(57)【要約】【課題】製造不良を招くことなく、正負極端子と熱融着部間の短絡不良を抑制することが可能な扁平型電池を提供する。【解決手段】周縁の少なくとも一部に熱融着部２１1〜２１3を有するフィルム製容器１と、前記容器１内に収納され、正極１１及び負極１５を含む扁平状の電極群８と、前記正極１１と電気的に接続され、前記容器１から前記熱融着部を通して引き出された正極端子１６と、前記負極１５と電気的に接続され、前記容器１から前記熱融着部を通して引き出された負極端子１７とを具備し、前記正極端子１６及び前記負極端子１７は、それぞれ、前記熱融着部内に位置する部分に厚さが端面に向かって薄くなる傾斜部２２を有し、前記傾斜部２２の超微小硬度は非傾斜部２３の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下であることを特徴とする。【選択図】      図１
2008103294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁の少なくとも一部に熱融着部を有するフィルム製容器と、
前記容器内に収納され、正極及び負極を含む扁平状の電極群と、
前記正極と電気的に接続され、前記容器から前記熱融着部を通して引き出された正極端子と、
前記負極と電気的に接続され、前記容器から前記熱融着部を通して引き出された負極端子とを具備し、
前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、前記熱融着部内に位置する部分に厚さが端面に向かって薄くなる傾斜部を有し、前記傾斜部の超微小硬度は非傾斜部の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下であることを特徴とする扁平型電池。
【請求項２】
前記傾斜部は、長さＬｐがＬp≦１０Ｔ0で、かつ端面の厚さＴpがＴp≦Ｔ0／２である（Ｔ0は前記正極端子または前記負極端子の厚さ）ことを特徴とする請求項１記載の扁平型電池。
【請求項３】
前記傾斜部は、プレスもしくはロールによる潰し成型で形成されることを特徴とする請求項１または２記載の扁平型電池。
【請求項４】
前記正極端子または前記負極端子の前記熱融着部内に位置する部分に介在される絶縁フィルムをさらに具備し、
前記絶縁フィルムは、前記正極端子または前記負極端子と接する第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに積層され、前記第１の樹脂フィルムに比して低いメルトフローレート（ＭＦＲ）を有する第２の樹脂フィルムとを含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の扁平型電池。
【請求項５】
前記正極端子及び前記負極端子は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の扁平型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平型電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の発達に伴い、小型で軽量かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能な非水電解質二次電池としてリチウム二次電池が発達してきた。また最近では、ハイブリッド車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適な、急速充電および高出力放電が可能でかつサイクル性能に優れた非水電解質二次電池の開発が要望されている。このような二次電池として、例えば特許文献１に記載されているような、負極活物質として小粒径（一次粒子の平均粒子径が１μｍ以下）のリチウムチタン酸化物（リチウムチタン複合酸化物）を用いた、急速充電および高出力放電が可能でかつサイクル性能に優れた非水電解質二次電池の開発がなされている。
【０００３】
一方、上記のような非水電解質二次電池を収納する外装部材として、従来の金属缶に代わり、より一層の薄型化・軽量化を目的としてアルミニウム箔および熱可塑性樹脂フィルムを有するラミネートフィルムからなる容器を使用することが試みられ、実用化されている。
【０００４】
このようなフィルム製容器を使用する非水電解質二次電池は、例えば、以下のように構成される。深絞り加工により作製された矩形状凹部（矩形状カップ部）、このカップ部の４辺に水平方向に延出された縁部およびこれらの縁部のうちの一つと繋がった平板部を有するフィルム製容器を使用する。この容器のカップ部に、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極、負極およびこれら正負極間に介在するセパレータまたはリチウムイオン伝導性固体電解質層を備えた電極群を収納する。この電極群の正負極に正負極端子を接続する。正負極端子は、縁部を通して容器外部に延出される。容器の平板部を１８０°折り曲げて、この平板部と繋がる縁部を除く３つの縁部に熱融着し、電極群をカップ内に気密に封口した扁平型電池とする。
【０００５】
