(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶着により封じられている熱溶着部を備える容器と、
熱溶着された前記熱溶着部によって前記容器に挟まれるリードと、
前記熱溶着部と前記容器の熱溶着部領域に対応するリードとの間に形成されている、熱溶着シール材からなる層と、
前記熱溶着シール材と前記熱溶着部との間に形成されている、前記熱溶着部と同一の材料からなる被覆膜と、を備え、
前記熱溶着シール材に、前記熱溶着部よりもリードに対する接着性がよい材料が用いられている
リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記熱溶着シール材は、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記熱溶着シール材の融点は、前記熱溶着部の材料の融点よりも低い請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記熱溶着シール材は、変性ポリオレフィン系樹脂である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記熱溶着部及び前記被覆膜の材料は、ポリエチレン系樹脂である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記熱溶着部及び前記被覆膜の材料は、ポリプロピレン系樹脂である請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
容器の熱溶着部にリードを挟んだ後、熱溶着により熱溶着部を封じるリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法において、
前記リードの前記熱溶着部領域に対応する部分を、前記熱溶着部よりもリードに対する接着性がよい材料からなる熱溶着シール材で被覆する工程と、
前記熱溶着シール材を前記熱溶着部と同一の材料からなる被覆膜で被覆する工程と、
前記熱溶着シール材と前記被覆膜が形成されたリードを前記容器の前記熱溶着部に挟む工程と、
熱溶着により前記熱溶着部を封じる工程と、を有する
リチウムイオン二次電池の容器の封じ方法。
【請求項８】
熱溶着により前記熱溶着部を封じる工程の前に、前記熱溶着シール材を予熱する工程を有する請求項７記載のリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン二次電池、およびリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器のコードレス化、ポータブル化が望まれ、小型・軽量・薄型の携帯用電子機器が次々と開発されている。そのエネルギー源である電池の電子機器全体に占める割合が大きくなり、また、機器の多機能化によって電力使用料が増え、これらが電池の高容量化による二次電池の容積増大をまねく結果となっていた。よって、小型高エネルギー密度を持つ二次電池の要求が高まっている。
【０００３】
従来から用いられてきた二次電池としては、鉛畜電池、ニッケルカドミウム電池があり、また、新たな二次電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池が実用段階に入っている。これらの二次電池は、電解質として液体を使用しているため漏洩の問題があった。これらを解決する有力な手段が電解質の固体化、固体電解質電池である。この代表的なものが高分子に可塑剤に混合して作成したポリマー電解質を使用したポリマーリチウムイオン二次電池である。これにより漏洩の心配がなくなり、超小型・軽量・薄型化で高いエネルギー密度の二次電池が可能となったのである。
【０００４】
一般的なポリマーリチウムイオン二次電池の基本構成は、正極、負極、ポリマー電解質の３っつの要素で構成されている。ポリマー電解質には、種々のものが開発されているが、代表的には、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリフッ化酸ビニリデン（ＰＶｄＦ）などが主な電解質として知られている。
【０００５】
次に、ポリマーリチウムイオン二次電池の構成について説明する。
図４は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系ゲル電解質を使用したときのポリマーリチウムイオン電池の構造を示したものである。アルミニウム薄板からなる正極集電体９の上にはＬｉＣｏＯ2 と黒鉛からなる活物質を積層し、銅薄板からなる負極集電体１４の上にはＭＣＭＢとカーボン・天然黒鉛からなる活物質を積層し、これらが電極を形成する。その中間にセパレータと呼ばれる隔離材（ポリプロピレンなど）を配置し、その隙間にポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系ゲル電解質が充填されサンドウィッチ構造になる。
【０００６】
これらの容器として、アルミニウム膜とプラスチックフィルムで構成されるラミネート材で梱包・パッケージングされる。この際、サンドウィッチ構造になった一つの素電池（ユニットセル）を、図５のように積み重ね型（Ａ）、巻き取り型（Ｂ）、折りたたみ型（Ｃ）など積層構造及びその組み合わせを選択することで、電池の薄型化とともに大容量化が計られることになる。
【０００７】
次に、ポリマーリチウムイオン二次電池の組立工程を図６〜８を用いて説明する。
まず、図６に示す混合工程において、活性物・導電材・バインダー・揮発性溶媒等で構成される材料を調合・混合して、正極材料または負極材料を作製する。次に、コーティング工程において、この正極材料または負極材料を正極・負極集電体にそれぞれロール塗布し焼き付け乾燥させる。なお、塗布方法は、例としてロールコーターをあげたが、これに限らず均一形成可能な方法であればどれでもよい。次に、プレス工程においては、この正極材料または負極材料を正極・負極集電体に焼き付け乾燥させたものを、相間プレス処理によって電極材を等方向に押しつぶし、電極密度を向上させる。次に、スリッタ工程においては、この相間プレス処理によって電極材を等方向に押しつぶしたものを、一定幅のリボン状に裁断する。
【０００８】
次に、図７の真空乾燥工程においては、この一定幅のリボン状に裁断したものを、真空中で乾燥させる。次に、リード溶接工程においては、この真空中で乾燥させたものに、正極材料または負極材料を塗布していない金属の表面にリードを溶接する。次に、電解液真空含浸工程においては、真空吸引を利用して電解液を正極材料または負極材料に含浸させる。次に、電解ゲル塗布および巻き取り工程においては、セパレータにゲル電解質を両面に均一塗布し、このセパレータ、正極を形成した正極集電体、および負極を形成した負極集電体を正極集電体／セパレータ／負極集電体の順で巻き取り、ユニットセルを作成する。この時、ユニットセルの巻き取り方法や積み重ね方法、折りたたみ方法等を選択することによって、必要とされる任意の寸法と電池の容量にあわせた幅や積層分の厚みのユニットセルが完成する。
次に、図８の袋詰め工程においては、セパレータ、正極集電体、および負極集電体を正極集電体／セパレータ／負極集電体の順で巻き取ったものを、ポリマーリチウムイオン二次電池の薄型容器となるラミネートフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート／アルミニウム膜／無延伸ポリプロピレンの３層構造）内に袋詰めにする。次に、プレス工程においては、ユニットセルを容器に袋詰めしたものを、プレス処理する。次に、真空封じ工程においては、このプレス処理したユニットセル入りの容器を、減圧雰囲気でリードのみを容器から露出させて容器の１辺を封じる。ここで、ラミネートフィルムの封じ方法は、熱溶着法（熱板接着法、インパルス接着法、超音波接着法、高周波接着法、ホットエア接着法）が簡便であるが、密閉性や耐透湿性がよければ、粘着式や接着剤塗布法（ホットメルト法、コールドグルー法）でも可能である。次に、充放電工程においては、ユニットセル入りの容器を封じたものに充放電を繰り返し、所定の電池特性が得られるか否かを検査する。以上の工程を経た後に、ポリマーリチウムイオン二次電池が完成する。
【０００９】
ここで、ポリマーリチウムイオン二次電池に用いられる各種材料は、大気中の水分に対して非常に敏感であり、容器を封じた後のラミネートフィルムのバリア性・耐透湿性が電池のライフを左右する要因になることが知られている。
【００１０】
これらは、表１に示すように、上下のラミネートフィルムの熱溶着部に使われる熱溶着法の信頼性や、ラミネートフィルムの素材、またリードの形状、それらとラミネートフィルムとの接着性・密着性・密封度の問題等が起因することになる。
