(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極体および負極体を含む電極体と、
第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、前記電極体が収容される外装体と、
前記正極体および前記負極体にそれぞれ接続され、前記外装体の外部へ導出された一対の電極端子と、
樹脂材料を含む一対のフィルムを重ね合わせて形成され、前記電極端子を挟み込むシーラントフィルムと、
を備え、
前記外装体は、
前記第１部材および前記第２部材のうち少なくとも一方の部材に形成され、前記電極体が収容される収容部と、
前記収容部の周囲において、前記第１部材と前記第２部材とが重なり合った周縁部と、
を備え、
前記収容部の内部は、前記周縁部において前記第１部材と前記第２部材とが溶着された状態で封止され、
前記電極端子は、前記周縁部において、前記シーラントフィルムを介して前記第１部材および前記第２部材に挟み込まれ、
前記シーラントフィルムは、前記周縁部において、前記収容部を囲うように全周に亘って配置されるとともに、前記第１部材および前記第２部材に溶着された状態で固定されている、
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記第１部材および前記第２部材は、金属材料および樹脂材料を含むラミネートフィルムにより形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記第１部材および前記第２部材のうち少なくともいずれか一方の部材は、金属材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記金属材料は、ステンレス鋼である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記周縁部は、矩形枠状に形成され、
前記電極端子は、前記周縁部の角部から、前記外装体の外部へ導出されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記電極体は、セパレータを介して前記正極体および前記負極体を積層した状態で捲回され、
前記電極体は、前記電極端子に接続される一対のタブを備え、
前記一対のタブは、前記正極体および前記負極体の外周部から延びている、
ことを特徴とする請求項５に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記一方の部材には、前記外装体の内部において前記正極体および前記負極体のうちいずれか一方が接続している、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記第１部材および前記第２部材のうちいずれか一方の部材は、平板状に形成され、
前記第１部材および前記第２部材のうち他方の部材には、前記収容部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項９】
前記周縁部は、前記第１部材および前記第２部材の重ね合わせ方向における前記収容部とは反対側に向かって折り返されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セル。
【請求項１０】
前記周縁部は、前記第１部材および前記第２部材の重ね合わせ方向における前記収容部側に向かって折り曲げられている、
ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セル。
【請求項１１】
前記周縁部は、前記収容部の外周面に沿うように配置されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項１２】
前記周縁部と前記収容部の外周面との間には隙間が設けられている、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電気化学セル。
【請求項１３】
前記収容部は、前記第１部材および前記第２部材の両方に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項１４】
前記第１部材および前記第２部材は、一体に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の電気化学セルの製造方法であって、
前記第１部材および前記第２部材のうち前記周縁部に対応する部分を前記収容部の外周面に沿うように曲げる曲げ工程と、
前記周縁部を溶着させる溶着工程と、
を備え、
前記溶着工程を前記曲げ工程の後に行う、
ことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セルおよび電気化学セルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池、電気二重層キャパシタなどの電気化学セルとして、ボタン形（以下、コイン形も含む）に形成されたものがある。ボタン形の電気化学セルは、各種デバイスの電源などに利用されている。ボタン形の電気化学セルの１つの形態として、例えば下記特許文献１のような電池が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、負極端子を兼ねる金属製の負極ケースと、正極端子を兼ねる金属製の正極ケースが、絶縁ガスケットを介し嵌合され、さらに該絶縁ガスケットを前記正極ケースが径方向及び高さ方向に圧縮する、かしめ加工によりかしめられた封口構造を有し、その内部にリチウム含有酸化物の正極、及び炭素質材料の負極をセパレータを介して、帯状に捲回又は多層積層した電極群を非水電解質とともに内包した扁平形非水電解質二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９８８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、負極ケースおよび正極ケースをカシメ加工すると、負極ケースや正極ケースに傷が入り、電池の内部の密閉性が低下する場合がある。また、カシメ加工時に異物を挟み込み、その異物により負極ケースと正極ケースとの間に隙間が形成され、電池の内部の密閉性が低下する場合がある。さらに、カシメにより封止する構成とすることで、機械的に気密性を高めるため、負極ケースおよび正極ケースに対してカシメに耐えうる強度を持たせる必要が生じる。このため、負極ケースおよび正極ケースの厚さが増大し、発電素子を収容する有効体積が減少して、エネルギー密度が小さくなる。したがって、従来のボタン形の電気化学セルにあっては、密閉性を向上させて信頼性を向上させるとともに、エネルギー密度を向上させるという点で改善の余地がある。
【０００６】
そこで本発明は、信頼性が高く、かつエネルギー密度の高いボタン形の電気化学セルを提供するものである。また、エネルギー密度の高い電気化学セルを、高品質かつ低コストで製造可能な電気化学セルの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電気化学セルは、正極体および負極体を含む電極体と、第１部材および第２部材を重ね合わせて形成され、前記電極体が収容される外装体と、前記正極体および前記負極体にそれぞれ接続され、前記外装体の外部へ導出された一対の電極端子と、樹脂材料を含む一対のフィルムを重ね合わせて形成され、前記電極端子を挟み込むシーラントフィルムと、を備え、前記外装体は、前記第１部材および前記第２部材のうち少なくとも一方の部材に形成され、前記電極体が収容される収容部と、前記収容部の周囲において、前記第１部材と前記第２部材とが重なり合う周縁部と、を備え、前記収容部の内部は、前記周縁部において前記第１部材と前記第２部材とが溶着された状態で封止され、前記電極端子は、前記周縁部において、前記シーラントフィルムを介して前記第１部材および前記第２部材に挟み込まれ、前記シーラントフィルムは、前記周縁部において、前記収容部を囲うように全周に亘って配置されるとともに、前記第１部材および前記第２部材に溶着された状態で固定されている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、収容部の内部が第１部材と第２部材との溶着により封止されているので、周縁部における第１部材と第２部材との間に傷や異物等が存在しても、第１部材や第２部材を溶融させて傷や異物等の周囲に回り込ませることができる。これにより、周縁部において第１部材と第２部材との間に隙間が生じることを防止でき、収容部の内部の密閉性を向上させることが可能となる。よって、電気化学セルの信頼性を向上させることができる。
また、収容部が第１部材と第２部材とのカシメにより封止される場合、第１部材および第２部材に対してカシメに耐えうる強度を持たせるために、第１部材および第２部材の厚さを所定値以上確保する必要がある。本発明によれば、収容部の内部が第１部材と第２部材との溶着により封止されているので、収容部が第１部材と第２部材とのカシメにより封止される構成と比較して、第１部材および第２部材を薄くすることができる。これにより、収容部の内部の体積を大きく確保でき、電気化学セルのエネルギー密度を向上させることができる。
以上により、信頼性が高く、かつエネルギー密度の高いボタン形の電気化学セルが得られる。
さらに、電極端子は、周縁部において、シーラントフィルムを介して第１部材および第２部材に挟み込まれているため、電極端子と、第１部材および第２部材と、の間を確実に密着させることができる。