フィルム製容器を構成する熱可塑性樹脂フィルムは、電池を薄くするために薄くする必要がある。しかし、熱可塑性樹脂フィルムを薄くすると、熱融着時の加圧により熱可塑性樹脂フィルムが軟化した際に、その熱可塑性樹脂フィルムが正負極端子の厚さ分、押し退けられて、正負極端子とフィルム製容器を構成するアルミニウムの様な金属箔が接触して短絡不良を発生する。このようなことから、熱融着時に熱可塑性樹脂フィルムが正負極端子により、ある程度押し退けられても、正負極端子と容器の金属箔の間に十分な厚さの絶縁樹脂層を存在させるために、正負極端子の融着部に対応する位置に絶縁フィルムを配置することが行われている。絶縁フィルムとしては、金属に対する接着性が良好な酸変性樹脂が用いられる。
【０００６】
この時、正負極端子にバリや反りがあると、絶縁フィルムを用いても、正負極端子と容器中のアルミニウムの様な金属箔が接触して短絡不良が発生するという問題があった。
【０００７】
特に、急速充電および高出力放電が可能でかつサイクル性能に優れた非水電解質二次電池の開発がなされる最近では、大電流での充放電が要求される。さらに、車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池には大型の電池が適用されるため、これらの電池には従来よりも低抵抗の正負極端子が要求されている。つまり、低抵抗を実現させるためには通電断面積を大きくすることが望ましく、従来よりも厚くかつ幅広の正負極端子が好適である。このような状況は、正負極端子と容器間の短絡不良をより生じやすいものとする。
【０００８】
ところで、特許文献２には、ポリマー電池のタブの角部を角丸もしくは面取りすることにより、タブの端部の部分における密封性を改善することが記載されている。特許文献２のようにタブの角部を角丸もしくは面取りすると、その部分の強度が低下するため、電池製造工程でタブに欠け、反り、折れ曲がり等の不良を生じやすい。
【特許文献１】特開２００５−１２３１８３
【特許文献２】特開２００１−５７２０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、製造不良を招くことなく、正負極端子と熱融着部間の短絡不良を抑制することが可能な扁平型電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る扁平型電池は、周縁の少なくとも一部に熱融着による熱融着部を有するフィルム製容器と、
前記容器内に収納され、正極及び負極を含む扁平状の電極群と、
前記正極と電気的に接続され、前記容器から前記熱融着部を通して引き出された正極端子と、
前記負極と電気的に接続され、前記容器から前記熱融着部を通して引き出された負極端子とを具備し、
前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、前記熱融着部内に位置する部分に厚さが端面に向かって薄くなる傾斜部を有し、前記傾斜部の超微小硬度は非傾斜部の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造不良を招くことなく、正負極端子と熱融着部間の短絡不良を抑制することが可能な扁平型電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１に示す通り、この扁平型非水電解質電池は、フィルム製容器１を備えている。図３に示すように、フィルム製容器１は、矩形状カップ部２と、カップ部２の開口端三辺に形成された縁部３ａ〜３ｃと、カップ部２の残りの開口端から延び出た平板状の蓋体４とを有する。蓋体４は、カップ部２側に折り返して使用される。フィルム製容器１は、図２に示すように、容器１の内面を構成する熱可塑性樹脂フィルム５、アルミニウム箔のような金属箔６、および剛性を有する有機樹脂フィルム７を、この順序で積層したラミネートフィルムから形成されている。
【００１４】
図３に示すように、扁平状の電極群８は、フィルム製容器１のカップ部２内に収納される。この扁平状の電極群８は、図２に示すように、正極層９，９間に集電体１０を介在させた構造の正極１１、セパレータ１２、負極層１３，１３間に集電体１４を介在させた構造の負極１５およびセパレータ１２を渦巻き状に捲回して、ほぼ円筒状物とした後、例えば室温で圧力１０〜３０ｋｇ／ｃｍ2の条件下で加圧成形して偏平化することにより作製される。帯状の正極端子１６は、電極群８の正極１１に電気的に接続されている。一方、帯状の負極端子１７は、電極群８の負極１５に電気的に接続されている。正極端子１６と負極端子１７の先端は、電極群８の同じ端面から延び出ており、容器１におけるカップ部２の短辺側縁部３ｃを通して外部に引き出されている。
【００１５】
帯状の絶縁フィルム１８ａは、図３に示すように、容器１におけるカップ部２の短辺側縁部３ｃと、正負極端子１６，１７との間に介在されている。一方、帯状の絶縁フィルム１８ｂは、図３に示すように、蓋体４の内面のうち縁部３ｃと対向する箇所に配置されている。これら絶縁フィルム１８ａ、１８ｂは、図２に示すように、正負極端子１６、１７と接し、熱融着時に溶融して正負極端子１６、１７と密着する第１の樹脂フィルム１９と、この第１の樹脂フィルム１９に積層され、第１の樹脂フィルム１９に比べて高い融点を有する第２の樹脂フィルム２０とからなる２層構造を有する。
【００１６】