【００１１】
【表１】
0004491843.tif 000002
【００１２】
一方、上述したポリマーリチウムイオン二次電池の製造工程のうち、真空封じ工程、すなわち減圧下においてユニットセルをラミネートフィルムからなる容器に封じる工程においては、低コスト・品質・作業性の観点から熱溶着法での封じ作業が多く用いられている。この時、ラミネートフィルムの上下２枚の最内側層で熱溶着部となるプラスチックフィルム材は、ゲル電解質や含有溶媒との相性があるため、限られたプラスチック材に限定される。例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系ゲル電解質の場合は、塩基が含有しないポリオレフィン系（ポリエチレンやポリプロピレンなど）の材料に限られる。
【００１３】
また、真空封じ工程においては、熱溶着条件の不安定さとラミネートフィルム素材によって、以下の問題が生じる場合がある。
すなわち、熱溶着における温度、圧力、および時間の条件が最適な場合は、図９Ａに示すように、シーラント層１９同士の熱溶着部２における熱溶着が適正になされる。しかし、熱溶着における温度、圧力、および時間の条件が変動して過剰になった場合は、図９Ｂに示すように、ラミネートフィルム内のシーラント層１９が破壊・貫通して、耐透湿性を高めるためにフィルムの中間層にあるアルミニウム膜１８（導電体）が露出するなどして溶着される。また、ラミネートフィルムを構成するアルミニウム膜１８がラミネートフィルムのカット端面より露出した場合は、このラミネートフィルムのカット面から露出するアルミニウム膜１８が正極リード２３および負極リード２４と接触する場合がある。このことが主な原因により、ラミネートフィルム内のアルミニウム膜１８を通じて、正極リード２３と負極リード２４がショートしてしまうことがある。
従来、この対策として、図１０に示すような、電極を封じる部分のみに折りたたみ部７を設けて、ラミネートフィルムのカット面から露出するアルミニウム膜１８とリード３が接触するのを防止する方法が採用されている。この場合、ラミネートフィルムのカット面は、折り返されてテープでとめられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のポリマーリチウムイオン二次電池には、以下に述べるような問題点がある。
【００１５】
すなわち、上述したように、ラミネートフィルムの上下２枚の最内側層で熱溶着部となるプラスチックフィルム材は、ゲル電解質や含有溶媒との相性があるため、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系ゲル電解質の場合は、塩基を含有しないポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系の材料に限られる。
【００１６】
しかし、これらの材料は、リード（正極集電体としてのアルミニウム、ニッケル、若しくはＳＵＳなど、または負極集電体としての銅など）との密着性・接着性が悪く、容器の耐透湿性、密封性、バリア性、安全性等や、容器の熱溶着部の機械的な剥離強度が劣る欠点がある。
【００１７】
また、上述したように、熱溶着における温度、圧力、および時間の条件が変動して過剰になった場合、このことが主な原因により、ラミネートフィルム内のアルミニウム膜を通じて、正極リードと負極リードがショートしてしまうことがある。この対策として、電極を封じる部分のみに折りたたみ部を設ける方法が採用されている。
しかし、この方法により、ラミネートフィルムの端面から露出するアルミニウム膜を介した正負極間ショートを防ぐことができるとしても、ポリマーリチウムイオン二次電池の生産性・歩留り・品質信頼性を低下させ、しいては製造コストの上昇を招くといった欠点があった。
【００１８】
また、容器の熱溶着工程においては、加熱装置からの熱伝導が、ラミネートフィルム上層およびラミネートフィルム下層のそれぞれの外装層、アルミニウム膜、およびシーラント層、並びにリードに十分に行われることが必要であるが、この加熱による熱溶着に長時間を必要とする場合があり、これが原因で生産性が低下するという欠点があった。
【００１９】
また、容器の熱溶着部の幅は、種々の条件から大きくすることが困難であり、そのためリードとの接着面積を大きくすることに限界があり、電池容器の密閉性をより向上させることができないという欠点があった。
【００２０】
また、上述のリード溶接工程においては、短冊状のリードを１枚１枚生産ラインに供給する必要があり、自動化を考慮した生産設備への円滑な自動供給が困難であるという欠点があった。
【００２１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、容器の耐透湿性、密封性、バリア性、安全性等が向上するとともに、容器の熱溶着部の機械的な剥離強度が著しく向上するリチウムイオン二次電池に用いるリード、リチウムイオン二次電池、およびリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明はラミネートフィルムの端面から露出するアルミニウム膜を介した正負極間ショートを防ぐことができるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
さらに、本発明はラミネートフィルムのシーラント層とリードの一体熱溶着にかかる時間を大幅に削減することができるリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は容器の熱溶着部とリードとの接着面積を大きくすることができるリチウムイオン二次電池に用いるリード、およびリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
さらに、本発明はリードの自動化を考慮した生産設備への円滑な自動供給が可能であるリード用リボンを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のリチウムイオン二次電池は、熱溶着により封じられている熱溶着部を備える容器と、熱溶着された熱溶着部によって容器に挟まれるリードとを備えて構成されている。そして、熱溶着部と容器の熱溶着部領域に対応するリードとの間には熱溶着シール材からなる層が形成され、熱溶着シール材と熱溶着部との間には熱溶着部と同一の材料からなる被覆膜が形成されている。さらに、熱溶着シール材に、熱溶着部よりもリードに対する接着性がよい材料が用いられている。
【００２３】
本発明のリチウムイオン二次電池によれば、リードが熱溶着シール材で被覆され、かつ、この熱溶着シール材の方が上記熱溶着部の材料よりもリードに対する接着性がよいことから、熱溶着シール材とラミネートフィルム上層のシーラント層との間、および、熱溶着シール材とラミネートフイルム下層のシーラント層との間が強力に熱溶着されるとともに、とりわけ熱溶着シール材とリードが非常に強力に接着される。
【００２４】
また、本発明のリチウムイオン二次電池は、熱溶着シール材からなる層の、リードの長手方向の外部側の端部が、容器の端面よりはみ出ているものである。
【００２５】
本発明のリチウムイオン二次電池によれば、熱溶着シール材の外部側の端部が、容器の端面よりはみ出ているので、リードとラミネートフィルムの端面から露出するアルミニウム膜の間の電気的な絶縁性が保たれる。
【００２６】
また、本発明のリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法は、リードの熱溶着部領域に対応する部分を、熱溶着部よりもリードに対する接着性がよい材料からなる熱溶着シール材で被覆する工程とを有する、熱溶着シール材を熱溶着部と同一の材料からなる被覆膜で被覆する工程と、熱溶着シール材と被覆膜が形成されたリードを容器の熱溶着部に挟む工程と、
熱溶着により熱溶着部を封じる工程と、を有する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。まず、熱溶着シール材で被覆されたリードについて説明し、その効果について言及する。図１は、ポリマーリチウムイオン二次電池に、本発明のリチウムイオン二次電池に係るリードを実際に適用したときの例を概念的に表現したものである。すなわち、図１は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）からなるゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池について、リードを適用したものである。