ここで、周縁部において、シーラントフィルムが収容部を囲うように断続的に配置されると、シーラントフィルムの端部には、第１部材と第２部材との間にシーラントフィルムが配置された領域と、第１部材と第２部材とが直接重なり合う領域と、の境界が形成される。この境界では、第１部材と第２部材とシーラントフィルムとの溶着が不完全となり、収容部の内部と外装体の外部とを連通するリークパスが形成されて、収容部の内部の密閉性が低下する場合がある。本発明によれば、シーラントフィルムは、周縁部において、収容部を囲うように全周に亘って配置されるとともに、第１部材および第２部材に溶着しているので、収容部の内部と外装体の外部とを連通するリークパスが形成されることを防止できる。
以上により、収容部の内部の密閉性をより向上させ、電気化学セルの信頼性をより向上させることができる。
【０００９】
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材は、金属材料および樹脂材料を含むラミネートフィルムにより形成されている、ことが望ましい。
【００１０】
本発明によれば、ラミネートフィルムは、金属箔と比較して柔軟なため、第１部材および第２部材が金属箔により形成される構成と比較して、外装体の製造時の加工性を向上させることができる。したがって、外装体の製造コストを低減でき、低コストな電気化学セルとすることができる。
【００１１】
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材のうち少なくともいずれか一方の部材は、金属材料により形成されている、ことが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、第１部材および第２部材が樹脂材料により形成される構成と比較して、外装体の強度を高めることができる。これにより、外装体に収容された電極体に外力が作用することを抑制して、電極体が破損することを抑制できる。したがって、電気化学セルの信頼性を向上させることができる。
【００１３】
上記の電気化学セルにおいて、前記金属材料は、ステンレス鋼である、ことが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、金属材料として銅またはニッケルが用いられる場合と比較して、第１部材および第２部材のうち少なくともいずれか一方の部材を安価に形成することができる。したがって、外装体の製造コストを低減でき、低コストな電気化学セルとすることができる。
【００１７】
上記の電気化学セルにおいて、前記周縁部は、矩形枠状に形成され、前記電極端子は、前記周縁部の角部から、前記外装体の外部へ導出されている、ことが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、電極端子を周縁部の外形形状における対角線に沿うように配置できる。このため、電極端子が矩形枠状の周縁部の角部以外の部分から導出される構成と比較して、電極端子とシーラントフィルムとが接触する部分における、収容部の内部から外装体の外部への距離を大きく設けることができる。これにより、電極端子とシーラントフィルムとが接触する部分を介して外装体の外部から収容部の内部へ侵入する水分の量を低減でき、電気化学セルの劣化を防止できる。したがって、電気化学セルの信頼性をより向上させることができる。
【００１９】
上記の電気化学セルにおいて、前記電極体は、セパレータを介して前記正極体および前記負極体を積層した状態で捲回され、前記電極体は、前記電極端子に接続される一対のタブを備え、前記一対のタブは、前記正極体および前記負極体の外周部から延びている、ことが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、一対のタブは、正極体および負極体の外周部から延びているので、各タブ同士を離間して配置することが可能となる。このため、各タブと電極端子とを溶接等により接続する際に、各タブ同士の短絡を容易に防止できる。よって、電気化学セルの製造時における作業効率の低下を抑制できる。したがって、低コストな電気化学セルとすることができる。
【００２１】
上記の電気化学セルにおいて、前記一方の部材には、前記外装体の内部において前記正極体および前記負極体のうちいずれか一方が接続している、ことが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、第１部材および第２部材のうち金属材料により形成された一方の部材を正極端子または負極端子として機能させることができる。これにより、外装体の内部から外部へ導出される電極端子を削減できる。したがって、電気化学セルの製造コストを低減できる。
【００２３】
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材のうちいずれか一方の部材は、平板状に形成され、前記第１部材および前記第２部材のうち他方の部材には、前記収容部が形成されている、ことが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、第１部材および第２部材のうち一方の部材が平板状に形成されるので、外装体の製造コストを低減できる。したがって、低コストな電気化学セルとすることができる。
また、第１部材と第２部材との両方に収容部を形成する場合は、特に小型の電気化学セルでは、第１部材と第２部材とを重ね合せる際の位置精度を高くする必要があり、製造コストの増大につながる。これに対して、第１部材と第２部材のうち他方の部材に収容部を設けることで、第１部材と第２部材とを重ね合せる際の位置精度を緩和できる。すなわち、小型でかつ密閉性に優れた電気化学セルを低コストで提供することが可能になる。
【００２５】
上記の電気化学セルにおいて、前記周縁部は、前記第１部材および前記第２部材の重ね合わせ方向における前記収容部とは反対側に向かって折り返されている、ことが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、第１部材および第２部材の重ね合わせ方向から見た周縁部の外形を小さくすることができる。したがって、エネルギー密度の高い電気化学セルが得られる。
さらに、周縁部の一部を集電端子として用いる場合は、周縁部が折り返されていることで機械的強度を高めることが可能になる。このため、外部配線と集電端子との間で接触不良が生じる可能性を低減でき、電気化学セルの信頼性をさらに向上させることができる。
【００２７】
上記の電気化学セルにおいて、前記周縁部は、前記第１部材および前記第２部材の重ね合わせ方向における前記収容部側に向かって折り曲げられている、ことが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、第１部材および第２部材の重ね合わせ方向から見た周縁部の外形を小さくすることができる。したがって、エネルギー密度の高い電気化学セルが得られる。
さらに、周縁部の一部を集電端子として用いる場合は、周縁部が折り曲げられていることで機械的強度を高めることが可能になる。このため、外部配線と集電端子との間で接触不良が生じる可能性を低減でき、電気化学セルの信頼性をさらに向上させることができる。
【００２９】
上記の電気化学セルにおいて、前記周縁部は、前記収容部の外周面に沿うように配置されている、ことが望ましい。
【００３０】
本発明によれば、周縁部が収容部から離間する方向に沿って突出する構成と比較して、外装体の外形を小さくすることができる。したがって、エネルギー密度の高い電気化学セルが得られる。
【００３１】
上記の電気化学セルにおいて、前記周縁部と前記収容部の外周面との間には隙間が設けられている、ことが望ましい。
【００３２】
本発明によれば、周縁部に加熱されたヒーター等の部材を押し当てて第１部材と第２部材とを溶着する場合に、ヒーター等の部材を周縁部と収容部との間の隙間に配置して、周縁部の両面から周縁部を挟み込むことができる。このため、周縁部を確実に加熱して第１部材と第２部材とを溶着することができる。これにより、収容部の内部と外装体の外部とを連通するリークパスが形成されることを防止できる。したがって、収容部の内部の密閉性をより向上させ、電気化学セルの信頼性をより向上させることができる。
【００３３】
上記の電気化学セルにおいて、前記収容部は、前記第１部材および前記第２部材の両方に形成されている、ことが望ましい。
【００３４】
本発明によれば、収容部が第１部材および第２部材のうちいずれか一方の部材に形成される構成と比較して、第１部材および第２部材のそれぞれに形成される収容部の深さを浅くすることができる。これにより、絞り加工により形成された収容部における第１部材および第２部材の強度の低下を抑制できる。したがって、高品質な電気化学セルとすることができる。
【００３５】
上記の電気化学セルにおいて、前記第１部材および前記第２部材は、一体に形成されている、ことが望ましい。
【００３６】
本発明によれば、部品点数を削減することができ、低コストな電気化学セルとすることができる。
【００３７】
本発明の電気化学セルの製造方法は、上記の電気化学セルの製造方法であって、前記第１部材および前記第２部材のうち前記周縁部に対応する部分を前記収容部の外周面に沿うように曲げる曲げ工程と、前記周縁部を溶着させる溶着工程と、を備え、前記溶着工程を前記曲げ工程の後に行う、ことを特徴とする。
【００３８】
周縁部が収容部の外周面に沿うように配置された電気化学セルを製造する場合、周縁部を収容部の外周面に沿うように曲げる必要がある。第１部材と第２部材とが溶着されて一体化した周縁部は、第１部材および第２部材のそれぞれよりも厚くなる。このため、第１部材と第２部材とが溶着されて一体化した周縁部は、第１部材および第２部材のそれぞれの周縁部に対応する部分を各別に曲げる場合よりも曲げにくくなる。さらに、第１部材と第２部材とが溶着されて一体化した周縁部を曲げると、第１部材および第２部材のそれぞれの周縁部に対応する部分を各別に曲げる場合よりも、周縁部に大きな負荷がかかる。