フィルム製容器１における蓋体４はカップ部２側に折り返され、カップ部２の３つの縁部３ａ〜３ｃと蓋体４とが熱融着される。長辺側縁部３ａ、３ｂと蓋体４は、その内面に位置する熱可塑性樹脂フィルム５により熱融着され、熱融着部２１1，２１2が形成される。熱融着部２１1，２１2は、図１に示すように、カップ部２に向けて９０°内側に折り曲げられている。短辺側縁部３ｃと蓋体４は、その間に、絶縁フィルム１８ａ、正負極端子１６，１７及び絶縁フィルム１８ｂが介在された状態で熱融着され、熱融着部２１3が形成される。熱融着部２１1〜２１3により、扁平状電極群８が容器１内に密閉されている。なお、非水電解質は、容器１のカップ部２内に収容されている。
【００１７】
次いで、正負極端子１６，１７について図４〜図７を参照して説明する。正負極端子１６，１７は、引き出し方向（図５の場合、長手方向）に平行な端面のうち熱融着部２１3内に位置する部分に潰し成型が施されている。潰し成型として、例えば、プレス成型、ロール成型を採用することができる。プレス成型の方が容易である。潰し成型が施された部分は、正負極端子１６，１７の幅Ｌ方向に引き伸ばされ、図５〜図７に示すように、両端面に向かって厚さが薄くなる傾斜構造を有している（以下、傾斜部２２と称す）。傾斜部２２の超微小硬度は、非傾斜部（非成型部）２３の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下とする。この理由を説明する。１．５倍未満にすると、電池製造工程、特に熱融着工程において正負極端子１６，１７に欠け、反り、折れ曲がり等の不良を生じる。また、正負極端子が持っているバリや反りが潰し成型後も残りやすいため、正負極端子とフィルム製容器のアルミニウムの様な金属箔とが接触して短絡不良を生じる。また、３倍を超えると、傾斜部２２の端面の厚さが薄くなるため、電池製造工程、特に熱融着工程において正負極端子１６，１７に欠け、反り、折れ曲がり等の不良を生じる。傾斜部２２の超微小硬度を非傾斜部の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下にすることによって、製造不良と短絡不良の双方を回避することができる。
【００１８】
超微小硬度とは、試料に圧子を載置し、一定の速度で荷重を増加し、指定荷重到達後、一定時間その荷重で保持し試験荷重と押し込み深さから算出される硬度である。具体的には、後述する実施例で説明する方法により測定される。
【００１９】
傾斜部２２の長さＬｐは、正負極端子１６，１７の厚さをＴ0とした際に、Ｌp≦１０Ｔ0を満足することが望ましい。Ｌpが１０Ｔ0を超えると、傾斜部２２の最も厚さの薄くなる先端面の強度が不足し、電池製造工程、特に熱融着工程において正負極端子１６，１７に欠け、反り、折れ曲がり等の不良を生じる恐れがある。Ｌｐの下限値は、５Ｔ0にすることが望ましい。これは、Ｌｐを５Ｔ0未満にすると、熱融着により軟化した樹脂フィルムが正負極端子の形状に馴染み難く、正負極端子と樹脂フィルムとの密着性が低下するため、熱融着部（シール部）に隙間（気泡）が生成することがあるからである。Ｌｐを５Ｔ0≦Ｌp≦１０Ｔ0にすることによって、熱融着部のシール強度をより高めることができると共に、製造不良をより少なくすることができる。
【００２０】
傾斜部２２の長さＬｐの測定方法を説明する。正負極端子１６，１７の熱融着部２１3内に位置する部分の表面の光学顕微鏡写真（例えば図９）において、傾斜部２２は非傾斜部２３に比して明度が低く、傾斜部２２と非傾斜部２３との間に明度の違いに基づく境界が存在する。この境界Ｘから傾斜部２２の端面Ｙまでの距離のうち最大値を長さＬｐとする。
【００２１】
傾斜部２２の端面の厚さＴpは、Ｔp≦Ｔ0／２にすることが望ましい。厚さＴpがＴ0／２よりも大きいと、熱融着により軟化した樹脂フィルムが正負極端子の形状に馴染み難く、正負極端子と樹脂フィルムとの密着性が低下するため、熱融着部（シール部）に隙間（気泡）が生成することがある。Ｔp≦Ｔ0／２にすることによって、正負極端子１６，１７が介在された熱融着部のシール強度を十分なものとすることができる。但し、厚さＴpを１０μｍ未満にすると、傾斜部２２の端面の強度が不足する恐れがある。よって、熱融着部のシール強度と傾斜部２２の強度を十分なものにするために、厚さＴpを１０μｍ≦Ｔp≦Ｔ0／２にすることがより望ましい。
【００２２】
なお、Ｔ0は、正極端子１６の傾斜部２２の長さＬｐと厚さＴpの場合には正極端子１６の厚さとし、負極端子１７の傾斜部２２の長さＬｐと厚さＴpの場合には負極端子１７の厚さとする。正極端子１６及び負極端子１７の厚さは、それぞれ、５０μｍ以上、５００μｍ以下の範囲にすることができる。正極端子１６と負極端子１７の厚さは同じでも、互いに異なっていても良い。
【００２３】
傾斜部２２の長さＬn（Ｌpと直交する方向の長さ）は、熱融着部２１3の幅Ｌsと等しくても良いし、幅Ｌsよりも長くても良い。幅Ｌsよりも長い場合、長さＬnと幅Ｌsの差は２ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００２４】
正負極端子１６，１７の材質は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金にすることが望ましい。この材質を選択することにより、潰し成型で端子の強度を高めることが可能となる。アルミニウム合金は、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｇ及びＣｒよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有することが望ましい。