【００３５】
図１においてリード３は、短冊状の薄板の形状を有し、その厚さは例えば０．１ｍｍ程度である。このリード３は、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器５を熱溶着により封じる際に、この容器５の熱溶着部２に挟まれて容器５の外部にその一部を露出しているものである。
また、リード３は、１つの電池について２枚ずつ設置してあり、その一方は例えばアルミニウム薄板からなる正極であり、他方は例えば銅薄板からなる負極である。
【００３６】
さらに、リード３は、図１からわかるように、その長手方向の途中の部分において、一定長さの熱溶着シール材１が被覆されている。
この熱溶着シール材１は、リード３の長手方向に対して直角の方向において、リード３の周囲、すなわち、リード３の上面、下面、さらにこの上面と下面の間に存在する２つの側面を一定の厚さでくるみ込む状態で、または、上面と下面を同じ厚さとするとともに、上面と下面の間に存在する２つの側面については、上面と下面における厚さよりも厚くした厚さでくるみ込む状態で、熱溶着シール材１により被覆されている。
ここで、リード３の上面および下面における熱溶着シール材１の厚さは、検討結果から５０〜２００μｍの範囲で適用可能である。
【００３７】
また、熱溶着シール材１を形成する材料は、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂などからなるものである。この熱溶着シール材１を形成する材料の特徴は、金属に対する接着力が大きいことである。すなわち、これらの材料は、ラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９、並びにラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９の材料（後に詳述する）よりもリード金属に対する接着性がよいことになる。
【００３８】
また、これらの熱溶着シール材１を形成する材料、すなわちエチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂の特徴は、これらのものの融点が、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６を形成する樹脂膜、すなわち外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点よりも低いことである。すなわち、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂の融点は、９０〜１２０℃の範囲にあり、外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点（後に詳述する）よりも低い。
【００３９】
なお、上述したように熱溶着シール材１の材料として、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂などを挙げたが、これらの材料に限るわけではなく、この熱溶着シール材を形成する材料が、ラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９の材料、並びにラミネートフィルム下層１６のシーラント層１９の材料よりもリード金属に対する接着性がよく、かつ、熱溶着シール材の融点が、外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点よりも低ければ、他の材料でも良いことはもちろんである。
【００４０】
次に、リード３の上に熱溶着シール材１を形成する方法について説明する。
すなわち、リード３の上に、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂などを５０〜２００μｍの範囲の厚さで、ホットメルト法または押し出しラミネート法で溶着させるものである。
【００４１】
このホットメルト法は、加熱したときに粘性の低い樹脂を対象とすることができる。ホットメルト法では、まず樹脂のペットを粉砕し、この粉砕した樹脂を１８０℃に加熱して溶融させる。次に、この溶融した樹脂に圧力をかけて、ノズルから一定の厚さおよび一定の幅で押し出す。次に、この押し出された溶融状態の樹脂をリード３の上に１０ｍｍ程度の幅で溶着させるとともにリードの周囲に巻き付けて被膜を形成する。
一方、押し出しラミネート法は、加熱したときに粘性の高い樹脂を対象とするものであり、リード３に熱溶着シール材を形成する方法は、ホットメルト法と同様である。
【００４２】
なお、リード３の上に熱溶着シール材１の層を形成する方法としては、上述したホットメルト法または押し出しラミネート法に限るわけではない。例えば熱溶着シール材を形成すべき材料からなる常温の薄いフィルムを、リード３に巻き付けて、その後にこの巻き付けたフィルムを加熱することにより、熱溶着シール材の層をリードの上に形成させる方法などの他の方法を採用することができることはもちろんである。
【００４３】
次に、図１に示すような、リード３の上側と下側にそれぞれ設置してあるラミネートフィルムについて説明する。
ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６は、それぞれ外側から内側に向かって、外装層１７、アルミニウム膜１８、およびシーラント層１９の３層からなるサンドイッチ構造をなしている。
【００４４】
ここで、上述したように、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９となる材料は、ゲル電解質や含有溶媒との相性があるため、限られたプラスチック材に限定される。すなわち、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）からなるゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池においては、塩基を含有しないポリオレフィン系の材料、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどに限られる。
【００４５】
したがって、ラミネートフィルムの構成としては、たとえば下記に示される材料を使用することができる。ここで、使用するプラスチック材料として、次の略称を使う。すなわち、ポリエチレンテレフタレート：ＰＥＴ、溶融ポリプロピレン：ＰＰ、無延伸ポリプロピレン：ＣＰＰ、ポリエチレン：ＰＥ、低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ、高密度ポリエチレン：ＨＤＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ、ナイロン：Ｎｙである。また、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料のアルミニウムにＡＬの略称を用いる。
【００４６】
最も一般的な構成は、外装層／金属膜／シーラント層＝ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥである。また、この組み合わせばかりでなく、以下に示すような他の一般的なラミネートフィルムの構成を採用することができる。すなわち、外装層／金属膜／シーラント層＝ＰＥＴ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＰＥ、Ｎｙ／ＰＥ／ＡＬ／ＬＬＤＰＥ、ＰＥＴ／ＰＥ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＬＤＰＥ、またはＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＬＤＰＥ／ＣＰＰとすることができる。
【００４７】
ラミネートフィルムのシーラント層の材料としては、上述の例に挙げたように、ＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＰＰ、ＣＰＰなどを用いることができ、その厚さは検討結果から、２０〜１００μｍの範囲にする。
また、シーラント層として用いる材料の融点は、概略次の通りである。すなわち、ＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、およびＬＬＤＰＥの融点は、１２０〜１５０℃の範囲にあり、またＰＰおよびＣＰＰの融点は１８０℃程度である。
また、外装層として用いる材料の融点、すなわＰＥＴの融点は２３０℃以上である。