本発明によれば、溶着工程を曲げ工程の後に行うので、周縁部に対応する部分を容易に曲げることができる。このため、外装体を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減できる。さらに、溶着工程を曲げ工程の後に行うので、曲げ工程を溶着工程の後に行う場合と比較して周縁部にかかる負荷を小さくできるため、周縁部が破損することを防止でき、品質の低下を防止できる。しかも、周縁部が収容部の外周面に沿うように配置されるので、外装体の外形を小さくすることができ、エネルギー密度の高い電気化学セルが得られる。したがって、エネルギー密度の高い電気化学セルを、高品質かつ低コストで製造できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の電気化学セルによれば、信頼性が高く、かつエネルギー密度の高いボタン形の電気化学セルが得られる。
本発明の電気化学セルの製造方法によれば、エネルギー密度の高い電気化学セルを、高品質かつ低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る電池の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る電極体の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る電池の分解斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る電池の分解斜視図である。
【図５】第１実施形態に係るシーラントフィルムおよび電極端子の斜視図である。
【図６】第１実施形態の第１変形例に係る電池の斜視図である。
【図７】第１実施形態の第２変形例に係る電池の斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る電池の平面図である。
【図９】第２実施形態に係る電池の側面図である。
【図１０】第２実施形態に係る第１シートおよび第２シートの斜視図である。
【図１１】第２実施形態の第１変形例の斜視図である。
【図１２】第２実施形態の第１変形例の斜視図である。
【図１３】第２実施形態の第２変形例の斜視図である。
【図１４】第３実施形態に係る電池の斜視図である。
【図１５】第３実施形態に係る電池の縦断面図である。
【図１６】第４実施形態に係る電池の斜視図である。
【図１７】第４実施形態に係る電池の縦断面図である。
【図１８】第４実施形態に係る外装体の製造方法を示すフローチャートである。
【図１９】第４実施形態に係る外装体の製造方法を説明する工程図であり、図１７に相当する断面図である。
【図２０】第４実施形態に係る外装体の製造方法を説明する工程図であり、図１７に相当する断面図である。
【図２１】第４実施形態に係る外装体の製造方法を説明する工程図であり、図１７に相当する断面図である。
【図２２】第４実施形態に係る外装体の製造方法の変形例を説明する図であって、収容部の中心軸を通る縦断面の拡大図である。
【図２３】第４実施形態の変形例に係る電池の斜視図である。
【図２４】第４実施形態の変形例に係る電池の斜視図である。
【図２５】第４実施形態の変形例に係る電池の縦断面図である。
【図２６】第５実施形態に係る電池の斜視図である。
【図２７】第５実施形態に係る第１シートおよび第２シートの斜視図である。
【図２８】第６実施形態に係る電池の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、ボタン形の電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。
【００４２】
［第１実施形態］
最初に、第１実施形態の電池１について説明する。
（電池）
図１は、第１実施形態に係る電池の斜視図である。
図１に示すように、電池１は、正極体１１および負極体１２を含む電極体１０と、電極体１０が収容された外装体２０と、正極体１１および負極体１２にそれぞれ接続された一対の電極端子３０と、電極端子３０を挟み込むシーラントフィルム４０と、を備えている。
【００４３】
図２は、第１実施形態に係る電極体の斜視図である。
図２に示すように、電極体１０は、帯状の正極体１１および負極体１２を重ねて捲回された円柱状に形成されている。より具体的には、電極体１０は、長尺帯状の正極体１１および負極体１２が、図示しないセパレータを介して積層された状態で、捲回軸Ｐ周りに捲回された構造を有している。なお、電極体１０は、正極体１１および負極体１２の捲回時に用いる巻芯を捲回軸Ｐ上に備えていてもよい。
【００４４】
ここで、巻芯として、金属材料または樹脂材料により形成されている巻芯を用いてもよい。また、巻芯を電池封止後も外装体２０内に残す場合において、その巻芯の材質として樹脂材料を用いる場合、当該巻芯を中空構造にすると、より電池１の軽量化を実現することができる。また、巻芯の材質として金属材料を用いる場合は、当該巻芯を、電極体１０の集電体から電極体１０の外で電気を取り出すリード線の機能を持たせた捲回軸として利用することも可能である。その際、それぞれ絶縁された２本の捲回軸を用いることで、正負極のリードとして用いることも可能である。
【００４５】
電極体１０は、電極端子３０に接続される正極タブ１３（タブ）および負極タブ１４（タブ）を備えている。各タブ１３，１４は、正極体１１および負極体１２の外周部からそれぞれ延びている。正極タブ１３は、正極体１１の正極集電体（集電箔）と電気的に接続されている。負極タブ１４は、負極体１２の負極集電体（集電箔）と電気的に接続されている。各タブ１３，１４は、それぞれ集電体と一体に形成されていてもよいし、集電体と別体で形成されてそれぞれ集電体に溶接等により取り付けられていてもよい。なお、集電体に、タブ１３，１４を取り付ける場合、タブ１３，１４の端面や溶接時に発生したばりが、その他の部材に対して傷を付ける可能性があるので、タブ１３，１４に絶縁性のテープを貼ることが望ましい。また、各電極体１１，１２の対向する面において、活物質を含む電極が塗工されていない部分（集電体が露出している部分）は、テープ等で覆うことにより絶縁することが望ましい。
【００４６】
なお、本実施形態では、正極タブ１３および負極タブ１４は、正極体１１および負極体１２の外周部から延びているが、これに限定されない。正極タブおよび負極タブは、正極体および負極体の内周部から延びていてもよいし、正極タブおよび負極タブのうち一方が外周部から延び、他方が内周部から延びていてもよい。ただし、各タブを外周部から延出させることで、正極タブと負極タブとを離間して配置することが可能となる。このため、各タブと電極端子３０とを溶接等により接続する際に、各タブの短絡を容易に防止できる。よって、作業効率の低下を抑制できる点で、本実施形態のように各タブ１３，１４を外周部から延出させる構成とすることが好ましい。
【００４７】
図１に示すように、外装体２０は、第１シート２１（第１部材）および第２シート２２（第２部材）を重ね合わせて形成されている。外装体２０は、円筒状の収容部２３と、収容部２３の周囲において第１シート２１と第２シート２２とが重なり合った周縁部２４と、を備えている。
【００４８】
第１シート２１および第２シート２２は、金属箔と、重ね合わせ面（内側面）に設けられた樹脂製の融着層と、外側面に設けられた樹脂製の保護層と、を有するラミネートフィルムにより形成されている。金属箔は、例えばステンレスやアルミニウムなどの外気や水蒸気を遮断する金属材料を用いて形成され、前記金属箔と前記融着層の間に予め防錆処理を施すことができる。重ね合わせ面の融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成される。ポリオレフィンとして以下の材質を適宜選択できる。ポリオレフィンとしては、例えば、高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や低圧法高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、インフレーションポリプロピレン（ＩＰＰ）フィルム、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ、メタロセン触媒仕様）のいずれかの材質を用いることができる。特に、ポロプロピレン樹脂が好ましい。外側面の保護層は、例えば、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成される。重ね合わせ面の融着層および外側面の保護層は、それぞれ金属箔との間に接合層を介して、熱融着または接着剤により接合される。
【００４９】
図３および図４は、第１実施形態に係る電池の分解斜視図である。
図３に示すように、第１シート２１には、有底円筒状の収容部２３が形成されている。収容部２３の中心軸方向における寸法は、例えば５．４ｍｍ程度になっている。また、収容部２３の外径は、例えば７．９ｍｍ程度や１１．６ｍｍ程度になっている。収容部２３は、その内部に電極体１０を収容する。収容部２３の内部において、電極体１０は、捲回軸Ｐ（図２参照）が収容部２３の中心軸と略一致するように配置されている。
第２シート２２は、矩形平板状に形成されている。
【００５０】
