(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体に正極活物質を被着させて正極を形成する工程と、
負極集電体に負極活物質を被着されて負極を形成する工程と、
電池製造後の正極リード端子及び負極リード端子の最終的導出位置の誤差範囲よりも導出されている長さ及び幅が大きい正極リード端子材及び負極リード端子材を、前記正極リード端子材及び前記負極リード端子材の導出位置が前記最終的導出位置の誤差範囲内の長さ及び幅の範囲に入る位置において、前記正極及び前記負極の前記活物質が形成されていない端部にそれぞれ接続する工程と、
前記正極と前記負極とを、前記正極活物質及び前記負極活物質が被着された側の主面同士をセパレータを介して重ね合わせて券回し、扁平渦巻き状の券回体からなる電池本体を形成する工程と、
前記正極リード端子材及び前記負極リード端子材を最終的導出位置の誤差範囲内に補正裁断する裁断工程と
を有する非水系２次電池の製造方法。
【請求項２】
前記リード端子材が接続された前記電池本体に、前記リード端子材の遊端を外部に導出して外装体を被覆する工程を有し、前記外装体の被覆工程の後に前記リード端子材に対する前記裁断工程を行う請求項１に記載の非水系２次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばいわゆるポリマー電池に適用して好適な非水系２次電池の製造方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用電子機器などを駆動するための電源として経済性や省資源の目的から２次電池が使用され、近年、その用途は急速に拡大しつつある。
また、電子機器の小型化、高性能化に伴い、用いられる電池は小型、軽量でかつ高容量であることが求められている。
【０００３】
従来、２次電池としては鉛電池やニッケルカドミウム電池などが利用されてきたが、これらはエネルギー密度や重量に関する課題の克服がなされていない。
これに対し、近年、高エネルギー密度の非水系リチウム２次電池が実用化されるに至っている。
この非水系リチウム２次電池は、充電時に正極中のリチウムが電解液を介して負極中に吸蔵され、放電時には負極中のリチウムが電解液を介して正極中に吸蔵されるという電気化学的な可逆反応を利用したものである。言い換えれば、リチウムが正極と負極の間を行き来することで充放電が行われる。
【０００４】
非水系リチウム２次電池では、電解液にリチウム塩を溶解した非水系溶媒が用いられており、この電解液の漏れを防止のためには剛性を備えた鋼管のような外装体いわゆるハード・セルの使用が不可欠であった。
ところが、前述したように非水系リチウム２次電池の主要な搭載機器は小型携帯機器であり、例えば携帯パソコンのような商品においては薄型化が進み、これに伴い、用いる２次電池においても、小型、軽量、薄型化が求められるものであることから、上述したような鋼管のようなハード・セルを用いる２次電池では、これらの要求を達成することは極めて困難である。
【０００５】
これらの問題を解消する電池として、最近、ポリマー系リチウム２次電池、あるいは単にポリマー電池、ゲル電池などと呼ばれる電池の開発が活発になされている。
この電池の基本的構成は、その電池本体の一部を断面として概略構成を示す図７で示されるように、その電池本体１が、正極集電体２に正極活物質層３が塗布された正極４と、負極集電体５に負極活物質層６が塗布された負極７とが、その活物質層の塗布面同士をゲル層８を介して対向させ、そのゲル層８に電解液を染み込ませた構成を有する。
【０００６】
このように、電解液がゲル層に染み込まされた構造を採ることで、液漏れを回避し、これによって、上述したようなハード・セルすなわち剛性を有する外装体の使用を回避し、例えばアルミニウムラミネートフィルムによるカバーフィルムを被覆する。
そして、電池本体の両電極から導出するリード端子としては、金属薄板（金属箔）のタブ端子として、より軽量、小型化を図る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ポリマー電池等の非水系２次電池においては、軽量、小型、薄型に有利な構成を有するものであるが、両電極から導出されるリード端子は、両電極にリード端子を溶接して後、両電極を重ねるとか、更に渦巻き状に巻回する電池本体の製造がなされることから、リード端子の最終的導出位置にばらつきが生じ易く、相互の位置関係、寸法、形状等が、規格ないしは規定の位置、寸法、形状から許容誤差範囲を逸脱してしまうことがあり、歩留りの低下を来すなどの不都合がある。