【００４８】
なお、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料としては、上述のようにアルミニウム（ＡＬ）を挙げたが、これに限るわけではなく、その他の材料、例えばスパッタリングにより薄膜を作るもの、すなわち、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などを用いることができることはもちろんである。
【００４９】
次に、熱溶着シール材１を被覆したリード３を用いた、ポリマーリチウムイオン二次電池の製造方法、並びにリチウムイオン二次電池の容器の封じ方法について説明する。
【００５０】
ここでは、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器の材料となるラミネートフィルムのシーラント層１９と接するリード３上に、あらかじめリード金属との接着性がよい熱溶着シール材を被膜処理し、これを用いてポリマーリチウムイオン二次電池を製造する。
【００５１】
図１からわかるように、熱溶着部２は、ポリマーリチウムイオン電池の容器５のラミネートフィルム下層１６の外周を一定の幅で、図面上に点を打った領域として表示されている。さらにまた、熱溶着部２は、リード３に被覆した熱溶着シール材１のうち容器５の熱溶着部に相当するところに、容器５の熱溶着部と同様な幅で、図面上に点を打った領域として表示されている。
なお、図１には表現していないが、ラミネートフイルム上層１５にも、ラミネートフィルム下層１６と同様に、その外周に一定の幅の熱溶着部を設けてある。
【００５２】
一方、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器５のうち、リード３を挟んでいない３つの辺に存在する熱溶着部２は、図９において説明したように、あらかじめ熱溶着されており、その結果、容器５は袋状になっている。
【００５３】
他方、まだ封じていない残る１つの辺においては、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２の間に、リード３の上に形成されている熱溶着シール材１を、挟み込んでいる。
【００５４】
この状態で、まだ封じていない残る１つの辺を封じるためには、ラミネートフィルム上層１５とラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２に相当する範囲について、ラミネートフィルム上層１５とラミネート下層１６のそれぞれの外装層１７の外側から所定の温度で、所定の圧力を所定の時間かける。
【００５５】
ここで、加熱温度は、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６の外装層１７が溶融しない温度で、かつ、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のシーラント層１９、並びにリード３の熱溶着シール材１が溶融する温度とする。ただし、加熱温度が高くなりすぎると、シーラント層１９が流動をおこし、ラミネートフィルム上層１５のアルミニウム膜１８とラミネートフィルム下層１６のアルミニウム膜１８が互いに接触するようになるのでこれを防止することができる温度にする必要がある。
【００５６】
上述したように、外装層１７として用いる材料の融点、すなわＰＥＴの融点は２３０℃以上である。また、シーラント層として用いる材料の融点、すなわち、ＰＥ，ＬＤＰＥ，ＨＤＰＥ，およびＬＬＤＰＥの融点は１２０〜１５０℃の範囲にあり、ＰＰおよびＣＰＰの融点は１８０℃程度である。また、熱溶着シール材を形成する材料の融点、すなわち、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂の融点は、９０〜１２０℃の範囲にあり、外装層１７の材料の融点およびシーラント層１９の材料の融点よりも低い。
【００５７】
また、加える圧力は、加熱により、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９、並びにリード３の熱溶着シール材１が溶融した後に、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９の熱溶着部２同士の間、並びにリード３の熱溶着シール材１とシーラント層１９の間に、隙間が生じるのを防止するのに十分であり、かつ、ラミネートフィルム上層１５とリード３の熱溶着シール材１に生じる段差、並びにラミネートフィルム下層１６とリード３の熱溶着シール材１に生じる段差に、隙間が生じるのを防止するのに十分であるように、すなわち溶融したシーラント層１９および溶融した熱溶着シール材１によりその隙間が埋まるのに十分なものとする必要がある。
ただし、圧力をかけすぎると、シーラント層１９に流動を生じ、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのアルミニウム膜１８同士が接触するので、これを防止できる圧力とする必要がある。
【００５８】
また、加熱加圧のための時間は、加熱装置からの熱伝導が、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの外装層１７、アルミニウム膜１８、およびシーラント層１６、並びにリード３の熱溶着シール材１に十分に行われる範囲にする。
【００５９】
このように、リード３の熱溶着シール材１を、容器５の熱溶着部２に挟んだ後、熱溶着により熱溶着部を封じることにより、ポリマーリチウム二次電池を完成させることができる。すなわち、本発明においては、その容器の熱溶着部にリードを挟んだ後に、この熱溶着部を熱溶着により封じることにより、ポリマーリチウムイオン二次電池を製造することができる。
【００６０】
次に、リード３の熱溶着シール材１を、容器５の熱溶着部２に挟んだ後、熱溶着により熱溶着部を封じた場合における、熱溶着のメカニズムについて、発明者の知見を説明する。
ラミネートフィルム上層１５とラミネートフィルム下層１６の熱溶着部２に相当する範囲を上述のように加熱加圧をすると、まず、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフイルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９とリード３の熱溶着シール材１が溶融する。
次に、ラミネートフイルム上層１５の溶融したシーラント層１９と、ラミネートフィルム下層１６の溶融したシーラント層１９が、それぞれの接触している部分で互いに混合する。
また、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの溶融したシーラント層１９とリード３の溶融した熱溶着シール材１が接触している部分で互いに混合する。
【００６１】
また、リード３の溶融した熱溶着シール材１は、溶融状態でリード３の金属にぬれた状態となる。一方、熱溶着シール材１について上述したケースのように、熱溶着シール材１の材料から成る常温の薄いフィルムをリード３に巻き付けた状態のものは、この加熱加圧により巻き付いたフィルム状の熱溶着シール材が溶融し、その結果溶融した熱溶着シール材がリード３の金属とぬれた状態で接触することになる。
【００６２】
次に、この加熱を停止するとラミネートフイルム上層１５およびラミネートフイルム下層１６、並びにリード３の熱溶着シール材１が冷却されることにより、それぞれの材料がそれぞれの融点よりも低くなる。その結果、ラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９およびラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９が強固に溶着される。また、ラミネートフイルム上層１５のシーラント層１９とリード３の熱溶着シール材１が強固に熱溶着されるとともに、ラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９とリード３の熱溶着シール材１が強固に溶着される。また、リード３の熱溶着シール材１はその融点よりも低く冷却されることにより、金属と強固に接着することになる。
【００６３】
このように、リード３とラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９との間、および、リード３とラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９との間には熱溶着シール材１からなる層が形成されることになる。