図１に示すように、周縁部２４は、収容部２３の底部とは反対側の端部から、収容部２３の径方向外側に向かって張り出している。周縁部２４は、矩形枠状に形成されている。周縁部２４における第１シート２１の角部には、切欠部２５が形成されている。本実施形態では、一対の切欠部２５は、周縁部２４における第１シート２１の同一対角線上に位置する一対の角部にそれぞれ形成されている。
【００５１】
収容部２３の内部は、周縁部２４において第１シート２１と第２シート２２とが後述するシーラントフィルム４０を挟んで溶着された状態で封止されている。第１シート２１と第２シート２２との溶着方法としては、超音波溶着や、ヒーター等を用いた溶着、レーザー溶着等の熱溶着を、必要に応じて組み合わせて適用することができる。
【００５２】
図４に示すように、シーラントフィルム４０は、周縁部２４における第１シート２１と第２シート２２との間に配置されている。シーラントフィルム４０は、例えばポリオレフィンやポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により形成された一対のフィルムを重ね合わせて形成され、後述する一対の電極端子３０を挟み込んでいる。シーラントフィルム４０は、周縁部２４に対応する矩形枠状に形成されている。図１に示すように、シーラントフィルム４０は、周縁部２４において、収容部２３を囲うように全周に亘って配置されている。シーラントフィルム４０は、第１シート２１および第２シート２２に溶着された状態で固定されている。
【００５３】
なお、シーラントフィルム４０を形成する際に重ね合わされるフィルムは、融点の異なる材質を積層して形成することが好ましい。具体的に、フィルム同士の重ね合わせ面側には融点の高い材質を用い、外側には融点の低い材質を用いることが好ましい。これにより、外装体２０の各シート２１，２２における重ね合わせ面の融着層との密着性を向上させることができる。
また、シーラントフィルム４０を形成する一対のフィルム同士の間に、融点の高い不織布を介在してもよい。これにより、熱溶着時に樹脂材料が溶け、加圧によって横方向に樹脂が流れることを防ぐことができる。
【００５４】
シーラントフィルム４０を形成するポリオレフィンとしては以下の材質を適宜選択できる。ポリオレフィンとしては、例えば、高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や低圧法高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、インフレーションポリプロピレン（ＩＰＰ）フィルム、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ、メタロセン触媒仕様）のいずれかの材質を用いることができる。また、上述のオレフィンを適当な配合で混合したブレンドポリマーを用いることで、外装体２０の各シート２１，２２における重ね合わせ面の融着層よりも低い融点を有する材質とすることが好ましい。
【００５５】
図３に示すように、電極端子３０は、帯状に形成されている。電極端子３０を形成する材料としては、電極端子３０を電池の正極や電気二重層キャパシタ用として用いる場合は、アルミニウムやアルミニウム合金等が好適である。また、電極端子３０を電池の負極として用いる場合は、ニッケルやニッケル合金、ニッケルめっきを施した銅等が好適である。一対の電極端子３０は、収容部２３の内部において電極体１０に接続されるとともに、外装体２０の周縁部２４と交差して、周縁部２４の角部に形成された切欠部２５から外装体２０の外部へ導出されている。電極端子３０は、第２シート２２の角部により支持されている（図１参照）。一対の電極端子３０は、周縁部２４と交差する位置において、シーラントフィルム４０を形成する一対のフィルムに挟み込まれている。これにより、一対の電極端子３０は、シーラントフィルム４０を介して第１シート２１および第２シート２２に挟み込まれている。電極端子３０は、シーラントフィルム４０の角部において、第１シート２１および第２シート２２の重ね合わせ方向における第１シート２１側の面が露出するように設けられている。
【００５６】
図３および図５に示すように、一対の電極端子３０のうち一方の電極端子３０は、収容部２３の内部において、周縁部２４の内周縁から、電極体１０と収容部２３の内周面との間に延びている。一方の電極端子３０は、電極体１０と収容部２３の内周面との間において、正極タブ１３および負極タブ１４のうちいずれか一方と接続している。一対の電極端子３０のうち他方の電極端子３０は、収容部２３の内部において、周縁部２４の内周縁から、電極体１０と収容部２３の内周面との間を通って、電極体１０と収容部２３の底部の内面との間に延びている。他方の電極端子３０は、電極体１０と収容部２３の底部の内面との間において、正極タブ１３および負極タブ１４のうち他方と接続している。なお、各電極端子３０の形状は上述した形状に限定されず、正極タブ１３および負極タブ１４の形状や位置に応じて適宜変更してもよい。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、収容部２３の内部が第１シート２１と第２シート２２との熱溶着により封止されているので、周縁部２４における第１シート２１と第２シート２２との間に傷や異物等が存在しても、第１シート２１や第２シート２２を溶融させて傷や異物等の周囲に回り込ませることができる。これにより、周縁部２４において第１シート２１と第２シート２２との間に隙間が生じることを防止でき、収容部２３の内部の密閉性を向上させることが可能となる。よって、電池１の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
また、収容部がカシメにより封止される場合、外装体に対してカシメに耐えうる強度を持たせるために、外装体の厚さを所定値以上確保する必要がある。本発明によれば、収容部２３の内部が第１シート２１と第２シート２２との溶着により封止されているので、収容部が第１シートと第２シートとのカシメにより封止される構成と比較して、第１シート２１および第２シート２２を薄くすることができる。これにより、収容部２３の内部の体積を大きく確保でき、電池１のエネルギー密度を向上させることができる。
以上により、収容部２３が円筒状に形成された、信頼性が高く、かつエネルギー密度の高いボタン形の電池１が得られる。
【００５９】
また、第１シート２１および第２シート２２は、金属材料および樹脂材料を含むラミネートフィルムにより形成されている。ラミネートフィルムは、金属箔と比較して柔軟なため、第１シートおよび第２シートが金属箔により形成される構成と比較して、外装体２０の製造時の加工性を向上させることができる。したがって、外装体２０の製造コストを低減でき、低コストな電池１とすることができる。
また、外装体２０をラミネートフィルムにより形成することで、電池１全体の軽量化が可能になる。小型のウエアラブル機器に搭載する電気化学セルは、電気化学セルの重量が機器全体の重量に占める割合が高くなりやすいので、電気化学セルの軽量化は、機器全体の軽量化につながり、ユーザの利便性を高めることが可能になる。
【００６０】
また、電極端子３０は、周縁部２４において、シーラントフィルム４０を介して第１シート２１および第２シート２２に挟み込まれているため、電極端子３０と、第１シート２１および第２シート２２と、の間を確実に密着させることができる。
ここで、周縁部２４において、シーラントフィルムが収容部２３を囲うように断続的に配置されると、シーラントフィルムの端部には、第１シート２１と第２シート２２との間にシーラントフィルムが配置された領域と、第１シート２１と第２シート２２とが直接重なり合う領域と、の境界が形成される。この境界では、第１シート２１と第２シート２２とシーラントフィルムとの溶着が不完全となり、収容部２３の内部と外装体２０の外部とを連通するリークパスが形成されて、収容部２３の内部の密閉性が低下する場合がある。本実施形態によれば、シーラントフィルム４０は、周縁部２４において、収容部２３を囲うように全周に亘って配置されるとともに、第１シート２１および第２シート２２に溶着しているので、収容部２３の内部と外装体２０の外部とを連通するリークパスが形成されることを防止できる。
以上により、収容部２３の内部の密閉性をより向上させ、電池１の信頼性をより向上させることができる。
【００６１】
なお、第１シート２１、第２シート２２およびシーラントフィルム４０における互いに溶着される面同士を同じ材質により形成することで、第１シート２１、第２シート２２およびシーラントフィルム４０をより均一に溶着することができる。これにより、収容部２３の内部と外装体２０の外部とを連通するリークパスが形成されることをより確実に防止できる。
【００６２】
また、一対の電極端子３０は、矩形枠状に形成された周縁部２４の角部から外装体２０の外部へ導出されているので、電極端子３０を周縁部２４の外形形状における対角線に沿うように配置できる。このため、電極端子が矩形枠状の周縁部の角部以外の部分から導出される構成と比較して、電極端子３０とシーラントフィルム４０とが接触する部分における、収容部２３の内部から外装体２０の外部への距離を大きく設けることができる。これにより、電極端子３０とシーラントフィルム４０とが接触する部分を介して外装体２０の外部から収容部２３の内部へ侵入する水分の量を低減でき、電池１の劣化を防止できる。したがって、電池１の信頼性をより向上させることができる。
【００６３】