【０００８】
本発明による非水系２次電池の製造方法においては、そのリード端子を、規格ないしは規定の位置、寸法、形状等を、許容誤差範囲内に正確に設定することができるようにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法に係わる非水系２次電池は、正極集電体に正極活物質が被着された正極と、負極集電体に負極活物質が被着された負極とを有し、正極と負極とを、正極活物質及び負極活物質が被着された側の主面同士をセパレータを介して重ね合わされて、扁平渦巻き状に券回された券回体からなる電池本体と、正極及び負極の活物質が形成されていない端部に接続されているリード端子材と、を備え、リード端子材が、規定するリード端子より充分大きく、且つ、目的とするリード端子の導出位置を充分に含む範囲に亘る面積で形成されて電池本体から外装体の外部に導出されている。
【００１０】
また、本発明による非水系２次電池の製造方法は、正極集電体に正極活物質を被着させて正極を形成する工程と、電池製造後の正極リード端子及び負極リード端子の最終的導出位置の誤差範囲よりも導出されている長さ及び幅が大きい正極リード端子材及び負極リード端子材を、正極リード端子材及び負極リード端子材の導出位置が最終的導出位置の誤差範囲内の長さ及び幅の範囲に入る位置において、正極及び負極の活物質が形成されていない端部にそれぞれ接続する工程と、正極と負極とを、正極活物質及び負極活物質が被着された側の主面同士をセパレータを介して重ね合わせて券回し、扁平渦巻き状の券回体からなる電池本体を形成する工程と、正極リード端子及び負極リード端子を最終的導出位置の誤差範囲内に補正裁断する裁断工程とを有する。
【００１１】
また、本発明は、リード端子材が接続された電池本体に、リード端子材の遊端を外部に導出して外装体を被覆する工程を有し、外装体の被覆工程の後にリード端子材に対する裁断工程を行う。
【００１２】
上述したように、本発明においては、電池本体から規定のリード端子より大なるリード端子材が導出された構成とすることによって、外装体を有する電池、あるいは外装体を有することのない状態の電池において、そのリード端子材を裁断することによって規定されたリード端子とすることができるようにするものである。
すなわち、この裁断によって、所要の、寸法、形状のみならず、その実質的導出位置、リード端子間隔の調整をも可能にするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による非水系２次電池の製造方法の一実施形態を、ポリマー系非水系ゲル２次電池について図１および図２を参照してその一例について説明する。この電池１１は、図７で説明した構成を有する電池本体の、例えば両電極、すなわち正極および負極からそれぞれ例えば金属薄板より成るリード端子材１２ａおよび１２ｂを導出する。これらリード端子材１２ａおよび１２ｂは、その寸法、形状が規定されたすなわち目的とする電池における規定のリード端子より充分大きく、かつ目的とするリード端子の導出位置を充分含み込む範囲に渡る面積に形成される。これらリード端子材１２ａおよび１２ｂは、金属薄板から打ち抜き等によって切り出されて形成される。
【００１４】
この構成による電池１１は、この電池１１を構成して後の適当な時点、ないしは工程で、図２に示すように、そのリード端子材１２ａおよび１２ｂを、それぞれ規定の導出位置、相互の間隔ｄ、寸法、形状、になるように補正裁断して規定のリード端子１３ａおよび１３ｂを作製する。
【００１５】
また、他の一実施形態としては、例えば図３に示すように、その一例の斜視図を示すように、上述したリード端子材１２ａおよび１２ｂを導出した電池本体１を外装体としてのカバーフィルム１４を施した構成とする。この場合、カバーフィルム１４から、リード端子材１２ａおよび１２ｂを導出し、これら端子材１２ａおよび１２ｂを、図４に示すように、それぞれ規定の導出位置、相互の位置関係、寸法、形状となるように裁断して規定のリード端子１３ａおよび１３ｂを作製する。
【００１６】
電池本体１の基本的構成は、図７で説明したように、正極集電体２に正極活物質層３が被着された正極４と、負極集電体５に負極活物質層６が被着された負極７とを有して成る。
そして、その正極４と負極７とが、それぞれ正極活物質層３と負極活物質層６が塗布された側の主面同士を、電解液を含有するゲル層８を介して重ね合わせられた構成とすることができる。
【００１７】
本発明による非水系ゲル２次電池の各部の構成材料は、従来の非水系ゲル２次電池における各部の構成材料を用いることができる。
