(57)【要約】【課題】ラミネートフィルム外装を用いた電池において、電極端子導出部分の溶着不足を解消し、接着性、封止性を向上させる。【解決手段】正極端子および負極端子と対向する部分のみがラミネートフィルム端部から突出する第１の凸部および第２の凸部を有し、それ以外の部分はいわゆるテラス部の幅とほぼ同等とした形状の凸型シーラントを用い、この凸型シーラントを正極端子および負極端子とラミネートフィルムとの間に配置した後、電池素子の周辺部を封止して非水電解質電池を作製する。この凸型シーラントは厚さが例えば５μｍ以上２００μｍ以下であり、電極端子と接着性の高い単層樹脂フィルム、電極端子と接着性の高い樹脂材料と、ラミネートフィルムと接着性の高い樹脂材料とを少なくとも積層した２層以上の積層樹脂フィルム、または耐熱性塗料からなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層の内面に内側樹脂層を設けたラミネートフィルムからなる外装材に電池素子が収容され、電池素子の周囲に沿って上記外装材が封止されてなる非水電解質電池において、
上記電池素子から導出された正極端子および負極端子と上記内側樹脂層との間に水分遮断性を有する溶着部材が設けられ、
上記溶着部材の幅は上記非水電解質電池のテラス幅と略同等であり、
上記溶着部材は上記正極端子および上記負極端子と対向する部分のみがラミネートフィルムから突出した第１の凸部および第２の凸部を有することを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
上記溶着部材は単層の樹脂フィルムからなり、熱可塑性または熱硬化性、ならびに上記正極端子および上記負極端子に対して強い熱融着性を有することを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
上記樹脂フィルムがポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、カルボキシル系樹脂、アイオノマー樹脂よりなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
上記ポリオレフィン樹脂が、変性ポリプロピレンまたは変性ポリエチレンであることを特徴とする請求項３に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
上記溶着部材は表面層および内面層が積層された２層の樹脂フィルムからなり、熱可塑性または熱硬化性を有するとともに、上記表面層が上記ラミネートフィルムの上記内面樹脂層に対して強い熱融着性を有する樹脂材料からなり、上記内面層が上記正極端子および上記負極端子に対して強い熱融着性を有する樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項６】
上記表面層は、上記内面層の樹脂材料よりも低融点の樹脂材料であることを特徴とする
請求項５に記載の非水電解質電池。
【請求項７】
上記表面層および上記内面層の樹脂材料の融点差は、５℃以上であることを特徴とする
請求項６に記載の非水電解質電池。
【請求項８】
上記表面層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、塩化ビニルよりなる群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質電池。
【請求項９】
上記内面層は、変性ポリプロピレン、変性ポリエチレン等の変性ポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、アイオノマー樹脂よりなる群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質電池。
【請求項１０】
上記２層の樹脂フィルムは、２種の樹脂材料の共押し出しフィルムであることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質電池。
【請求項１１】
上記溶着部材は表面層、中間層および内面層が積層された３層の樹脂フィルムからなり、熱可塑性または熱硬化性を有するとともに、上記表面層が上記ラミネートフィルムの上記内面樹脂層に対して強い熱融着性を有する樹脂材料からなり、上記内面層が上記正極端子および上記負極端子に対して強い熱融着性を有する樹脂材料からなり、上記中間層が上記表面層および上記内面層の樹脂材料よりも高融点の樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項１２】
上記表面層および上記中間層の樹脂材料の融点差は、５℃以上であることを特徴とする
請求項１１に記載の非水電解質電池。
【請求項１３】