また、正極タブ１３および負極タブ１４は、正極体１１および負極体１２の外周部から延びているので、正極タブ１３と負極タブ１４とを離間して配置することが可能となる。このため、各タブ１３，１４と電極端子３０とを溶接等により接続する際に、各タブ１３，１４の短絡を容易に防止できる。よって、電池１の製造時における作業効率の低下を抑制できる。したがって、低コストな電池１とすることができる。
【００６４】
また、第２シート２２が平板状に形成されているので、外装体２０の製造コストを低減できる。したがって、低コストな電池１とすることができる。
また、第１シートと第２シートとの両方に収容部を形成する場合は、特に小型の電池では、第１シートと第２シートとを重ね合せる際の位置精度を高くする必要があり、製造コストの増大につながる。これに対して、第１シート２１のみに収容部２３を設けることで、第１シート２１と第２シート２２とを重ね合せる際の位置精度を緩和できる。すなわち、小型でかつ密閉性に優れた電池１を低コストで提供することが可能になる。
【００６５】
なお、上記実施形態では、切欠部２５は、周縁部２４における第１シート２１の角部に形成されているが、周縁部２４における第２シート２２の角部に形成されていてもよい。この場合には、電極端子３０を、シーラントフィルム４０の角部において、第１シート２１および第２シート２２の重ね合わせ方向における第２シート２２側の面が露出するように設ける。
また、電極端子３０は、切欠部２５から導出される構成に限られず、周縁部２４の角部から延出する構成であってもよい。
【００６６】
［第１実施形態の変形例］
なお、上記第１実施形態では、一対の電極端子３０が周縁部２４の同一対角線上に位置する一対の角部に設けられた切欠部２５から外装体２０の外部に導出されているが、これに限定されるものではない。
図６は、第１実施形態の第１変形例に係る電池の斜視図である。
例えば、図６に示すように、切欠部２５が周縁部２４の隣り合う一対の角部に設けられ、一対の電極端子３０をそれぞれ切欠部２５が設けられた角部から外装体２０の外部へ導出してもよい。
図７は、第１実施形態の第２変形例に係る電池の斜視図である。
また、図７に示すように、一対の電極端子３０を周縁部２４の端辺における中間部分から外装体２０の外部へ導出してもよい。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電池１０１について説明する。
図８は、第２実施形態に係る電池の平面図である。図９は、第２実施形態に係る電池の側面図である。図１０は、第２実施形態に係る第１シートおよび第２シートの斜視図である。
図３および図４に示す第１実施形態では、第１シート２１および第２シート２２は、別体で設けられている。これに対して、図１０に示す第２実施形態では、第１シート１２１（第１部材）および第２シート１２２（第２部材）が一体に形成されている点で、第１実施形態と異なっている。なお、図１から図５に示す第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
図８に示すように、電池１０１は、電極体１０が収容された外装体１２０を備えている。外装体１２０は、ラミネートフィルムにより一体に形成された第１シート１２１および第２シート１２２を重ね合わせて形成されている。外装体１２０は、円筒状の収容部１２３と、収容部１２３の周囲において第１シート１２１と第２シート１２２とが重なり合った矩形枠状の周縁部１２４と、を備えている。
【００６９】
図１０に示すように、第１シート１２１および第２シート１２２は、１枚のラミネートフィルムにより形成されている。詳細には、図９に示すように、第１シート１２１および第２シート１２２は、周縁部１２４の一端辺１２４ａにおいて連続するとともに折り返されている。
図８に示すように、周縁部１２４における第１シート１２１には、一対の切欠部１２５が形成されている。一対の切欠部１２５は、周縁部１２４における収容部１２３を挟んで一端辺１２４ａとは反対側に位置する一対の隣り合う角部にそれぞれ形成されている。
【００７０】
このように、第１シート１２１と第２シート１２２とが一体に形成されているので、部品点数を削減することができ、低コストな電池１０１とすることができる。
また、周縁部１２４の一端辺１２４ａは、第１シート１２１と第２シート１２２とが連続して接続された折り返し部となっている。このため、周縁部１２４の一端辺１２４ａに、収容部１２３の内部と外装体１２０の外部とを連通するリークパスが形成されることを防止できる。このため、少なくとも周縁部１２４のうち一端辺１２４ａを除く３か所の端辺に沿う領域において、第１シート１２１および第２シート１２２を溶着することで、収容部１２３の内部を封止できる。したがって、電池１０１の製造工程を簡略化でき、低コストな電池１０１とすることができる。
【００７１】
［第２実施形態の第１変形例］
次に、第２実施形態の第１変形例について説明する。
図１１および図１２は、第２実施形態の第１変形例の斜視図である。
図８に示す第２実施形態では、周縁部２４が平坦に形成されている。これに対して、図１１に示す第２実施形態の第１変形例では、周縁部１２４が折り返されている点で、第２実施形態と異なっている。なお、図８から図１０に示す第２実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１１および図１２に示すように、周縁部１２４は、第１シート１２１および第２シート１２２の重ね合わせ方向における収容部１２３とは反対側に向かって約１８０°折り返されている。本実施形態では、周縁部１２４のうち、一端辺１２４ａの両端で接続する一対の端辺に沿う部分が折り返されている。
この構成によれば、第１シート１２１および第２シート１２２の重ね合わせ方向から見た周縁部１２４の外形を小さくすることができる。したがって、外装体１２０の外形を小さくすることができ、エネルギー密度の高い電池１０１とすることができる。
さらに周縁部１２４は、折り返されることで強度が向上する。このため、折り返された周縁部１２４の角部において外部に露出する電極端子３０にリード線等を接触させて電気を取り出す際に、電極端子３０がリード線等から逃げるように変位することを抑制できる。したがって、電池１０１の外部端子としての機能の信頼性を向上させることができる。
【００７３】
［第２実施形態の第２変形例］
次に、第２実施形態の第２変形例について説明する。
図１３は、第２実施形態の第２変形例の斜視図である。
図８に示す第２実施形態では、周縁部２４が平坦に形成されている。これに対して、図１３に示す第２実施形態の第２変形例では、周縁部２４が折り曲げられている点で、第２実施形態と異なっている。なお、図８から図１０に示す第２実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７４】
図１３に示すように、周縁部１２４は、収容部１２３側に向かって約９０°折り曲げられている。本実施形態では、周縁部１２４のうち、一端辺１２４ａの両端で接続する一対の端辺に沿う部分が折り曲げられている。
この構成によれば、第１シート１２１および第２シート１２２の重ね合わせ方向から見た周縁部１２４の外形を小さくすることができる。したがって、外装体１２０の外形を小さくすることができ、エネルギー密度の高い電池１０１とすることができる。
さらに周縁部１２４は、折り曲げられることで強度が向上する。このため、折り曲げられた周縁部１２４の角部において外部に露出する電極端子３０にリード線等を接触させて電気を取り出す際に、電極端子３０がリード線等から逃げるように変位することを抑制できる。したがって、電池１０１の外部端子としての機能の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電池２０１について説明する。
図１４は、第３実施形態に係る電池の斜視図である。図１５は、第３実施形態に係る電池の縦断面図である。
図１に示す第１実施形態では、周縁部２４は、収容部２３の径方向に沿うように延びている。これに対して、図１４に示す第３実施形態では、周縁部２２４は、収容部２２３の中心軸の軸方向に沿うように延びている点で、第１実施形態と異なっている。なお、図１から図５に示す第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
図１４および図１５に示すように、電池２０１は、電極体１０を収容する外装体２２０を備えている。
図１４に示すように、外装体２２０は、ラミネートフィルムにより形成された第１シート２２１（第１部材）および第２シート２２２（第２部材）を重ね合わせて形成されている。外装体２２０は、円筒状の収容部２２３と、収容部２２３の周囲において第１シート２２１と第２シート２２２とが重なり合った周縁部２２４と、を備えている。
【００７７】
図１５に示すように、第１シート２２１は、有底円筒状に形成されている。第１シート２２１には、有底円筒状の収容部２２３が形成されている。収容部２２３は、第１シート２２１のうち中心軸方向における中間部分よりも底部側の部分となっている。収容部２２３の内側の中心軸方向における寸法は、例えば１．８７ｍｍ程度や２．８７ｍｍ程度となっている。また、収容部２２３の内径は、例えば１１ｍｍ程度となっている。
【００７８】
第２シート２２２は、有底円筒状に形成され、その底部側から第１シート２２１の内側に挿入されている。第２シート２２２は、その中心軸が第１シート２２１の中心軸と一致するように配置されている。第１シート２２１および第２シート２２２の中心軸方向において、第１シート２２１の開口端縁と第２シート２２２の開口端縁とは、同じ位置に位置している。
【００７９】