ここで特徴的なことは、この熱溶着シール材１の方が、シーラント層の材料よりも、リード３に対する接着性がよいということである。
【００６４】
なおここで、熱溶着シール材１が若干の吸水性を有する場合おいても、ここで用いた材料においては、実用上問題はない。ただし、この吸水性を十分に防止するために、リードを挟んだシーラント層の熱溶着部の幅を広くとり、または、リード３の熱溶着シール材のリードの長手方向の長さを短くして、熱溶着をしたときにリード３の熱溶着シール材１がラミネートフィルムの熱溶着部の中にすっぽり入ってしまうようにすることにより、熱溶着シール材をラミネートフイルムの熱溶着部の中に密閉することができる。
【００６５】
以上のことから、本発明によれば、リード３とラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９との間、および、リード３とラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９との間に、熱溶着シール材１からなる層が形成され、この結果、熱溶着シール材１とラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９との間、および、熱溶着シール材１とラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９との間が強力に熱溶着されるとともに、とりわけ熱溶着シール材１とリード３が非常に強力に接着されることにより、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器の耐透湿性、密封性、バリア性、安全性等が向上するとともに、ラミネートフィルムの熱溶着部の機械的な剥離強度が著しく向上する。
【００６６】
また、本発明によれば、あらかじめ熱融着シール材１を被覆したリード３を用いるため、リード３の材料の種類または形状等に限定されず、ラミネートフィルムのシーラント層１９とリード３間の熱溶着を簡便に行うことができる。
また、リード３の熱融着シール材には、ラミネートフィルムの材料よりも、低い融点をもつ材料を使用するので接着性が高く、品質信頼性が高い。
【００６７】
また、本発明によれば、必要最小限のパッケージ材としての構成とすることができるので、ポリマーリチウムイオン二次電池として超小型・軽量・薄型化が実現できる。
【００６８】
次に、熱溶着シール材１の外部側の端部が、容器の端面よりはみ出ている場合について説明し、その効果について言及する。
図１に示すように、熱溶着シール材１からなる層の、リード３の長手方向の外部側の端部１ａは、容器の端面よりはみ出ている。すなわち、リード３に被覆した熱溶着シール材１の、リード３の長手方向の端部、つまり電池内部側の端部と電池容器よりも外側の端部のうち、電池容器よりも外側の端部１ａは、容器の端面、つまり容器の外側のうちリード３を挟み込んだ側の辺から成る端面よりも外側にはみ出るように設置してある。
【００６９】
このように熱溶着シール材１の外側の端部１ａを容器の端面よりも外側にして、ラミネートフィルムの熱溶着部２の幅よりリードの熱溶着シール材１がはみ出るように熱溶着することで、電気的な絶縁性が保たれる。これにより、ラミネートフィルムの端面から露出するアルミニウム膜１８を介した正負極間ショートを防ぐことができる。すなわち、ラミネートフィルムのカット断面から露出するアルミニウム膜を通じた、リード間のショートを防止することができる。
【００７０】
つぎに、熱溶着により熱溶着部を封じる前に、熱溶着シール材を予熱する場合について説明し、その効果について言及する。
熱溶着により熱溶着部を封じる工程の前に、熱溶着シール材を予熱する工程を有するようにすること、すなわち、リード３の熱溶着シール材１を容器５の熱溶着部に挟み込む前に、リード３の熱溶着シール材１を予熱するというものである。
ここで、予熱の温度は、熱溶着シール材の融点付近または融点以上とする。また、予熱の方法は、熱溶着シール材に熱風を当てるホットエアー法などの通常の加熱手段を用いることができる。
【００７１】
このように、供給されるリード３の熱溶着シール材をホットエアー法などによってあらかじめ加熱しておくことで、ラミネートフィルムのシーラント層１９とリード３の熱溶着シール材の一体熱溶着にかかる時間を大幅に削減することができる。その結果、ポリマーリチウムイオン二次電池の生産効率を大きく向上させることができる。
【００７２】
次に、リード３をメッシュ構造にした場合について説明し、その効果について言及する。
上述したように、図１においては、リード３は金属の薄板状のものであると説明したが、このような薄板形状に限るわけではなく、リード３をメッシュ構造とすることができる。またさらに、メッシュ構造といってもその形態は種々のものをとることができる。例えば、メッシュ構造中の凹部が薄板の一方の面から他方の面まで貫通しているもの、また、凹部があるのみで一方の面から他方の面まで貫通していないものなどがある。
【００７３】
このようなメッシュ構造のリードに熱溶着シール材を、例えばホットメルト法などにより、溶融付着させておくことにより、リード金属と熱溶着シール材の接着面積を大きくすることができ、電池容器の密閉性をより向上させることができる。
またさらに、メッシュ構造の凹部が薄板の一方の面から他方の面にまで貫通しているものについては、この貫通した穴を通じて一方の面の熱溶着シール材が他方の面の熱溶着シール材に熱溶着し一体化するので、リードに対する熱溶着シール材１の剥離に対する機械的強度をより大きくすることができる。
【００７４】
次に、リードの熱溶着シール材が、ラミネートフィルムのシーラント層と同一の材料で被覆された場合について説明し、その効果について言及する。
上述した例では、リード３は金属と接着性に優れた材料から成る熱溶着シール材を単に付けていたが、この構造ばかりでなく他の構造をとることができる。
【００７５】
例えば、図２に示すように、熱溶着シール材１が、ラミネートフィルムのシーラント層１９と同一の材料で被覆されるものとすることができる。すなわち、この熱溶着シール材１がシーラント層１９と同一の材料で被覆されたリードを、ラミネートフィルムのシーラント層１９の間に熱溶着した後は、熱溶着シール材１とシーラント層１９との間には、シーラント層１９と同一の材料からなる層が形成されている構造とすることもできる。
【００７６】
図２に示すように、リード３を被覆している層は２層構造を呈している。
ここで、リード３の表面には熱溶着シール材１の層が形成されている。すなわち、リード上にエチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂などの金属と接着性の良い材料を検討結果から１０〜１００μｍの厚さで形成する。
【００７７】
さらに、この熱溶着シール材１の外側には、被覆膜６が形成されている。すなわち、この被覆膜６は、ラミネートフィルムのシーラント層１９と同じ材料であり、検討結果から２０〜１００μｍの厚さで形成する。
【００７８】
このような熱溶着シール材および被覆膜は、押し出しラミネート法またはホットメルト法など通常の手段により形成することができる。
【００７９】
リードに直接付けた熱溶着シール材は、上述したように、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、またはカルボキシル化系樹脂などからなるものであり、これらは吸水性が若干ある。上述したようにこのように吸水性があっても実用上には影響を及ぼすものではないが、吸水性の阻止をより確実にするためにはシーラント層１９の熱溶着部２の幅をリードの熱溶着シール材のリードの長手方向の長さよりも大きくすることにより解決することができることを上述の例において説明した。
【００８０】
ここでは、熱溶着シール材を容器のラミネートフィルムのシーラント層１９と同じ材料のもので被覆することにより、熱溶着シール材のリードに対する強力な接着性を維持しつつ、熱溶着シール材が耐水性に優れた材料により被覆されるので熱溶着シール材の吸水性があるという欠点をカバーできるばかりでなく、この被覆膜と容器のラミネートフィルムのシーラント層とが同じ材料であるので、熱溶着工程において被覆膜とシーラント層をより容易・確実に熱溶着させることができ、剥離に対する機械的強度を著しく向上させることができる。
【００８１】
次に、熱溶着シール材を付けたリードについて、そのリードを製造ラインに供給するときの形態をその長手方向の一定間隔ごとに、熱溶着シール材で被覆されるリボンとした場合について説明し、その効果について言及する。
【００８２】