【００２５】
次に、本発明に係る扁平型電池の一製造方法を以下に説明する。
【００２６】
まず、熱可塑性樹脂フィルム、金属箔および剛性を有する有機樹脂フィルムをこの順序で積層したラミネートフィルムを、深絞り加工して矩形状カップ部２を形成する。つづいて、このラミネートフィルムを切断して矩形状カップ部２の開口部の一辺が中央に位置すると共に、カップ部２周囲の４辺に水平方向に延出した幅狭の縁部３ａ〜３ｃおよび幅広（カップ部２と第２縁部３ｃと合算した長さと同幅）の縁部（蓋体）４が形成されるように切り出してフィルム製容器１を得る。ついで、このフィルム製容器１の縁部３ｃおよび蓋体４の内面に帯状の絶縁フィルム１８ａ、１８ｂをそれぞれ熱融着する。これら絶縁フィルム１８ａ、１８ｂは、正負極端子１６，１７と接し、熱融着時に溶融して正負極端子１６，１７と密着する第１の樹脂フィルム１９と、この第１の樹脂フィルム１９に積層され、第１の樹脂フィルム１９に比べて高い融点を有する第２の樹脂フィルム２０とからなる２層構造を有する。
【００２７】
次いで、正負極端子１６，１７を有する扁平状電極群８をフィルム製容器１のカップ部２内に正負極端子１６，１７が縁部３ｃから外部に延出するように収納する。つづいて、フィルム製容器１の蓋体４を１８０°折り曲げ、蓋体４と縁部３ａ〜３ｃとを重ね、２つの縁部３ｂ，３ｃを所望の圧力で加圧しながら熱融着する。この時、正負極端子１６，１７が延出される縁部３ｃと蓋体４とにおいて、絶縁フィルム１８ａ、１８ｂが正負極端子１６，１７の両面にそれぞれ熱融着すると共に、正負極端子１６，１７を除く領域で絶縁フィルム１８ａ、１８ｂ同士が熱融着される。また、縁部３ｂと蓋体４とにおいて、フィルム製容器１の熱可塑性樹脂フィルム同士が熱融着される。この後、非水電解液を未熱融着の縁部３ａと蓋体４との隙間を通してカップ部２内に注入してそこに収納された電極群８に非水電解液を含浸させる。ひきつづき、未熱融着部を熱融着して扁平状電極群８を気密に封口した後、熱融着部２１1，２１2を所望の幅に裁断し、カップ部２に向けて折り曲げることにより、前述した図１〜図３に示す扁平型電池を製造する。
【００２８】
前述した扁平型電池における絶縁フィルムの配置は、図３に示す形態に限定されない。例えば、図８に示すように、正極端子１６の各面と対向する箇所と、負極端子１７の各面と対向する箇所、それぞれに絶縁フィルム２４，２５を配置しても良い。
【００２９】
また、図１〜３，８に示すように、絶縁フィルムを蓋体及び縁部に固定した後、蓋体と縁部を熱融着しても良いが、絶縁フィルムを蓋体と縁部に固定する代りに、正負極端子に固定することも可能である。本発明では、熱融着部内に位置する部分にのみ傾斜部（潰し成型部）が形成されているため、正負極端子への絶縁フィルムの位置決めを容易に行うことができる。
【００３０】
熱融着部は、前述した図３に示すように容器の周縁の一部に形成しても良いが、容器の周縁全体に形成することも可能である。
【００３１】
前述した図１では、正負極端子１６，１７を容器１の同じ熱融着部から引き出したが、一方の熱融着部から正極端子１６を引き出し、かつこの熱融着部の反対側に位置する熱融着部から負極端子１７を引き出しても良い。
【００３２】
以下、フィルム製容器１、正極１１、セパレータ１２、負極１５、非水電解質および絶縁フィルム１８ａ，１８ｂについて説明する。
【００３３】
１）フィルム製容器
このフィルム製容器を構成する熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリプロピレンーポリエチレン共重合体フィルム、アイオノマーフィルム、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）フィルム等を用いることができる。
【００３４】
フィルム製容器を構成する金属箔としては、例えばアルミニウム箔をもちいることができる。
【００３５】
フィルム製容器を構成する剛性を有する有機樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ナイロンフィルム等を用いることができる。
【００３６】
２）正極
この正極は、集電体の両面（もしくは片面）に活物質および結着剤を含む正極層を担持した構造を有する。
【００３７】
前記集電体としては、例えばアルミニウム、ニッケルまたはステンレスの板、アルミニウム、ニッケルまたはステンレスのメッシュ等を挙げることができる。
【００３８】
前記活物質としては、種々の酸化物、例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や二硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物などを挙げることができる。中でも、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ2）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＭｎＯ2）を用いると、高電圧が得られるために好ましい。
【００３９】