周縁部２２４は、収容部２２３の開口部から、収容部２２３の中心軸方向に沿って収容部２２３とは離間する側に向かって延びている。収容部２２３の中心軸方向における周縁部２２４の寸法は、例えば１．５ｍｍ程度や２．５ｍｍ程度となっている。周縁部２２４における第１シート２２１と第２シート２２２との間には、シーラントフィルム２４０が収容部２２３を囲うように全周に亘って配置されている。シーラントフィルム２４０は、第１実施形態におけるシーラントフィルム４０と同様に、熱可塑性樹脂により形成された一対のフィルムを重ね合わせて形成され、図示しない一対の電極端子を挟み込んでいる。シーラントフィルム２４０は、周縁部２２４に対応する円筒状に形成されている。シーラントフィルム２４０は、第１シート２２１および第２シート２２２に溶着された状態で固定されている。
【００８０】
この構成によれば、周縁部２２４により囲まれた空間を設けることができるので、その空間に電池２０１の保護回路等を配置することができる。また、周縁部２２４により囲まれた空間をガス溜めとすることもできる。
また、第３実施形態において、第１シート２２１と第２シート２２２とはそれぞれ異なる強度の部材を用いることが好ましい。具体的には、まず、第１シート２２１と第２シート２２２とをそれぞれ異なる材質で構成することができる。例えば、第１シート２２１にステンレス鋼製のラミネートフィルムを用い、第２シート２２２にアルミニウム製のラミネートフィルムを用いることができる。
また、第１シート２２１と第２シート２２２との厚みを変えることによっても部材の強度を変えることができる。例えば、第１シート２２１の厚みを１５０μｍとし、第２シート２２２の厚みを１００μｍとすることができる。第１シート２２１および第２シート２２２の厚みは、後述する作用効果を奏する範囲において適宜設定することができる。
これにより、電池内部に発生したガスによる圧力で外装体２２０が変形する場合でも、外装体２２０を構成するいずれかのラミネートフィルムに変形を集中させることにより、電池の外径の寸法に影響が及ばなくすることができる。
【００８１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の電池３０１について説明する。
図１６は、第４実施形態に係る電池の斜視図である。図１７は、第４実施形態に係る電池の縦断面図である。
図１４に示す第３実施形態では、周縁部２２４が収容部２２３の中心軸方向に沿って収容部２２３から離間する方向に向かって延びている。これに対して、図１６に示す第４実施形態では、周縁部３２４が収容部３２３の外周面に沿うように配置されている点で、第３実施形態と異なっている。なお、図１４および図１５に示す第３実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
図１６および図１７に示すように、電池３０１は、電極体１０を収容する外装体３２０を備えている。
図１６に示すように、外装体３２０は、ラミネートフィルムにより形成された第１シート３２１（第１部材）および第２シート３２２（第２部材）を重ね合わせて形成されている。外装体３２０は、円筒状の収容部３２３と、収容部３２３の周囲において第１シート３２１と第２シート３２２とが重なり合った周縁部３２４と、を備えている。
【００８３】
図１７に示すように、第１シート３２１には、有底円筒状の収容部３２３が形成されている。収容部３２３の内側の中心軸方向における寸法は、例えば４．８ｍｍ程度や５．２ｍｍ程度となっている。
周縁部３２４は、収容部３２３の開口部から、収容部３２３の径方向外側に向かって延び、さらに収容部３２３の中心軸方向に沿って収容部３２３の底部側に向かって収容部３２３の外周面に沿うように延びている。周縁部３２４と収容部３２３の外周面との間には、隙間Ｇが設けられている。周縁部３２４における第１シート３２１と第２シート３２２との間には、シーラントフィルム２４０が配置されている。シーラントフィルム２４０は、第１シート３２１および第２シート３２２に溶着された状態で固定されている。第１シート３２１および第２シート３２２が溶着された領域の中心軸方向における寸法は、例えば２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００８４】
ここで、第４実施形態では、第１シート３２１と第２シート３２２とはそれぞれ異なる強度の部材を用いることが好ましい。具体的には、まず、第１シート３２１と第２シート３２２とをそれぞれ異なる材質で構成することができる。例えば、第１シート３２１にステンレス鋼製のラミネートフィルムを用い、第２シート３２２にアルミニウム製のラミネートフィルムを用いることができる。
また、第１シート３２１と第２シート３２２との厚みを変えることによっても部材の強度を変えることができる。例えば、第１シート３２１の厚みを１００μｍとし、第２シート３２２の厚みを１５０μｍとすることができる。あるいは、第１シート３２１のうち、底部を第２シート３２２と同じ厚みとし、底部に垂直な部分については第２シート３２２より薄くすることもできる。第１シート３２１および第２シート３２２の厚みは、後述する作用効果を奏する範囲において適宜設定することができる。
これにより、電池内部に発生したガスによる圧力で外装体３２０が変形する場合でも、外装体３２０を構成するいずれかのラミネートフィルムに変形を集中させることにより、電池の外径の寸法に影響が及ばなくすることができる。
【００８５】
以下、本実施形態の電池３０１の製造方法における外装体３２０の製造方法について説明する。なお、以下の説明における電池３０１の各構成部品の符号については、図１６および図１７を参照されたい。
【００８６】
図１８は、第４実施形態に係る外装体の製造方法を示すフローチャートである。図１９から図２１は、第４実施形態に係る外装体の製造方法を説明する工程図であり、図１７に相当する断面図である。
図１８に示すように、外装体３２０の製造方法は、ラミネートフィルムに絞り加工を行って第１シート３２１および第２シート３２２を形成する曲げ工程Ｓ１０と、曲げ工程Ｓ１０において形成された第１シート３２１および第２シート３２２を重ね合わせる重ね合わせ工程Ｓ２０と、第１シート３２１および第２シート３２２を溶着する溶着工程Ｓ３０と、を備えている。
【００８７】
最初に、曲げ工程Ｓ１０を行う。曲げ工程Ｓ１０では、第１シート３２１および第２シート３２２を形成する。
具体的に、図１９に示すように、円板状のラミネートフィルムに対して絞り加工を行って有底円筒状の収容部３２３を形成する。さらに、収容部３２３の周囲に張り出す部分を収容部３２３の外周面に沿うように曲げて、第１シート３２１における周縁部３２４に対応する部分を形成する。このとき、第１シート３２１における周縁部３２４に対応する部分と、収容部３２３の外周面との間には、隙間Ｇを設ける。これにより第１シート３２１が形成される。また、円板状のラミネートフィルムに対して絞り加工を行ってその外周部分を約９０°曲げ、第２シート３２２における周縁部３２４に対応する部分を形成する。これにより有底円筒状の第２シート３２２が形成される。
【００８８】
次に、重ね合わせ工程Ｓ２０を行う。重ね合わせ工程Ｓ２０では、第１シート３２１および第２シート３２２を重ね合わせる。
具体的に、図２０に示すように、収容部３２３の内部に電極体１０を収容し、かつ電極端子（不図示）およびシーラントフィルム２４０を配置した状態で、収容部３２３の開口を覆うように第１シート３２１に対して第２シート３２２を被せて重ね合わせる。この際、周縁部３２４における第１シート３２１と第２シート３２２との間に、シーラントフィルム２４０を挟み込む。
【００８９】
次に、溶着工程Ｓ３０を行う。溶着工程Ｓ３０では、第１シート３２１および第２シート３２２を溶着する。
具体的に、図２１に示すように、溶着工程Ｓ３０では、所定温度に加熱されたヒーター等の加熱手段５０により、周縁部３２４の両面から周縁部３２４を挟み込んで周縁部３２４を加熱する。加熱手段５０は、例えば、周縁部３２４の内側に配置される円筒状のガイド部材５１と、周縁部３２４に対して外側から押し付けられる押さえ部材５２と、により構成され、ガイド部材５１と押さえ部材５２とにより周縁部３２４を挟み込む。押さえ部材５２は、例えばローラーであってもよいし、板状であってもよい。押さえ部材５２の材質は、熱伝導率の高い金属材料が好ましく、例えば真鍮やアルミニウムを用いることができる。また、押さえ部材５２がローラーである場合には、周縁部３２４の溶着に用いる十分な熱容量を確保するために、押さえ部材５２の直径を電池３０１の直径よりも大きくすることが望ましい。また、押さえ部材５２の表面に、ゴム等の弾性部材を配置してもよい。これにより、押さえ部材５２を周縁部３２４に押し付ける際に、周縁部３２４の厚みが不均一であっても、周縁部３２４の表面を均等に押圧することができる。
【００９０】
ここで、周縁部３２４と収容部３２３との間には隙間Ｇ（図２０参照）が設けられている。このため、加熱手段５０のガイド部材５１を周縁部３２４と収容部３２３との間に配置して周縁部３２４を押さえ部材５２により挟み込むことができる。これにより周縁部３２４が溶着されて、収容部３２３の内部が封止される。
以上により、外装体３２０の製造が完了する。
【００９１】
このように、本実施形態によれば、周縁部３２４が収容部３２３の外周面に沿うように配置されているので、周縁部が収容部から離間する方向に沿って突出する構成と比較して、外装体３２０の外形を小さくすることができる。したがって、エネルギー密度の高い電池３０１が得られる。
【００９２】