上記中間層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、延伸ポリプロピレン、未延伸ポリプロピレンよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の非水電解質電池。
【請求項１４】
上記３層の樹脂フィルムは、３種の樹脂材料の共押し出しフィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の非水電解質電池。
【請求項１５】
上記溶着部材の厚さが、５μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項１６】
上記外装材を封止した封止幅が０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項１７】
上記溶着部材は、耐熱性塗料であることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項１８】
上記溶着部材は、上記第１の凸部および第２の凸部を有する溶着部材を上記正極端子および上記負極端子の上面および下面にそれぞれ設けることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項１９】
上記ラミネートフィルムを溶着するための熱源部材には、上記正極端子に対応する切り欠き部と、上記負極端子に対応する切り欠き部とが設けられ、
上記溶着部材の横の長さは、上記正極端子に対応する切り欠き部の外側部分と、上記負極端子に対応する切り欠き部の外側部分との間の距離より長いことを特徴とする請求項１８に記載の非水電解質電池。
【請求項２０】
上記第１の凸部を有する第１の溶着部材と、上記第２の凸部を有する第２の溶着部材を上記正極端子および上記負極端子の上面および下面にそれぞれ設けることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項２１】
上記ラミネートフィルムを溶着するための熱源部材には、上記正極端子に対応する切り欠き部と、上記負極端子に対応する切り欠き部とが設けられ、
上記第１の溶着部材および上記第２の溶着部材の横の長さは、上記正極端子に対応する切り欠き部および上記負極端子に対応する切り欠き部のそれぞれよりも長いことを特徴とする請求項２０に記載の非水電解質電池。
【請求項２２】
金属層の内面に内側樹脂層を設けたラミネートフィルムからなる外装材に電池素子を収容し、電池素子の周囲に沿って上記外装材を封止してなる非水電解質電池の製造方法において、
上記外装材の上記内側樹脂層と、上記電池素子から導出された正極端子および負極端子との間に、水分遮断性を有し、上記非水電解質電池のテラス幅と略同等の幅であり、上記正極端子および上記負極端子と対向する部分のみがラミネートフィルムから突出した第１の凸部および第２の凸部を有する溶着部材を配設する工程と、
上記正極端子に対応する切り欠き部と、上記負極端子に対応する切り欠き部とを設けた熱源部材にて上記非水電解質電池のテラス部を熱溶着する工程と
からなることを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項２３】
上記溶着部材の横の長さは、上記正極端子に対応する切り欠き部の外側部分と、上記負極端子に対応する切り欠き部の外側部分との間の距離より長いことを特徴とする請求項２２に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項２４】
金属層の内面に内側樹脂層を設けたラミネートフィルムからなる外装材に電池素子を収容し、電池素子の周囲に沿って上記外装材を封止してなる非水電解質電池の製造方法において、
上記外装材の上記内側樹脂層と、上記電池素子から導出された正極端子および負極端子との間に、水分遮断性を有し、上記非水電解質電池のテラス幅と略同等の幅であり、上記正極端子および上記負極端子と対向する部分のみがラミネートフィルムから突出した第１の凸部を有する第１の溶着部材および上記第２の凸部を有する第２の溶着部材を配設する工程と、
上記電池素子を、上記外装材で外装する工程と、
上記正極端子に対応する切り欠き部と、上記負極端子に対応する切り欠き部とを設けた熱源部材にて上記非水電解質電池のテラス部を熱溶着する工程と
からなることを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項２５】