前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンープロピレンージェン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジェンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができる。
【００４０】
前記正極層には、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の導電剤が含有される。
【００４１】
前記正極層は、前記集電体に対して片面塗工（片面担持）で３〜６倍の厚さを有することが好ましい。
【００４２】
３）セパレータ
このセパレータとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、エチレンーブテン共重合体からなる微多孔性膜またはこれら材料の繊維を有する織布、不織布から作られる。
【００４３】
４）負極
この負極は、集電体の（もしくは片面）に活物質および結着剤を含む負極層を担持した構造を有する。
【００４４】
前記集電体としては、例えば銅板、銅メッシュ等を挙げることができる。
【００４５】
前記活物質は、特に限定されないが、金属リチウム、リチウム合金、又は充放電時にリチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出、もしくはインターカレートするコークス、炭素繊維、黒鉛、メソフェーズピッチ系炭素、熱分解気相炭素質物、樹脂焼成体等の炭素質材料等を挙げることができる。
【００４６】
前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレンープロピレンージェン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレンーブタジェンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の結着剤を含有することが好ましい。
【００４７】
前記負極層は、前記集電体に対して片面塗工（片面担持）で３〜６倍の厚さを有することが好ましい。
【００４８】
５）  非水電解質
この非水電解質としては、例えば、非水電解液、ゲル状非水電解質等を使用することができる。非水電解液は、電解質と、電解質が溶解される非水溶媒とを含むものである。
【００４９】
電解質としては、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、四フッ化硼酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化燐酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、六フッ化砒素酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2等を用いることができる。
【００５０】
非水溶媒としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状カーボネート；γ―ブチロラクトン等の環状エステル；テトラメチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルフォルムアミドまたはこれらの誘導体などの他の非水溶媒；等を用いることができる。これらの非水溶媒は、１種または２種以上の混合物の形態で用いることができる。更に、これらの非水溶媒に、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートのような鎖状カーボネートやアセトニトリル、酢酸エチル、酢酸メチル、トルエン、キシレン等の溶媒を混合することにより非水電解液の粘度を下げることが可能になる。
【００５１】
前記非水溶媒中の前記電解質の濃度は、０．５モル／Ｌ以上にすることが好ましい。
【００５２】
なお、本発明に係る扁平型電池において、セパレータの代わりに固体電解質を用いても良い。ただし、このような構成の扁平型電池では、非水電解質は前記正負極および固体電解質にそれぞれ保持される。
【００５３】
６）絶縁フィルム１８ａ、１８ｂ
前述したように、絶縁フィルム１８ａ、１８ｂは、それぞれ、第１の樹脂フィルム１９と、第２の樹脂フィルム２０とからなる２層構造を有する。
【００５４】
第２の樹脂フィルム２０のメルトフローレート（ＭＦＲ）を第１の樹脂フィルムのＭＦＲに比して低くすることが望ましい。このような構成によれば、絶縁フィルムのうち、正負極端子に接する第１の樹脂フィルム（ＭＦＲが高く、融着時に樹脂フィルムの流れ特性が良い）が、熱融着によって溶融した際に正負極端子の傾斜部に沿って良好な樹脂流れを形成することができる。特に、第２の樹脂フィルム２０は、２ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ）を有することが好ましい。
【００５５】