ここで、周縁部３２４が収容部３２３の外周面に沿うように配置された電池３０１を製造する場合、周縁部３２４を収容部３２３の外周面に沿うように曲げる必要がある。第１シート３２１と第２シート３２２とが溶着されて一体化した周縁部３２４は、第１シート３２１および第２シート３２２のそれぞれよりも厚くなる。このため、第１シート３２１と第２シート３２２とが溶着されて一体化した周縁部３２４は、第１シート３２１および第２シート３２２のそれぞれの周縁部３２４に対応する部分を各別に曲げる場合よりも曲げにくくなる。さらに、第１シート３２１と第２シート３２２とが溶着されて一体化した周縁部３２４を曲げると、第１シート３２１および第２シート３２２のそれぞれの周縁部３２４に対応する部分を各別に曲げる場合よりも、周縁部３２４に大きな負荷がかかる。
【００９３】
本実施形態によれば、溶着工程Ｓ３０を曲げ工程Ｓ１０の後に行うので、周縁部３２４に対応する部分を容易に曲げることができる。このため、外装体３２０を容易に形成することが可能となり、製造コストを低減できる。さらに、溶着工程Ｓ３０を曲げ工程Ｓ１０の後に行うので、曲げ工程Ｓ１０を溶着工程Ｓ３０の後に行う場合と比較して周縁部３２４にかかる負荷を小さくできるため、周縁部３２４が破損することを防止でき、品質の低下を防止できる。したがって、電池３０１を高品質かつ低コストで製造できる。
【００９４】
さらに、周縁部３２４と収容部３２３の外周面との間には隙間Ｇが設けられている。このため、周縁部３２４にヒーター等の加熱手段５０を押し当てて溶着する場合に、加熱手段５０を周縁部３２４と収容部３２３との間の隙間Ｇに配置して、周縁部３２４の両面から周縁部３２４を挟み込むことができる。これにより、周縁部３２４を確実に加熱して第１シート３２１と第２シート３２２とを溶着することができる。その結果、収容部３２３の内部と外装体３２０の外部とを連通するリークパスが形成されることを防止できる。したがって、収容部３２３の内部の密閉性をより向上させ、電池３０１の信頼性をより向上させることができる。
【００９５】
なお、本実施形態に係る外装体３２０の製造方法では、溶着工程Ｓ３０を曲げ工程Ｓ１０の後に行っているが、曲げ工程を溶着工程の後に行ってもよい。具体的には、電極端子（不図示）およびシーラントフィルムを挟んだ状態で一対のラミネートフィルム同士を重ね合わせて溶着した後、収容部３２３の周囲を収容部３２３の外周面に沿うように曲げる。図２２は、収容部の中心軸を通る縦断面の拡大図である。曲げ工程を溶着工程の後に行う場合、図２２に示すように、周縁部３２４のうち、収容部３２３の径方向に沿って延びる内周部３２４ａ、収容部３２３の中心軸方向に沿って延びる外周部３２４ｃ、および内周部３２４ａと外周部３２４ｃとの間で湾曲または屈曲する中間部３２４ｂのうち少なくとも一箇所が周方向の全周に亘って溶着する。これにより、収容部３２３の内部が密閉される。なお収容部３２３の周囲を曲げる際には、収容部３２３の周囲を加熱して軟化させることが望ましい。
【００９６】
［第４実施形態の変形例］
次に、第４実施形態の変形例の電池４０１について説明する。
図２３および図２４は、第４実施形態の変形例に係る電池の斜視図である。図２５は、第４実施形態の変形例に係る電池の縦断面図である。
図１７に示す第４実施形態では、収容部３２３が第１シート３２１に形成されている。これに対して、図２５に示す第４実施形態の変形例では、収容部４２３が第１シート４２１（第１部材）および第２シート４２２（第２部材）の両方に形成されている点で、第４実施形態と異なっている。なお、図１６および図１７に示す第４実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９７】
図２３から図２５に示すように、電池４０１は、電極体１０を収容する外装体４２０を備えている。
図２４に示すように、外装体４２０は、ラミネートフィルムにより形成された第１シート４２１および第２シート４２２を重ね合わせて形成されている。外装体４２０は、円筒状の収容部４２３と、収容部４２３の周囲において第１シート４２１と第２シート４２２とが重なり合った周縁部４２４と、を備えている。
【００９８】
図２５に示すように、収容部４２３は、第１シート４２１および第２シート４２２の両方に跨って形成されている。より詳細に、第１シート４２１には、有底円筒状の収容部４２３の一半部４２３Ａが形成され、第２シート４２２には、有底円筒状の収容部４２３の他半部４２３Ｂが形成されている。収容部４２３の一半部４２３Ａおよび他半部４２３Ｂの開口端同士を重ね合わせることで、円筒状の収容部４２３が形成されている。収容部４２３の内側の中心軸方向における寸法は、例えば５．２ｍｍ程度となっている。
【００９９】
周縁部４２４は、収容部４２３の中心軸方向における中間部分から、収容部４２３の中心軸方向に沿って収容部４２３の他半部４２３Ｂの底部側に向かって、収容部４２３の外周面に沿うように延びている。周縁部４２４の基端部は、収容部４２３の外周面から収容部４２３の径方向外側に突出する段部となっている。周縁部４２４と収容部４２３の外周面との間には、隙間Ｇが設けられている。周縁部４２４における第１シート４２１と第２シート４２２との間には、シーラントフィルム２４０が配置されている。シーラントフィルム２４０は、第１シート４２１および第２シート４２２に溶着された状態で固定されている。
【０１００】
外装体４２０の製造方法は、第４実施形態に係る外装体３２０の製造方法と同様である。すなわち、外装体４２０の製造方法は、第１シート４２１および第２シート４２２それぞれの周縁部４２４に対応する部分を収容部４２３の外周面に沿うように曲げる曲げ工程と、第１シート４２１および第２シート４２２を重ね合わせる重ね合わせ工程と、周縁部４２４を溶着させる溶着工程と、を備えている。そして、溶着工程を曲げ工程の後に行う。なお、第４実施形態で説明したように、曲げ工程を溶着工程の後に行ってもよい。
【０１０１】
このように、本変形例では、収容部４２３は、第１シート４２１および第２シート４２２の両方に形成されている。このため、収容部が第１シートおよび第２シートのうちいずれか一方のシートに形成される構成と比較して、第１シート４２１および第２シート４２２のそれぞれに形成される収容部４２３の深さを浅くすることができる。これにより、絞り加工により形成された収容部４２３における第１シート４２１および第２シート４２２の強度の低下を抑制できる。したがって、高品質な電池４０１とすることができる。
【０１０２】
また、上述のように構成された外装体４２０は、第１シート４２１のうち周縁部４２４に対応する部分の内側に、第２シート４２２をその収容部４２３の他半部４２３Ｂの開口部側から収容部４２３の中心軸方向に沿って挿入することで形成される。このとき、第１シート４２１および第２シート４２２それぞれにおける周縁部４２４の前記段部に対応する位置同士が当接して、第１シート４２１および第２シート４２２が互いに接近する方向の移動を規制する。これにより、第１シート４２１に対する第２シート４２２の位置決めを行うことができる。
【０１０３】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の電池５０１について説明する。
図２６は、第５実施形態に係る電池の斜視図である。図２７は、第５実施形態に係る第１シートおよび第２シートの斜視図である。
図２６に示す第５実施形態では、円筒状の収容部５２３がその径方向に分割された状態で第１シート５２１（第１部材）および第２シート５２２（第２部材）に形成されている点で、上記各実施形態と異なっている。なお、上記各実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０４】
図２６に示すように、電池５０１は、電極体１０を収容する外装体５２０を備えている。
外装体５２０は、ラミネートフィルムにより一体に形成された第１シート５２１および第２シート５２２を重ね合わせて形成されている。外装体５２０は、円筒状の収容部５２３と、収容部５２３の周囲において第１シート５２１と第２シート５２２とが重なり合った周縁部５２４と、を備えている。
【０１０５】
収容部５２３は、第１シート５２１および第２シート５２２の両方に跨って形成されている。より詳細に、第１シート５２１には、半円筒状の収容部５２３の一半部５２３Ａが形成され、第２シート５２２には、半円筒状の収容部５２３の他半部５２３Ｂが形成されている。収容部５２３の一半部５２３Ａおよび他半部５２３Ｂの開口端同士を重ね合わせることで、円筒状の収容部５２３が形成されている。収容部５２３の内側の中心軸方向における寸法は、例えば４．８ｍｍ程度となっている。収容部５２３の外側の中心軸方向における寸法は、例えば５．４ｍｍ程度となっている。また、収容部５２３の外径は、例えば１１．６ｍｍ程度になっている。収容部５２３の内径は、例えば１１ｍｍ程度になっている。
【０１０６】
周縁部５２４は、収容部５２３の中心軸を含む仮想平面に沿って延びている。周縁部５２４は、矩形枠状に形成されている。
ここで、第１シート５２１および第２シート５２２は、１枚のラミネートフィルムにより形成されている（図２７参照）。第１シート５２１および第２シート５２２は、周縁部５２４のうち収容部５２３の中心軸方向の一方側に位置する一端辺５２４ａにおいて連続するとともに約１８０°折り返されている。
【０１０７】
周縁部５２４における第１シート５２１と第２シート５２２との間には、シーラントフィルム４０が配置されている。シーラントフィルム４０を形成する一対のフィルム間には、一対の電極端子５３０が挟み込まれている。一対の電極端子５３０は、収容部５２３の内部においてそれぞれ電極体１０に接続されるとともに、周縁部５２４のうち収容部５２３の径方向外側に位置する両部分とそれぞれ交差して、外装体５２０の外部へ導出されている。シーラントフィルム４０は、第１シート５２１および第２シート５２２に溶着された状態で固定されている。