上記第１の溶着部材および上記第２の溶着部材の横の長さは、上記正極端子に対応する切り欠き部および上記負極端子に対応する切り欠き部のそれぞれよりも長いことを特徴とする請求項２４に記載の非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非水電解質電池およびその製造方法に関し、特に封止性、耐透湿性に優れ、高容量、高安全性を実現する非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（Videotape recorder：ビデオテープレコーダ）、携帯電話あるいはラップトップコンピュータなどのポータブル電子機器が多く登場し、それらの小型化および軽量化が図られている。それに伴い、ポータブル電子機器の電源として用いられる電池の需要が急速に伸びており、機器の小型軽量化実現のために、電池設計も軽く、薄型であり、かつ機器内の収容スペースを効率的に使うことが求められている。このような要求を満たす電池として、エネルギー密度および出力密度の大きいリチウムイオン電池が最も好適である。
【０００３】
中でも、形状自由度の高い電池、あるいは薄型大面積のシート型電池、薄型小面積のカード型電池などが望まれているが、従来用いられている金属製の缶を外装として用いる手法では、薄型の電池を作製することが困難である。そこで、アルミラミネートフィルム等のフィルム状外装材を用いて薄型の電池を作製することにより、上述のような電池を得ることが可能となる。
【０００４】
このような電池は、正極と負極とをセパレータを介して積層し、巻回またはつづら折りにした電池素子をラミネートフィルムで外装し、電池素子の周囲を封止して作製したものであり、正極および負極と接続した正極端子および負極端子（以下、特に限定しない場合は電極端子と適宜称する）がラミネートフィルムの封止部から電池外部に導出されたものである。
【０００５】
電池の外装に用いられるラミネートフィルムは、金属層が樹脂フィルムからなる外側樹脂層および内側樹脂層に挟まれた、防湿性、絶縁性を有する多層フィルムである。金属層は水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（以下、Ａｌと適宜称する）が最もよく使われる。外側樹脂層には外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからナイロン、またはポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと適宜称する）が用いられる。また、内側樹脂層は熱や超音波で溶けて互いに融着する部分であるため、ポリオレフィンが適切であり無延伸ポリプロピレン（以下、ＣＰＰと適宜称する）が多用される。金属層と外側樹脂層との間および金属箔と内側樹脂層との間には接着剤層が設けられている。
【０００６】
ラミネートフィルムは内側樹脂層同士が対向するようにして電池素子を収容し、電池素子の周囲に沿ってラミネートフィルムを溶着することにより封止する。ところが、このような電池構造では電極端子が導出されたトップ部におけるラミネートフィルム溶着部から水分が浸入しやすいという問題点がある。電池素子をラミネートフィルムにて外装して周囲を封止する際に内側樹脂層が溶けて接着されるが、電池素子から導出した電極端子と内側樹脂層は接着性に乏しい。このため、電極端子とラミネートフィルムの界面を通じて水分が浸入しやすくなってしまう。電池内部に水分が浸入すると電池内部で望ましくない電気化学反応を起こして電池特性が低下したり、内部でガスが発生して電池が膨張する。
【０００７】
そこで、以下に示す特許文献１および特許文献２では、電極端子に電極端子に対して接着性のよい溶着部材（以下、シーラントと適宜称する）を被覆することにより、封止性を向上させる方法が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３１２５１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１３０３号公報
【０００８】
図１に示すように、特許文献１および特許文献２では、ラミネートフィルムの溶着部に挟まれる電極端子の一部分に、電極端子に対して内側樹脂層よりも接着性のよいシーラントを被覆することにより、電極端子およびシーラント間ならびにシーラントおよび内側樹脂層間の接着性を向上させ、ラミネートフィルムの封止性を向上させることができる。
【０００９】
特に特許文献１ではシーラントをラミネートフィルム端部よりはみ出るように被覆させることにより、ラミネートフィルム端部に露出しているＡｌなどの金属層と電極端子との接触を防ぐことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１および特許文献２では、シーラントとして電極端子よりわずかに幅が大きい樹脂片を用いている。しかしながら、このような樹脂片を用いた場合、樹脂片と内側樹脂層との面と面での密着性は良好であるものの、樹脂片の端部と内側樹脂層が接する界面部分において溶着が不十分となり、水分が浸入するおそれがある。