すなわち、正負極端子と絶縁フィルムとを密着させるためには、正負極端子周辺の樹脂フィルムを十分に軟化させて正負極端子の形状に馴染ませる必要がある。このとき、両端面における正負極端子の傾斜部は有効に機能し、熱融着部（シール部）に隙間（気泡）が生成しなくなり、良好なシール形成が可能となる。また、上記の様な良好な樹脂流れを形成することにより、熱融着時に発生するこれら第１、第２の樹脂フィルム間の対流による樹脂フィルムの層間での混ざり合いが低減され、第２樹脂フィルムの保護層としての機能が十分に保持され、フィルム製容器の金属箔と正負極端子との接触による短絡を防止することができる。
【００５６】
第２の樹脂フィルムのＭＦＲが低い２層構造の絶縁フィルムにおいては、（ａ）酸変性ポリエチレン層とポリエチレン層とからなり、正負極端子と接する側に酸変性ポリエチレン層を配置するか、（ｂ）酸変性ポリプロピレン層とポリプロピレン層とからなり、正負極端子と接する側に酸変性ポリプロピレン層を配置することが好ましい。
【００５７】
前記酸変性ポリエチレンとしては、例えば酸変性低密度直鎖状ポリエチレンまたは酸変性直鎖状ポリエチレンであることが好ましい。
【００５８】
前記ポリエチレンとしては、例えば中密度または高密度ポリエチレンであることが好ましい。
【００５９】
前記ポリプロピレンとしては、例えばホモポリマーベースのポリプロピレンであることが好ましい。
【００６０】
前記酸変性ポリプロピレンとしては、例えばランダムコポリマーベースのポリプロピレンであることが好ましい。
【００６１】
[実施例]
以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して説明する。
【００６２】
（実施例１）
＜フィルム製容器の作製＞
厚さ０．０２５ｍｍのナイロンフィルム／厚さ０．０４ｍｍのアルミニウム箔／厚さ０．０３ｍｍのポリエチレンフィルムで構成される総厚さ０．０９５ｍｍのラミネートフィルムに、深絞り加工を施して深さ３．０ｍｍ、長さ５４ｍｍ、幅３４ｍｍの矩形状カップ部２を形成した。つづいて、このラミネートフィルムを裁断することにより前述した図３に示すような、カップ部２周囲の３辺に水平方向に延出した幅５ｍｍの縁部３ａ〜３ｃおよび残りの一辺に幅６０ｍｍの蓋体４を有し、外形寸法１７０ｍｍ×１３０ｍｍのフィルム製容器１を作製した。
【００６３】
次いで、融点が１２０℃、ＭＦＲが１．７ｇ／ｍｉｎの酸変性直鎖状低密度ポリエチレン（酸変性ＬＬＤＰＥ）からなる厚さ０．０７ｍｍの第１の樹脂フィルムと、融点が１３０℃、ＭＦＲが０．６ｇ／ｍｉｎの高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）からなる、厚さ０．０５ｍｍの第２の樹脂フィルムとを積層した総厚さ０．１２ｍｍの２層フィルムを、幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍの寸法に裁断して帯状の２枚の絶縁樹脂フィルム（絶縁フィルム）を作製した。つづいて、前述した図３に示すように、これら絶縁フィルム１８ａ、１８ｂをフィルム製容器１の縁部３ｃおよび蓋体４の内面に配置した。この際、絶縁フィルム１８ａ、１８ｂのＨＤＰＥからなる第２の樹脂フィルムが容器内面と当接するように配置し、フィルム製容器１に熱融着した。
【００６４】
＜端部潰し成型電極端子の作製＞
厚さＴ0が０．１ｍｍ、幅Ｌが４ｍｍの帯状のアルミニウム製正極端子及び負極端子を用意した。それぞれについて、長手方向側の両端面のうち熱融着部内に位置する箇所に、プレスにより潰し成型を施した。傾斜部（潰し成型部）の光学顕微鏡写真を図９に示す。図９に示す通りに、傾斜部２２と非傾斜部２３の間には、明度の違いに基づく境界Ｘが存在している。この境界Ｘから傾斜部２２の端面Ｙまでの距離のうち最大値を長さＬｐとした。長さＬｐは０．８ｍｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．１ｍｍのため、この場合の５Ｔ0≦Ｌp≦１０Ｔ0は０．５ｍｍ≦Ｌp≦１ｍｍとなる。
【００６５】
また、傾斜部２２の端面の厚さＴpは４０μｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．１ｍｍのため、この場合の１０μｍ≦Ｔp≦Ｔ0／２は１０μｍ≦Ｔp≦５０μｍ（０．０５ｍｍ）となる。
【００６６】
傾斜部２２の端面の厚さＴpの測定方法は、以下の通りである。
【００６７】
傾斜部２２の端面部を顕微鏡観察することにより、端面厚さＴpを測定した。
【００６８】
さらに、傾斜部２２及び非傾斜部２３の超微小硬度を、島津製作所製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用い、下記に示す試験条件で測定した。
【００６９】
試験モード：    圧子押し込みモード
試験荷重：    ５０ｍＮ
負荷速度：    １．３２３８９８  ｍＮ／ｓｅｃ
保持時間：    １５  ｓｅｃ
圧子の種類：    三角すい圧子１１５°
硬度の算出式：  ＤＨＴ115＝３．８５８４×Ｐ／Ｄ2
ここで、ＤＨＴ115は凌間角１１５°の三角すい圧子によるダイナミック硬さで、Ｐは試験荷重（ｍＮ）で、Ｄは押し込み深さ（μｍ）である。
【００７０】
上記試験の結果、超微小硬度（ダイナミック硬度ＤＨＴ115）は、傾斜部２２で５１、非傾斜部２３で２５であった。よって、傾斜部２２の超微小硬度は、非傾斜部２３の２．０倍であった。
【００７１】
＜電極群の作製＞