【００１８】
次に、この本発明による非水系ゲル２次電池の製造方法の一実施形態の一例を例示する。
正極４および負極７は、それぞれの集電体２および５にその片面に、あるいは図示しないが、その両面に、活物質が塗布される。
【００１９】
正極４に関しては、例えばＡｌ箔による正極集電体２の片面もしくは両面に、正極活物質層１３を塗布し、乾燥することによって製造する。
正極活物質層１３は、一般式ＬｉＭx Ｏy （Ｍは金属、ｘ，ｙは、それぞれ金属Ｍおよび酸素Ｏの組成比）で表される金属酸リチウム化合物の正極活物質と、導電性を上げるためのアセチレンブラックのような導電剤とを、ポリフッ化ビニリデンのような結着剤とともに分散して正極活物質塗料を作製し、これを上述の正極集電体１２の片面もしくは両面に塗布し、乾燥する。
この塗布は、所望の密度を得るために、必要に応じてプレスを行うことができる。
【００２０】
負極１７は、例えば銅箔による集電体１５の片面もしくは両面に、負極活物質層１６を塗布し、乾燥する。
負極活物質層１６は、リチウムイオンを吸蔵する炭素材料として、結晶化の低い炭素粉末や結晶化の高い黒鉛粉末をポリフッ化ビニリデンのような結着剤とともに分散して負極活物質塗料を作製し、これを上述の負極集電体１７の片面もしくは両面に塗布し、乾燥する。
この場合においても所望の密度を得るために、必要に応じてプレスを行うことができる。
【００２１】
これら正極４および負極７における活物質層５およびは、リード端子の取着部以外に限定的に形成する。
【００２２】
一方、ゲル層８は、樹脂とその樹脂を膨潤させる溶媒と電解質から構成できる。
この場合の樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体やポリアクリロニトリルなどが、溶媒としてγ−ブチルラクトンやエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどを用いることができる。
また、電解質としては、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム等のリチウム塩等を用いることができる。
【００２３】
このゲル層８は、常温ではゼリー状で流動性に劣るため、一般には温度を掛けることで液状にして各電極すなわち正極および負極４および７の各活物質層３および６上に塗布される。
このようにして、それぞれゲル層８が形成された電極４および７を構成する各長尺状の電極原反を作製する。
【００２４】
その後、これら原反を、それぞれ所要の幅および長さに、裁断、すなわち切断や打ち抜きを行って図５にその要部の斜視図を示す正極４および負極７を形成する。
そして、これら正極４および負極７の、活物質層が形成されていない端部に、それぞれ例えばＡｌ箔およびＣｕ箔による例えば短冊状のリード端子材１２ａおよび１２ｂをその一端部を正極４および負極７の一側縁から突出させて溶接する。
そしてこれら正極４および負極７を、それぞれのゲル層８を有する側を直接重ね合わせるように貼り合わせるとか、あるいは図７で破線をもって示すように、両極活物質層の物理的接触を避けるために、セパレーター９を介在させて貼り合わせることもできる。
このセパレータ９としては、例えばポリエチレンやポリプロピレン製の微多孔膜などが例示できる。
【００２５】
このようにして、正極および負極を重ね合わせた積層長尺体を、図１に示すように、巻き込んで、それぞれリード端子材１２ａおよび１２ｂが導出された例えば扁平渦巻き状の巻回体による電池１１を構成する。
【００２６】
更に、このようにして構成した電池１１に対して、図３にその斜視図を示すように、カバーフィルム１４を被覆することができる。
このカバーフィルム１４は、例えば熱可塑性樹脂膜と耐熱性樹脂膜との間にアルミニウム膜が挟み込まれたラミネートフィルムより成り、このカバーフィルム１４を、その熱可塑性樹脂を内側にして２つ折りし、これら２つ折りされたカバーフィルム１４間に、リード端子材１２ａおよび１２ｂの遊端が、カバーフィルム１４外に導出されるようにして挟み込み、両電極のゲル層の密着性を上げるためにプレスを行い、カバーフィルムの折り曲げ縁以外の周辺を熱圧着によって封止する。
【００２７】
カバーフィルム１４には、例えばその２つ折りされる一半部に、予め電池本体１の外形状に対応する内形状を有する凹部が、いわゆる深絞り成型によって形成され、この凹部内に電池本体を収容した状態で、カバーフィルム１４を２つ折りしてこれら間に、電池本体１を挟み込み、上述したプレスを行ってこのカバーフィルム３３を電池本体１１に密着させる。そして、この状態で、カバーフィルム３３を、その折り曲げ部以外の電池本体１１の周辺に沿って例えば熱圧着による気密的に封止する封止部１４ａを形成して、電池本体１を封じ込む。