熱溶着シール材を付けたリードは、図１で説明したように、短冊状の金属の薄板に、その途中に熱溶着シール材を付けた形状となっている。ここで、リードは、最終的にはこの形状とする必要はあるが、その前の段階、つまりリードを製造ラインに供給するときの形態は、上述した形状に限るわけではない。
【００８３】
例えば、図３に示すうにように、全体をリボン状とし、その長手方向の一定間隔ごとに熱溶着シール材を被覆させるものとすることもできる。すなわち、このようなリボン形状とし、このリボンを製造ラインに供給するときに、熱溶着シール材を挟む所定の間隔にカットしながらリード３を作製することができる。
【００８４】
このように、この熱溶着シール材を付けたリボンは、任意の間隔で数珠つなぎに加工され巻き取られた形態になっているため、リール４での供給、すなわち自動化を考慮した生産設備への円滑な自動供給が可能で、生産設備に円滑な適用をすることができる。
【００８５】
なお、本発明は、上述したように、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）からなるゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池について説明したが、これに限るわけではなく、その他の材料から成るゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池、並びに、固体電解質リチウムイオン二次電池についても適用することができることはもちろんである。
【００８６】
また、本発明は上述の実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００８７】
次に、熱溶着シール材に係る他の発明の実施の形態について説明する。まず、熱溶着シール材で被覆されたリードについて説明し、その効果について言及する。図１は、上述した発明の実施の形態と同様に、ポリマーリチウムイオン二次電池に、本発明のリチウムイオン二次電池に係るリードを実際に適用したときの例を概念的に表現したものである。すなわち、図１は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）からなるゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池について、リードを適用したものである。
【００８８】
図１からわかるように、リード３は、その長手方向の途中の部分において、一定長さの熱溶着シール材１が被覆されている。
ここで、リード３の上面および下面における熱溶着シール材１の厚さは、検討結果から５０〜２００μｍの範囲で適用可能である。
【００８９】
また、熱溶着シール材１を形成する材料は、変性ポリオレフィン系樹脂からなるものである。この熱溶着シール材１を形成する材料の特徴は、金属に対する接着力が大きいことである。すなわち、この材料は、ラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９、並びにラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９の材料（後に詳述する）よりもリード金属に対する接着性がよいことになる。
【００９０】
また、この熱溶着シール材１を形成する材料、すなわち変性ポリオレフィン系樹脂の特徴は、その融点が、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６を形成する樹脂膜、すなわち外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点よりも低いことである。すなわち、変性ポリオレフィン系樹脂の融点は、８０〜１４０℃の範囲にあり、外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点（後に詳述する）よりも低い。
【００９１】
なお、上述したように熱溶着シール材１の材料として、変性ポリオレフィン系樹脂を挙げたが、この材料に限るわけではなく、この熱溶着シール材を形成する材料が、ラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９の材料、並びにラミネートフィルム下層１６のシーラント層１９の材料よりもリード金属に対する接着性がよく、かつ、熱溶着シール材の融点が、外装層１７およびシーラント層１９の材料の融点よりも低ければ、他の材料でも良いことはもちろんである。
【００９２】
次に、リード３の上に熱溶着シール材１を形成する方法について説明する。
すなわち、リード３の上に、変性ポリオレフィン系樹脂を５０〜２００μｍの範囲の厚さで、ホットメルト法または押し出しラミネート法で溶着させる。
【００９３】
なお、リード３の上に熱溶着シール材１の層を形成する方法としては、上述したホットメルト法または押し出しラミネート法に限るわけではない。例えば熱溶着シール材を形成すべき材料からなる常温の薄いフィルムを、リード３に巻き付けて、その後にこの巻き付けたフィルムを加熱することにより、熱溶着シール材の層をリードの上に形成させる方法などの他の方法を採用することができることはもちろんである。
【００９４】
次に、熱溶着シール材１を被覆したリード３を用いた、ポリマーリチウムイオン二次電池の製造方法について説明する。
【００９５】
ここでは、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器の材料となるラミネートフィルムのシーラント層１９と接するリード３上に、あらかじめリード金属との接着性がよい熱溶着シール材を被膜処理し、これを用いてポリマーリチウムイオン二次電池を製造する。
【００９６】
図１からわかるように、熱溶着部２は、ポリマーリチウムイオン電池の容器５のラミネートフィルム下層１６の外周を一定の幅で、図面上に点を打った領域として表示されている。さらにまた、熱溶着部２は、リード３に被覆した熱溶着シール材１のうち容器５の熱溶着部に相当するところに、容器５の熱溶着部と同様な幅で、図面上に点を打った領域として表示されている。
なお、図１には表現していないが、ラミネートフイルム上層１５にも、ラミネートフィルム下層１６と同様に、その外周に一定の幅の熱溶着部を設けてある。
【００９７】
一方、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器５のうち、リード３を挟んでいない３つの辺に存在する熱溶着部２は、あらかじめ熱溶着されており、その結果、容器５は袋状になっている。
【００９８】
他方、まだ封じていない残る１つの辺においては、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２の間に、リード３の上に形成されている熱溶着シール材１を、挟み込んでいる。
【００９９】
この状態で、まだ封じていない残る１つの辺を封じるためには、ラミネートフィルム上層１５とラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２に相当する範囲について、ラミネートフィルム上層１５とラミネート下層１６のそれぞれの外装層１７の外側から所定の温度で、所定の圧力を所定の時間かける。
【０１００】
ここで、加熱温度は、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６の外装層１７が溶融しない温度で、かつ、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のシーラント層１９、並びにリード３の熱溶着シール材１が溶融する温度とする。ただし、加熱温度が高くなりすぎると、シーラント層１９が流動をおこし、ラミネートフィルム上層１５のアルミニウム膜１８とラミネートフィルム下層１６のアルミニウム膜１８が互いに接触するようになるのでこれを防止することができる温度にする必要がある。
【０１０１】
上述したように、外装層１７として用いる材料の融点、すなわＰＥＴの融点は２３０℃以上である。また、シーラント層として用いる材料の融点、すなわち、ＰＥ，ＬＤＰＥ，ＨＤＰＥ，およびＬＬＤＰＥの融点は１２０〜１５０℃の範囲にあり、ＰＰおよびＣＰＰの融点は１８０℃程度である。また、熱溶着シール材を形成する材料の融点、すなわち、変性ポリオレフィン系樹脂の融点は、８０〜１４０℃の範囲にあり、外装層１７の材料の融点およびシーラント層１９の材料の融点よりも低い。
【０１０２】
