(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極からなる一対の電極と、
電気絶縁性を有し前記正極と前記負極間に挟まれるセパレータと、
イオン導電性の電解質と、
前記電極と前記セパレータと前記電解質を包含する外装体を有し、
前記外装体のセル内面側に樹脂層を有しセパレータの外縁部と外装体内面とが熱融着若しくは接着により固定されていることを特徴とする平板型電気化学セル。
【請求項２】
正極と負極からなる一対の電極と、
電気絶縁性を有し前記正極と前記負極間に挟まれるセパレータと、
イオン導電性の電解質と、
前記電極と前記セパレータと前記電解質を包含する外装体を有し、
前記電極が前記外装体のセル内面側に固定されており、
前記電極より大きいセパレータが前記電極若しくは前記負極のどちらか一方を完全に覆うように設置され前記外装部のセル内面側に固定されていることを特徴とする平板型電気化学セル。
【請求項３】
正極と負極の少なくとも一方の電極を外装体に固定する第一工程と、
前記電極より大きいセパレータが前記電極若しくは前記負極のどちらか一方を完全に覆うように前記外装体のセル内面側に固定する第二工程と、
前記正極と前記負極が対抗するように前記外装体を折り曲げる第三工程と、
前記セパレータの外縁部と外装体内面とを熱融着若しくは接着により固定する第四工程とを有することを特徴とする平板型電気化学セルの製造方法。
【請求項４】
前記電極若しくは前記セパレータと、前記外装体の内面との固定箇所が１箇所以上あり、部材が自重で落下しない固定強度を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の平板型電気化学セル。
【請求項５】
前記電極若しくは前記セパレータと、前記外装体のセル内面側との固定が熱融着若しくは粘着テープのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の平板型電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯機器などの電源として搭載される平板型電気化学セル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平板型電気化学セルは、正極側活物質が塗布された正極集電体、セパレータ、負極側活物質が塗布された負極集電体の順に積層した電気化学セル素子を作成し、折り曲げた外装体の間にセットした。さらに、リード端子側と一方の側面側を熱融着で封止し、封止していない側面から電解液を注入した後、その側面を熱融着で封口して平板型電気化学セルを得ていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３２３０４号公報（第９頁、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の平板型電気化学セルは、予め作製した電気化学セル素子をラミネートフィルムに組込み、電解液を注入後に封止していた。しかしながら、電気化学セル素子は集電体などを単に積層した構造であるため、組立時に位置ズレが発生して内部短絡を生じ易いという問題があった。さらに、ラミネートフィルムへ電気化学セル素子を組込む際にも位置ズレが発生して封止不良（漏液など）が生じ易いという問題点があった。また、位置ズレの発生を減少させるために、製造設備での対応も試みられているが、煩雑な製造工程となり、生産性が低下するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明では、電極あるいはセパレータの少なくとも一方を外装体の内面に固定することとした。熱融着や接着テープ等を利用し外装体内面に固定する。
【０００６】
このため、組立時に電極及びセパレータの位置ズレを防ぎ、内部短絡や封止不良を少なくできるとともに、生産性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、正極と負極からなる一対の電極あるいはセパレータの少なくとも一方を外装体内面に固定した。正極は、正極集電体と正極側活物質からなり、負極は、負極集電体と負極側活物質からなる。各部材を積層する際には、仮置きした部材が静電気などの影響により位置ズレを起こし易かったが、固定することにより位置ズレを防止することができる。したがって、電極及びセパレータ全てを外装体内面に固定するのが最も効果的である。
また、固定する箇所は、各部材とも１箇所以上必要であり、部材の自重で落下しない程度の固定強度があることが好ましい。
また、固定方法は、いろいろ考えられるが、外装体内面の樹脂層を利用した熱融着を用いるのが好ましい。また、熱融着の替わりに接着テープを固定に用いても良く、熱融着による固定と併用することもできる。
【０００８】
上記のように構成された平板型電気化学セルは、各部材の位置ズレが少なくなり、内部短絡や封止不良の発生が減少するようになる。
【０００９】
【実施例】
以下、実施例について図面を参照して説明する。
