絶縁樹脂の融点−８０）℃以下にないというのみなので、絶縁樹脂の融点になんら限定は付していない。
【００４７】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の電池およびその製造方法によれば、簡単な製造工程により短絡のおそれが小さい信頼性の高い携帯機器用の電池を生産性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における電池本体部を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】基材上の金属パターンを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電池製造工程の熱履歴を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２における電池本体部を示す図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における電池本体部を示す図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】実施例１における収縮度と加熱温度との関係を示す図である。
【図１２】実施例２における本発明例の試験体を示す図である。
【図１３】実施例２における比較例の試験体を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  基材（絶縁樹脂層、ＰＰＳシート）、２  金属（Ｎｉ）パターン（正側集電層）、３  正極層、４  電解質層、５  負極層、６  負側集電層、１０  電池本体部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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