また、加える圧力は、加熱により、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９、並びにリード３の熱溶着シール材１が溶融した後に、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９の熱溶着部２同士の間、並びにリード３の熱溶着シール材１とシーラント層１９の間に、隙間が生じるのを防止するのに十分であり、かつ、ラミネートフィルム上層１５とリード３の熱溶着シール材１に生じる段差、並びにラミネートフィルム下層１６とリード３の熱溶着シール材１に生じる段差に、隙間が生じるのを防止するのに十分であるように、すなわち溶融したシーラント層１９および溶融した熱溶着シール材１によりその隙間が埋まるのに十分なものとする必要がある。
ただし、圧力をかけすぎると、シーラント層１９に流動を生じ、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのアルミニウム膜１８同士が接触するので、これを防止できる圧力とする必要がある。
【０１０３】
また、加熱加圧のための時間は、加熱装置からの熱伝導が、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの外装層１７、アルミニウム膜１８、およびシーラント層１６、並びにリード３の熱溶着シール材１に十分に行われる範囲にする。
【０１０４】
このように、リード３の熱溶着シール材１を、容器５の熱溶着部２に挟んだ後、熱溶着により熱溶着部を封じることにより、ポリマーリチウム二次電池を完成させることができる。すなわち、本発明においては、その容器の熱溶着部にリードを挟んだ後に、この熱溶着部を熱溶着により封じることにより、ポリマーリチウムイオン二次電池を製造することができる。
【０１０５】
なおここで、熱溶着シール材１が若干の吸水性を有する場合おいても、ここで用いた材料においては、実用上問題はない。ただし、この吸水性を十分に防止するために、リードを挟んだシーラント層の熱溶着部の幅を広くとり、または、リード３の熱溶着シール材のリードの長手方向の長さを短くして、熱溶着をしたときにリード３の熱溶着シール材１がラミネートフィルムの熱溶着部の中にすっぽり入ってしまうようにすることにより、熱溶着シール材をラミネートフイルムの熱溶着部の中に密閉することができる。
【０１０６】
以上のことから、本発明によれば、リード３とラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９との間、および、リード３とラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９との間に、熱溶着シール材１からなる層が形成され、この結果、熱溶着シール材１とラミネートフィルム上層１５のシーラント層１９との間、および、熱溶着シール材１とラミネートフイルム下層１６のシーラント層１９との間が強力に熱溶着されるとともに、とりわけ熱溶着シール材１とリード３が非常に強力に接着されることにより、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器の耐透湿性、密封性、バリア性、安全性等が向上するとともに、ラミネートフィルムの熱溶着部の機械的な剥離強度が著しく向上する。
【０１０７】
また、本発明によれば、あらかじめ熱融着シール材１を被覆したリード３を用いるため、リード３の材料の種類または形状等に限定されず、ラミネートフィルムのシーラント層１９とリード３間の熱溶着を簡便に行うことができる。
また、リード３の熱融着シール材には、ラミネートフィルムの材料よりも、低い融点をもつ材料を使用するので接着性が高く、品質信頼性が高い。
【０１０８】
また、本発明によれば、必要最小限のパッケージ材としての構成とすることができるので、ポリマーリチウムイオン二次電池として超小型・軽量・薄型化が実現できる。
【０１０９】
次に、リードの熱溶着シール材がポリエチレン系樹脂で被覆され、かつ熱溶着部の材料がポリエチレン系樹脂である場合について説明し、その効果について言及する。
【０１１０】
リードは金属と接着性に優れた材料から成る熱溶着シール材を単に付ける構造ばかりでなく、他の構造をとることができる。例えば、図２に示すように、リード３の熱溶着シール材１がポリエチレン系樹脂で被覆され、かつ熱溶着部の材料がポリエチレン系樹脂であるものとすることができる。すなわち、この熱溶着シール材１がポリエチレン系樹脂で被覆されたリードを、ラミネートフィルムのポリエチレン系樹脂からなるシーラント層１９の間に熱溶着した後は、熱溶着シール材１とシーラント層１９との間には、ポリエチレン系樹脂からなる層が形成されている構造とすることができる。
【０１１１】
図２に示すように、リード３を被覆している層は２層構造を呈している。
ここで、リード３の表面には熱溶着シール材１の層が形成されている。すなわち、リード上にエチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、カルボキシル化系樹脂、または変性ポリオレフィン系樹脂などの金属と接着性の良い材料を検討結果から１０〜１００μｍの厚さで形成する。
【０１１２】
さらに、この熱溶着シール材１の外側には、被覆膜６が形成されている。すなわち、この被覆膜６は、ポリエチレン系樹脂からなり、検討結果から２０〜１００μｍの厚さで形成する。
なお、ポリエチレン系樹脂には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが含まれる。また、熱溶着シール材を被覆する材料および熱溶着部の材料は、ポリエチレン系樹脂に属するこれらのいずれの樹脂をも採用することができる。すなわち、熱溶着シール材を被覆する材料と熱溶着部の材料の組み合わせは、ポリエチレン系樹脂に属する樹脂であればその種類が制限されないのである。
【０１１３】
このような熱溶着シール材および被覆膜は、押し出しラミネート法またはホットメルト法など通常の手段により形成することができる。
【０１１４】
リードに直接付けた熱溶着シール材は、上述したように、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、アイオノマー樹脂、カルボキシル化系樹脂、または変性ポリオレフィン系樹脂などからなるものであり、これらは吸水性が若干ある。上述したようにこのように吸水性があっても実用上には影響を及ぼすものではないが、吸水性の阻止をより確実にするためにはシーラント層１９の熱溶着部２の幅をリードの熱溶着シール材のリードの長手方向の長さよりも大きくすることにより解決することができることを上述の例において説明した。
【０１１５】
ここでは、リードの熱溶着シール材をポリエチレン系樹脂で被覆し、かつ熱溶着部の材料をポリエチレン系樹脂とすることにより、熱溶着シール材のリードに対する強力な接着性を維持しつつ、熱溶着シール材が耐水性に優れた材料により被覆されるので熱溶着シール材の吸水性があるという欠点をカバーできるばかりでなく、この被覆膜と容器のラミネートフィルムのシーラント層とがポリエチレン系樹脂であるので、熱溶着工程において被覆膜とシーラント層をより容易・確実に熱溶着させることができ、剥離に対する機械的強度を著しく向上させることができる。
【０１１６】
なお、上述した例においては、リードの熱溶着シール材がポリエチレン系樹脂で被覆され、かつ熱溶着部の材料がポリエチレン系樹脂である場合について説明したが、これに限るわけではなく、その他の場合すなわち、リードの熱溶着シール材がポリプロピレン系樹脂で被覆され、かつ熱溶着部の材料がポリプロピレン系樹脂である場合についても適用でき、同様の効果を奏することができる。
【０１１７】
なお、ポリプロピレン系樹脂には、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）などが含まれる。また、熱溶着シール材を被覆する材料および熱溶着部の材料は、ポリプロピレン系樹脂に属するこれらのいずれの樹脂をも採用することができる。すなわち、熱溶着シール材を被覆する材料と熱溶着部の材料の組み合わせは、ポリプロピレン系樹脂に属する樹脂であればその種類が制限されないのである。
【０１１８】
次に、リードの長手方向に垂直な断面において、被覆する材料の形状が、その幅方向の両側において、その厚さが外側に行くほど薄くなる場合について説明し、その効果について言及する。図１１は、本発明のリチウムイオン二次電池に係るリードの平面図（Ａ）とそのａ−ａ断面図（Ｂ）を示すものである。
【０１１９】
図１１ＡおよびＢからわかるように、リード３の長手方向の中央部より少しずれた位置に熱溶着シール材１がリードを被覆している。また、この熱溶着シール材１のまわりには、熱溶着シール材１の外側の表面を全て取り囲むように被覆膜６が被覆されている。