【００２８】
そして、カバーフィルム１４から、リード端子材１２ａおよび１２ｂを導出させた場合には、これらリード端子材１２ａおよび１２ｂを、裁断して、例えば図４に示すリード端子１３ａおよび１３ｂが形成された電池１１を構成する。
【００２９】
いま、図６にその概略平面図を示すように、それぞれ所定の幅ＡおよびＢを有するリード端子１３ａおよび１３ｂを有し、カバーフィルム１４の一端縁から各リード端子１３ａおよび１３ｂまでの各の距離をＣおよびＤとし、それぞれ、Ａ＝Ｂ＝５mm，Ｃ＝２５mm，Ｄ＝１５mmを目標値としたときの、上述した本発明方法によって得た電池と、従来方法におけるように、最初から目標値となるように作製したリード端子を設けた場合の、各目標値に関するばらつきを、表１に対比して示した。
【００３０】
【表１】
0004654472.tif 000002
【００３１】
この表１から、本発明によるときは、特にリード端子の導出位置が正確に設定することができることが分かる。
すなわち、このように、カバーフィルム１４を設ける場合、特に、リード端子の導出位置、相互の関係のばらつきが大きくなるが、本発明によれば、最終的にリード端子の裁断、すなわちその導出位置、相互の間隔、導出長等の寸法、形状の補正を行うのでこれらを正確に選定することができる。
【００３２】
そして、表１では、カバーフィルム１４を設けた状態について対比したが、例えば図２におけるように、カバーフィルム１４を被覆しない状態で、そのリード端子の位置設定、形状、寸法を正確に必要とするときにおいても同様の効果を奏することができる。
【００３３】
尚、上述した例は、本発明をポリマー電池に適用した場合であるが、そのほか金属薄膜によるリード端子の導出を行う電池に適用して同様の効果を奏することができる。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、本発明の製造方法による非水系２次電池は、電池本体、あるいは外装体（カバーフィルム）１４から導出される各リード端子の導出位置を含むように、かつ規定するこれらリード端子の寸法、形状より大きいリード端子材を設ける構成とするものであり、また、本発明による非水系２次電池の製造方法においては、このような構成によるリード端子材を、最終的には、目的とするリード端子に裁断する方法を採ることから、最終的にリード端子の導出位置、間隔、導出長等の寸法、形状等が正確に許容の誤差範囲に選定されたリード端子を得ることができる。
【００３５】
したがって、本発明の製造方法による非水系２次電池およびその製造方法によれば、歩留り良く目的とする電池を製造することができ、そのリード端子の導出を正確に行うことができることから、歩留りの向上、更には各種機器に組み込むときにおいても、機器の組み立てを確実に、また組み立ての機械化を容易にすることができるなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による非水系２次電池の一例の概略外観図である。
【図２】本発明による非水系２次電池に対するリード端子の補正裁断を行った状態の一例の概略外観図である。
【図３】本発明による非水系２次電池の他の例の概略外観図である。
【図４】本発明による非水系２次電池に対するリード端子の補正裁断を行った状態の他の例の概略外観図である。
【図５】本発明による非水系２次電池の製造方法に用いる電極形成装置の一例の構成図である。
【図６】本発明による非水系２次電池の電極精度の説明に供する平面図である。
【図７】本発明による非水系２次電池の電池本体の一例の要部の概略斜視図である。
【符号の説明】
１・・・電池本体、２・・・正極集電体、３・・・正極活物質層、４，・・・正極、５・・・負極集電体、６・・・負極活物質層、７・・・負極、１２ａ，１２ｂ・・・リード端子材、１３ａ，１３ｂ・・・リード端子、１４・・・カバーフィルム（外装体）
【図１】
0004654472.tif 000003
【図２】
0004654472.tif 000004
【図３】
0004654472.tif 000005
【図４】
0004654472.tif 000006
【図５】
0004654472.tif 000007
【図６】
0004654472.tif 000008
【図７】
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