【０１０８】
この構成によれば、第４実施形態の変形例の電池４０１と同様に、収容部５２３が第１シート５２１および第２シート５２２の両方に形成されるので、第１シート５２１および第２シート５２２の強度の低下を抑制できる。したがって、高品質な電池５０１とすることができる。
【０１０９】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態の電池６０１について説明する。
図２８は、第６実施形態に係る電池の縦断面図である。
上記各実施形態では、第１シートおよび第２シートがラミネートフィルムにより形成されている。これに対して、図２８に示す第６実施形態では、第１シート６２１（第１部材）および第２シート６２２（第２部材）が金属箔により形成されている点で、上記各実施形態と異なっている。なお、上記各実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１０】
図２８に示すように、電池６０１は、電極体１０を収容する外装体６２０を備えている。
外装体６２０は、第１シート６２１および第２シート６２２を重ね合わせて形成されている。外装体６２０は、円筒状の収容部６２３と、収容部６２３の周囲において第１シート６２１と第２シート６２２とが重なり合った円環状の周縁部６２４と、を備えている。
【０１１１】
第１シート６２１は、例えばステンレス箔により円板状に形成されている。第１シート６２１は、収容部６２３の内部において正極体１１と接続されている。第１シート６２１は、正極端子として機能する。
第２シート６２２は、例えばアルミニウム箔により第１シート６２１と同一形状の円板状に形成されている。第２シート６２２は、収容部６２３の内部において負極体１２と接続されている。第２シート６２２は、負極端子として機能する。
【０１１２】
周縁部６２４における第１シート６２１と第２シート６２２との間には、絶縁材料により形成された封止部材６２８が配置されている。封止部材６２８は、周縁部６２４に対応する円環状に形成されている。封止部材６２８は、第１シート６２１および第２シート６２２に溶着された状態で固定されている。
【０１１３】
このように、第１シート６２１および第２シート６２２が金属箔により形成される構成であっても、収容部６２３の内部が第１シート６２１と第２シート６２２との溶着により封止されているので、収容部６２３の内部の密閉性を向上させることが可能となる。よって、電池６０１の信頼性を向上させることができる。
【０１１４】
なお、本実施形態では、第１シート６２１および第２シート６２２が金属箔により形成されているが、第１シートおよび第２シートのうち少なくともいずれか一方がラミネートフィルムにより形成されていてもよい。
【０１１５】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、ボタン形の電気化学セルの一例として、非水電解質二次電池を例に挙げて説明したが、この場合に限定されず、電気二重層キャパシタや一次電池等に上述した構成を適用することができる。
【０１１６】
また、上記第１から第５実施形態では、周縁部において第１シートと第２シートとがシーラントフィルムを挟んで溶着されているが、これに限定されず、第１シートと第２シートとが直接溶着されていてもよい。この場合には、電極端子は、周縁部において第１シートおよび第２シートに直接挟み込まれる。
【０１１７】
また、上記実施形態では、収容部は円筒状に形成されていたが、これに限定されず、例えば正六角形等の多角形状に形成された角筒状や、半円筒状等であってもよい。
【０１１８】
また、上記第１から第５実施形態では、第１シートおよび第２シートがラミネートフィルムにより形成されているが、これに限定されない。第１実施形態に係る電池１（図１参照）、第３実施形態に係る電池２０１（図１４参照）、第４実施形態に係る電池３０１（図１６参照）、および第４実施形態の変形例に係る電池４０１（図２３参照）のように、第１シートと第２シートとが別部材で形成されている場合、第１シートおよび第２シートのうち少なくともいずれか一方が金属材料により形成されていてもよい。第１シートや第２シートを形成する金属材料としては、例えばステンレス鋼やアルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケル等を用いることができる。第１シートまたは第２シートは、前記金属材料単独で形成されてもよいし、前記金属材料を複数組み合わせたクラッド材により形成されてもよい。さらに、第１シートまたは第２シートは、例えばステンレス鋼の表面にめっきを施した部材により形成されてもよい。
【０１１９】
このように、第１シートおよび第２シートのうち少なくともいずれか一方のシートが金属材料により形成されることで、第１シートおよび第２シートが樹脂材料により形成される構成と比較して、外装体の強度を高めることができる。これにより、外装体に収容された電極体１０に外力が作用することを抑制して、電極体１０が破損することを抑制できる。したがって、電池の信頼性を向上させることができる。
さらに、第１シートや第２シートを形成する金属材料としてステンレス鋼を用いることで、金属材料として銅またはニッケルが用いられる場合と比較して、第１シートおよび第２シートのうち少なくともいずれか一方のシートを安価に形成することができる。したがって、外装体の製造コストを低減でき、低コストな電池とすることができる。
【０１２０】
ここで、第１シートや第２シートが金属材料により形成されている場合、金属材料により形成された第１シートや第２シートに、外装体の内部において正極体１１および負極体１２のうちいずれか一方が電気的に接続していることが望ましい。例えば、第１シートが金属材料により形成され、第２シートがラミネートフィルムにより形成されている場合、外装体の内部において正極タブ１３または負極タブ１４が第１シートに接合されている。これにより、第１シートを正極端子、または負極端子として機能させることができる。また、第１シートおよび第２シートのそれぞれが金属材料により形成され、かつ第１シートと第２シートとが絶縁されている場合、外装体の内部において正極タブ１３および負極タブ１４の一方が第１シートに接合され、正極タブ１３および負極タブ１４の他方が第２シートに接合されている。これにより、第１シートおよび第２シートをそれぞれ正極端子または負極端子として機能させることができる。金属材料により形成された第１シートや第２シートと、正極タブ１３または負極タブ１４と、の接合は、例えば抵抗溶接やレーザー溶接、超音波溶接等により行うことができる。
【０１２１】
なお、第１シートまたは第２シートを正極端子として機能させる場合には、電解液に接する内面をステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成することが望ましい。また、第１シートまたは第２シートを負極端子として機能させる場合には、電解液に接する内面をステンレス鋼、銅またはニッケルにより形成することが望ましい。これらにより、金属材料により形成された第１シートや第２シートが電解液に接して腐食することを防止できる。
【０１２２】
このように、第１シートおよび第２シートのうち金属材料により形成された一方のシートに、外装体の内部において正極体および負極体のうちいずれか一方を接続することで、一方のシートを正極端子または負極端子として機能させることができる。これにより、外装体の内部から外部へ導出される電極端子を削減できる。したがって、電池の製造コストを低減できる。
【０１２３】
また、第３実施形態に係る電池２０１（図１４参照）、第４実施形態に係る電池３０１（図１６参照）、および第４実施形態の変形例に係る電池４０１（図２３参照）のように、周縁部が円筒状に形成されている場合、周縁部において第１シートと第２シートとの間に配置された電極端子は、周縁部の形状に沿って湾曲する。このため、周縁部が平坦に形成されることで電極端子も周縁部の形状に沿って平坦に形成される場合と比較して、周縁部の溶着時における温度管理が難しくなる。これに対して、上述したように第１シートおよび第２シートのうち金属材料により形成された一方のシートに、外装体の内部において正極体および負極体のうちいずれか一方を接続することで、電極端子を削減することができるので、周縁部の溶着時における温度管理を容易とすることができる。
【０１２４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…電池（電気化学セル）  １０…電極体  １１…正極体  １２…負極体  １３…正極タブ（タブ）  １４…負極タブ（タブ）  ２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０…外装体  ２１，１２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１…第１シート（第１部材）  ２２，１２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２…第２シート（第２部材）  ２３，１２３，２２３，３２３，４２３，５２３，６２３…収容部  ２４，１２４，２２４，３２４，４２４，５２４，６２４…周縁部  ３０…電極端子  ４０，２４０…シーラントフィルム  Ｓ１０…曲げ工程  Ｓ３０…溶着工程
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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