まず、活物質としてのＬｉＣｏＯ2粉末８９重量部に導電フィラーとしてのグラファイト粉末８重量部および結着材としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）樹脂３重量部をＮ−メチルピロリドン２５重量部に混合してペーストを調製した。このペーストを集電体である外形寸法５０ｍｍ×３７０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム箔の両面に、片面に５０ｍｍ×７０ｍｍのエッジ部が未塗布部分として残るように塗布し、乾燥後、前記未塗布部分に上記正極端子を溶接することにより正極を作製した。
【００７２】
次いで、メソフェーズピッチ系炭素繊維を粉砕した後、熱処理した炭素繊維粉末１００重量部をカルボキシメチルセルロースおよびスチレン−ブタジェンの架橋ゴムラテックス粒子２重量部を含む水溶液に混合してペーストを調製した。このペーストを、集電体である外形寸法５１．５ｍｍ×３８０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの銅箔の両面に、片面に５１．５ｍｍ×６０ｍｍのエッジ部が未塗布部分として残るように塗布し、乾燥後、前記未塗布部分に上記負極端子を溶接することにより負極を作製した。
【００７３】
次いで、正負極の間および正極側に５３ｍｍ×４５０ｍｍのポリエチレン製微多孔膜を配置した後、捲回機により負極の銅箔で最外周面が覆われるように、渦巻き状に捲回して１００個の円筒状物を作製した。つづいて、この円筒状物を室温で圧力１０〜３０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧成型することにより、前述した図３に示す正負極端子１６，１７を有する厚さ約３ｍｍの扁平状電極群を作製した。
【００７４】
＜非水電解液の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比で１：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としてＬｉＰＦ6を１モル／Ｌの濃度になるように溶解させて非水電解液を調製した。
【００７５】
＜薄型リチウムイオン二次電池の製造＞
得られた扁平状電極群８をフィルム製容器１のカップ部２内に正負極端子１６，１７が縁部３ｃから外部に延出するように収納した。つづいて、フィルム製容器１の蓋体４を１８０°折り曲げて、この蓋体４と縁部３ａ〜３ｃとを重ね、２つの縁部３ｂ、３ｃに４．０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で加圧しながら酸変性ＬＬＤＰＥの融点に７０℃足した温度にて熱融着した。この時、正負極端子１６，１７が延出される縁部３ｃと蓋体４とにおいて、絶縁フィルム１８ａ、１８ｂの酸変性ＬＬＤＰＥからなる第１の樹脂フィルムが正負極端子１６，１７の両面にそれぞれ熱融着すると共に、正負極端子１６，１７を除く領域で絶縁フィルム１８ａ、１８ｂの第１の樹脂フィルム同士が熱融着された。また、縁部３ｂと蓋体４とにおいて、フィルム製容器１のポリエチレンフィルム同士が熱融着された。この後、非水電解液を未熱融着の縁部３ａと蓋体４との隙間を通してカップ部２内に注入して、そこに収納された電極群８に非水電解液を含浸させた。ひきつづき、未熱融着部を熱融着して扁平状の電極群８を気密に封口した後、熱融着部２１1、２１2を２．５ｍｍ幅残るように裁断し、カップ部２に向けて折り曲げることにより、前述した図１〜図７に示す構造を有し、正負極端子を除く外形寸法が３５ｍｍ×６０ｍｍ、容量が３００ｍＡｈの１０００個の扁平型（薄型）リチウムイオン二次電池を製造した。
【００７６】
（実施例２〜３）
絶縁樹脂フィルムの種類を下記表１にしめすように変更すること以外、実施例１と同様な方法により扁平型リチウムイオン二次電池（各、総数１０００個）を製造した。
【００７７】
（実施例４〜５）
実施例１と同様な方法によりフィルム製容器１を作製した後、扁平状の電極群８をカップ部２に収納する際に、正負極端子１６，１７の両面のうち縁部３ｃに対応する箇所に下記表１に示す構成の絶縁フィルムを熱融着した。この後、実施例１と同様な手法により、前述した図１〜図７に示す構造を有し、正負極端子を除く外形寸法が３５ｍｍ×６０ｍｍ、容量が３００ｍＡｈの扁平型リチウムイオン二次電池（各総数１０００個）を製造した。
【００７８】
（実施例６）
厚さＴ0が０．２ｍｍ、幅Ｌが４ｍｍの帯状のアルミニウム製正極端子及び負極端子を用意した。それぞれについて、長手方向側の両端面のうち熱融着部内に位置する箇所に、プレスにより潰し成型を施した。傾斜部の長さＬｐは２．０ｍｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．２ｍｍのため、この場合の５Ｔ0≦Ｌp≦１０Ｔ0は１．０ｍｍ≦Ｌp≦２．０ｍｍとなる。
【００７９】
また、傾斜部２２の端面の厚さは２０μｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．２ｍｍのため、この場合の１０μｍ≦Ｔp≦Ｔ0／２は１０μｍ≦Ｔp≦１００μｍ（０．１ｍｍ）となる。
【００８０】
さらに、超微小硬度（ダイナミック硬度ＤＨＴ115）は、傾斜部２２で５０、非傾斜部２３で２５であった。よって、傾斜部２２の超微小硬度は、非傾斜部２３の２．０倍であった。
【００８１】