【０１２０】
また、図１１Ｂからわかるように、リードの長手方向に垂直な断面における、被覆膜６の形状は、その幅方向（図１１Ｂにおいて、左右の方向）の両側において、その厚さが外側に行くほど薄くなっている。すなわち、被覆膜６の厚さは、その幅方向において、熱溶着シール材１の幅よりも若干外側までは一定の厚さを示している。さらに、被覆膜６の上側の面と下側の面は、それぞれ内側に向かって一定の角度を持った斜面が形成され、この両者の斜面はそれぞれが交差する直前まで延長されている。そして、この両者の斜面が交差する直前で被覆膜の厚さ方向（図１１Ｂにおいて、上下の方向）に面取りがなされている。
【０１２１】
なお、被覆膜６の外形は、上述した形状に限るわけではなく、その他の形状を採用することができる。すなわち、例えば、図１１Ｂの形状と同様な形状であるが斜面の角度を変えたもの、図１１Ｂのように斜面を上側の面と下側の面の両方の面に設けるのではなく上側の面または下側の面のいずれか一方の面に設けたもの、図１１Ｂのようにその厚さが一定の領域を有するのではなくその全体の厚さが幅方向に対して左右に斜面を有するものなどを採用することができる。また、ここに列挙したように断面の外形が直線の組み合わせにより構成されるものでなく、例えば楕円形状などの曲線のみからなるもの、または曲線と直線の組み合わせからなるものなどでもかまわないことはもちろんである。要するに、リードの長手方向に垂直な断面における、被覆膜６の形状が、少なくともその幅方向の両側において、その厚さが外側に行くほど薄くなっているものであればよいのである。
【０１２２】
また、上述した例においては熱溶着シール材を被覆する被覆膜の断面形状について説明したが、被覆膜を有しないリード、すなわち、リードに熱溶着シール材のみを被覆した場合の、熱溶着シール材の断面の形状についても適用できることはもちろんである。
【０１２３】
以上説明したように、リードを被覆する熱溶着シール材または被覆膜の断面形状が上述したような形状を有することから、以下の効果を奏することができる。すなわち、ポリマーリチウムイオン二次電池の容器５の、まだ封じていない残る１つの辺においては、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２の間に、リード３の上に形成されている熱溶着シール材または被覆膜を、挟み込んでいる。
【０１２４】
この状態で、まだ封じていない残る１つの辺を封じるためには、ラミネートフィルム上層１５とラミネートフィルム下層１６のそれぞれの熱溶着部２に相当する範囲について、ラミネートフィルム上層１５とラミネート下層１６のそれぞれの外装層１７の外側から所定の温度で、所定の圧力を所定の時間かける。
【０１２５】
ここで、加熱により、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９、並びにリード３の熱溶着シール材または被覆膜が溶融した後に、ラミネートフィルム上層１５およびラミネートフィルム下層１６のそれぞれのシーラント層１９の熱溶着部２同士の間、並びにリード３の熱溶着シール材または被覆膜とシーラント層１９の間に、隙間が生じるのを防止するのに十分であり、かつ、ラミネートフィルム上層１５とリード３の熱溶着シール材または被覆膜に生じる段差、並びにラミネートフィルム下層１６とリード３の熱溶着シール材または被覆膜に生じる段差に、隙間が生じるのを防止するのに十分であるように、すなわち溶融したシーラント層１９および溶融した熱溶着シール材または被覆膜によりその隙間が埋まるのに十分なものとする必要がある。
【０１２６】
しかしながら、熱溶着シール材または被覆膜の断面形状が、例えば長方形である場合は、ラミネートフィルム上層１５とリード３の熱溶着シール材または被覆膜に生じる段差、並びにラミネートフィルム下層１６とリード３の熱溶着シール材または被覆膜に生じる段差が大きいため、溶融したシーラント層１９および溶融した熱溶着シール材または被覆膜によりその隙間が埋まるのに十分なものとならないという問題があった。
【０１２７】
ここで、リードの長手方向に垂直な断面における、熱溶着シール材または被覆膜の形状を、少なくともその幅方向の両側において、その厚さが外側に行くほど薄くなるようにすることにより、溶融したシーラント層１９と、溶融した熱溶着シール材または被覆膜との間に隙間が生じるのを防止することができる。この結果、リード３の熱溶着シール材または被覆膜とシーラント層１９の間の密着性、すなわち容器の密封性を向上させることができる。
【０１２８】
なお、本発明は、上述したように、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）からなるゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池について説明したが、これに限るわけではなく、その他の材料から成るゲル電解質のポリマーリチウムイオン二次電池、並びに、固体電解質リチウムイオン二次電池についても適用することができることはもちろんである。
【０１２９】
また、本発明は上述の実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
リードが熱溶着シール材で被覆され、かつ、この熱溶着シール材の方が容器の熱溶着部の材料よりもリードに対する接着性がよいものであって、このリードの熱溶着シール材を、容器の熱溶着部に挟んだ後、熱溶着により熱溶着部を封じることにより、容器の耐透湿性、密封性、バリア性、安全性等が向上するとともに、容器の熱溶着部の機械的な剥離強度が著しく向上する。
【０１３１】
また、熱溶着シール材からなる層の、リードの長手方向の外部側の端部を、容器の端面よりはみ出させることにより、ラミネートフィルムの端面から露出するアルミニウム膜を介した正負極間ショートを防ぐことができる。
【０１３２】
また、熱溶着により熱溶着部を封じる前に、熱溶着シール材を予熱することにより、ラミネートフィルムのシーラント層とリードの熱溶着シール材の一体熱溶着にかかる時間を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリマーリチウムイオン二次電池におけるリードと容器の関係を示す斜視図である。
【図２】熱溶着シール材および被覆膜を形成したリードを示す断面図である。
【図３】熱溶着シール材を被覆したリボンをリールから供給する状態を示す図である。
【図４】ポリマーリチウムイオン二次電池の構成を示す断面図である。
【図５】ポリマーリチウムイオン二次電池の積層構造を示す断面図である。
【図６】ポリマーリチウムイオン二次電池の製造工程を示す斜視図である（その１）。
【図７】ポリマーリチウムイオン二次電池の製造工程を示す斜視図である（その２）。
【図８】ポリマーリチウムイオン二次電池の製造工程を示す斜視図である（その３）。
【図９】ポリマーリチウムイオン二次電池の容器の熱溶着が適正か否かによる熱溶着部の状態を示す断面図である。
【図１０】従来のポリマーリチウムイオン二次電池におけるリードと容器の関係を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係るリードの平面図とリードを被覆する材料の断面図である。
【符号の説明】
１‥‥熱溶着シール材、１ａ‥‥端部、２‥‥熱溶着部、３‥‥リード、
４‥‥リール、５‥‥容器、６‥‥被覆膜、７‥‥折りたたみ部、
８‥‥ポリマーリチウムイオン二次電池、９‥‥正極集電体、１０‥‥正極、
１１‥‥ゲル電解質、１２‥‥セパレータ、１３‥‥負極、
１４‥‥負極集電体、１５‥‥ラミネートフィルム上層、
１６‥‥ラミネートフィルム下層、１７‥‥外装層、１８‥‥アルミニウム膜、
１９‥‥シーラント層、２２‥‥アルミニウム膜溶着、２３‥‥正極リード、
２４‥‥負極リード、２５‥‥リチウムイオン二次電池、２６‥‥ショート、
３０‥‥乾燥炉
【図１】
0004491843.tif 000003
【図２】
0004491843.tif 000004
【図３】
0004491843.tif 000005
【図４】
0004491843.tif 000006
【図５】
0004491843.tif 000007
【図６】
0004491843.tif 000008
【図７】
0004491843.tif 000009
【図８】
0004491843.tif 000010
【図９】
0004491843.tif 000011
【図１０】
0004491843.tif 000012
【図１１】
0004491843.tif 000013