【００１０】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を示す図である。正極１は、正極側活物質とＡｌ正極集電体から構成されており、Ａｌ正極集電体の片面に正極側活物質が塗布された構造になっている。正極１の正極側活物質が塗布されていない面を外装体２の樹脂層と合わせた後、正極固定ヵ所３で熱融着して固定している。同様に、負極極４は、負極側活物質とＡｌ負極集電体から構成されており、Ａｌ負極集電体の片面に、負極側活物質が塗布された構造になっている。負極４の負極側活物質が塗布されていない面を外装体２の樹脂層と合わせた後、負極固定ヵ所5で熱融着して固定している。正極リード端子６は正極１に接続され、負極リード端子７は負極４にそれぞれ接続されている。なお、正極リード６端子及び負極リード端子７は、封止材８によって外装体２に密着されており、電解液の液漏れや空気の侵入を防止している。
【００１１】
正極１と負極４を固定した外装体２を折り曲げ、対向する正極１と負極４の間にセパレータを挿入し、リード端子側と一方の側面側を熱融着で封止した。封止していない側面から電解液を注入した後、その側面を熱融着で封口して平板型電気化学セルを得た。外装体２には、正極１及び負極４が固定されているため、外装体の封止時に位置ズレの発生がなく、内部短絡、封止不良の発生はなかった。また、図２では、正極１及び負極４の面全体で外装体２との間で熱融着を行っている。
【００１２】
（実施例２）
図３は、本発明の実施例２を示す図である。実施例１と同様に、正極１と負極４を外装体２に固定した後、電極より大きいセパレータ９を電極が完全に覆われるように載置し、セパレータ９の外縁部１０と外装体２との間で熱融着を行っている。さらに、外装体2を折り曲げ、リード端子側と一方の側面側を熱融着で封止した。封止していない側面から電解液を注入した後、その側面を熱融着で封口して平板型電気化学セルを得た。この場合も外装体２に電極及びセパレータが固定され、位置ズレの発生はなく、内部短絡、封止不良の発生はなかった。
【００１３】
また、負極２のみが外装体に固定され、正極１が外装体に固定されていない場合でも、セパレータ９が正極１を覆うように配置し外装体に固定することで、電極とセパレータの位置ズレが防止でき同様の効果が得られる。
【００１４】
（実施例３）
図４は、本発明の実施例３を示す図である。正極１を外装体２に固定した後、電極より大きいセパレータ９を電極が完全に覆われるように載置し、セパレータ９の外縁部と外装体２との間で熱融着により固定する。次に、負極４をセパレータ９の上に載置し、外装体２と負極４を接着テープ１１で固定している。図４では、２箇所を接着テープ１１で固定している。さらに、外装体２を折り曲げ、リード端子側と一方の側面側を熱融着で封止している。封止していない側面から電解液を注入した後、その側面を熱融着で封口して平板型電気化学セルを得た。この場合も外装体２に、電極及びセパレータ９が固定されるため、位置ズレの発生はなく、内部短絡、封止不良の発生が防止できる。当然のことながら、負極４とセパレータ９を順に熱融着で外装体２固定した後、正極1をセパレータ９の上に載置し、外装体２と正極1を接着テープ１１で固定しても効果は同じである。
【００１５】
本発明においては、電気化学セル素子を構成する材料を変えることにより、リチウム電池、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタなど、様々な平板型電気化学セルに適用できる。例えば、リチウムイオン二次電池の場合には、正極集電体及び負極集電体としてアルミニウム箔や銅箔、正極側活物質にリチウム複合酸化物や酸化バナジウム、負極側活物質にリチウムを吸蔵可能なリチウム合金、酸化物、窒化物、炭素質材料、セパレータとしてポリプロピレン等のポリオレフィン系の高分子多孔質フィルムや不織布あるいはガラス繊維との混抄紙、などで構成される。また、電気二重層キャパシタの場合には、正極集電体及び負極集電体としてアルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔、電極として正負極とも活性炭などの高比表面積炭素材料、セパレータとしてポリオレフィンの多孔質フィルム等、などで構成される。
【００１６】
外装体は、金属層と樹脂層あるいは複数の樹脂層からなる２層以上のラミネートフィルムであり、金属層としてアルミニウム箔などが使用される。また、外装体内面となる樹脂層には、加熱による溶融軟化で熱接着できる熱可塑性の樹脂が好ましく、使用する電解質に対して化学的に安定である樹脂であれば良い。例えば、有機電解液を使用する場合には、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂や酸変性ポリオレフィンが好適である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、平板型電気化学セルの組立時に金属集電体及びセパレータの位置ズレを防止することができ、内部短絡や封止不良が少なく、かつ生産性の良好な平面型電気化学セルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  正極
２  外装体
３  正極固定ヵ所
４  負極
５  負極固定ヵ所
６  正極リード端子
７  負極リード端子
８  封止材
９  セパレータ
１０  セパレータ外縁部
１１  接着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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