上記正負極端子を用いること以外は、実施例１と同様な方法により扁平型リチウムイオン二次電池（各、総数１０００個）を製造した。
【００８２】
（実施例７）
厚さＴ0が０．０８ｍｍ、幅Ｌが４ｍｍの帯状のアルミニウム製正極端子及び負極端子を用意した。それぞれについて、長手方向側の両端面のうち熱融着部内に位置する箇所に、プレスにより潰し成型を施した。傾斜部の長さＬｐは０．４ｍｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．０８ｍｍのため、この場合の５Ｔ0≦Ｌp≦１０Ｔ0は０．４ｍｍ≦Ｌp≦０．８ｍｍとなる。
【００８３】
また、傾斜部２２の端面の厚さは４０μｍであった。正負極端子の厚さＴ0が０．０８ｍｍのため、この場合の１０μｍ≦Ｔp≦Ｔ0／２は１０μｍ≦Ｔp≦４０μｍ（０．０４ｍｍ）となる。
【００８４】
さらに、超微小硬度（ダイナミック硬度ＤＨＴ115）は、傾斜部２２で５１、非傾斜部２３で２６であった。よって、傾斜部２２の超微小硬度は、非傾斜部２３の２．０倍であった。
【００８５】
上記正負極端子を用いること以外は、実施例１と同様な方法により扁平型リチウムイオン二次電池（各、総数１０００個）を製造した。
【００８６】
（実施例８）
厚さＴ0が０．１ｍｍ、幅Ｌが４ｍｍの帯状のアルミニウム合金製正極端子及び負極端子を用意した。アルミニウム合金は、Ａｌ９６重量％、Ｍｇ２．５重量％、Ｓｉ０．２５重量％以下、Ｆｅ０．４０重量％以下、Ｃｕ０．１０重量％以下、Ｍｎ０．１０重量％以下、Ｚｎ０．１０重量％以下の組成の５０５２材である。それぞれについて、長手方向側の両端面のうち熱融着部内に位置する箇所に、プレスにより潰し成型を施した。傾斜部の長さＬｐと端面の厚さは実施例１と同様な値にした。
【００８７】
超微小硬度（ダイナミック硬度ＤＨＴ115）は、傾斜部２２で５５、非傾斜部２３で２５であった。よって、傾斜部２２の超微小硬度は、非傾斜部２３の２．２倍であった。
【００８８】
（比較例１〜５）
実施例に用いた端部潰し成型リードに代え、端部潰し成型しない正負極端子を用いた以外、実施例と同様な手法により扁平型リチウムイオン二次電池（各総数１０００個）を製造した。
【００８９】
得られた電池それぞれについて、製造した１０００個中のうち内部短絡不良が生じている個数を測定し、その結果を表１に示す。また、１０００個の電池を製造するに際し、正極端子または負極端子に欠け、反りあるいは折れ曲がり等の不具合が発生した製造不良率（％）を下記表１に併記する。なお、製造した１０００個には、製造不良と判定されたものが含まれていない。
【表１】
2008103294.tif 000003
【００９０】
表１から明らかなように、傾斜部の超微小硬度が非傾斜部の超微小硬度の１．５倍以上、３倍以下の実施例１〜８の電池は、正負極の短絡発生数（１０００個中）がゼロであり、また製造不良率も皆無で、高い信頼性を有することが分かる。
【００９１】
これに対し、傾斜部を持たず、超微小硬度が均等な正負極端子を備えた比較例１〜５では、いずれの種類の絶縁フィルムを用いても、正負極の短絡発生と製造不良を生じた。
【００９２】
以上詳述したように、本発明によれば正負極間の短絡不良を防止し、かつリードシール信頼性に優れた扁平型電池が提供でき、特にハイブリッド車や電気自動車に搭載する車載用二次電池、電力平準化に使用される電力貯蔵用二次電池として好適なものとなる。
【００９３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に係る扁平型電池を示す斜視図。
【図２】図１の扁平型電池のII−IIに沿う断面図。
【図３】図１の扁平型電池の分解斜視図。
【図４】図１の扁平型電池における正負極端子と熱融着部の位置関係を示す模式図。
【図５】図４の扁平型電池のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】図５の正負極端子の拡大断面図。
【図７】図４のＡ部で示す箇所における正負極端子の断面図。
【図８】本発明の別な実施形態に係る扁平型電池の封止前の状態を示す平面図。
【図９】実施例１で用いられる正負極端子の光学顕微鏡写真。
【符号の説明】
【００９５】
１…フィルム製容器、２…矩形状カップ部、３ａ〜３ｃ…縁部、４…蓋体、５…熱可塑性樹脂フィルム、６…アルミニウム箔、７…剛性を有する有機樹脂フィルム、８…扁平状の電極群、１１…正極、１２…セパレータ、１５…負極、１６…正極端子、１７…負極端子、１８ａ、１８ｂ，２４，２５…絶縁フィルム、１９…第１の樹脂フィルム、２０…第２の樹脂フィルム、２１1〜２１3…熱融着部、２２…傾斜部、２３…非傾斜部。
【図１】
2008103294.tif 000004
【図２】
2008103294.tif 000005
【図３】
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【図４】
2008103294.tif 000007
【図５】
2008103294.tif 000008
【図６】
2008103294.tif 000009
【図７】
2008103294.tif 000010
【図８】
2008103294.tif 000011
【図９】
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