【００１１】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、一般的にこのような構成の電池では、電極端子導出部分の溶着を行う際に電極端子部分に圧力がかからないよう切り欠き１０ａを設けた熱源部材（以下、ヒータヘッドと適宜称する）１０を用いて金属層４ａ，外側樹脂層４ｂおよび内側樹脂層４ｃからなるラミネートフィルム４の封止を行う。これは、電極端子２がヒータヘッド１０の圧力で破断したり、電極端子２とラミネートフィルム４の金属層４ａとがヒータヘッドで加圧された際に短絡するのを防ぐためである。
【００１２】
図３に、電極端子２の周辺部の構成を示す。切り欠き１０ａを有するヒータヘッド１０を用いる場合、シーラント３ａおよび３ｂ（以下、シーラント３と適宜称する）は電極端子２のない部分と比較して熱が伝わりにくくなる。シーラントは余熱により溶融し、流れた樹脂によってシーラント端部と内側樹脂層との隙間を埋めるとされているが、電極端子２の周辺部は直接ヒータヘッド１０の圧力がかからないために、参照符号１１で示すように完全に隙間を埋めることができず、不十分な溶着が行われることもあった。
【００１３】
したがって、この発明は、上記問題点に鑑み、封止性、耐浸透性に優れ、高容量、高安全性を有する非水電解質電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、この発明では、正極端子および負極端子と対向する部分のみがラミネートフィルム端部から突出する第１の凸部および第２の凸部を有し、それ以外の部分はいわゆるテラス部の幅とほぼ同等とした形状のシーラントを用い、このシーラントを正極端子および負極端子の上面および下面に配置してから電池素子の周辺部を封止することにより非水電解質電池を作製する。
【００１５】
なお、テラス部とは、非水電解質電池において、正極端子および負極端子を導出する導出辺近傍の部分のことであり、テラス幅とは、図１のＤＴで示す幅のことである。
【００１６】
上述のシーラントはトップ部の封止辺全辺において一体となっている形状のもののみでなく、第１の凸部を有するシーラントおよび第２の凸部を有するシーラントを正極端子および負極端子のそれぞれの上下に配置して用いてもよい。また、上下の一方に第１の凸部および第２の凸部を有する全辺一体となったシーラントを用い、他方を第１の凸部を有するシーラントおよび第２の凸部を有するシーラントを正極端子および負極端子のそれぞれに接着するようにしてもよい。
【００１７】
このようなシーラントは、例えばポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、カルボキシル系樹脂、アイオノマー樹脂からなる単層樹脂フィルムとすることができる。
【００１８】
また、電極端子と接着性の高い樹脂材料を用いた内面層と、ラミネートフィルムと接着性の高い樹脂材料を用いた表面層を積層した２層構造、または、表面層と内面層の間に、表面層および内面層よりも高融点の樹脂材料を用いた中間層を設けた３層構造としても良い。この場合、電極端子と接着性の高い樹脂材料を用いた面は電極端子と対向するように配置される。また、２層構造の場合、表面層と内面層とが、３層構造の場合、中間層と表面層とが、融点差５℃以上となるように樹脂材料を選択することが好ましい。
【００１９】
この発明では、電池の電極端子導出部に、従来のような隙間が形成されることがないため、不十分な溶着を防止し、微小な隙間をつくることなく封止することができる。また、２層以上の多層構造を有するシーラントを用いることにより、より電極端子とシーラント、ラミネートフィルムとシーラントの接着性をそれぞれ向上させることができる。さらに、多層構造を有するシーラントについて、上述のような融点差を設けることにより、高融点の樹脂材料が絶縁層となって電極端子とラミネートフィルムの金属層との導通・短絡を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、電極端子部分での高い接着性を維持しつつ封止性を高めることができる。また、封止性が高いため、封止幅を小さくすることが可能となり、電池素子の高容量化を図ることができる。さらに、多層構造のシーラントを用いることにより、高安全性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（１）第１の実施形態
以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図４に、この発明を適用して作製した非水電解質電池３０の構成を示す。この非水電解質電池３０は電池素子２０がラミネートフィルム２７に形成された凹部である電池収容部２７ａに収容されて外装されており、電池素子２０の周辺部を封止することにより作製されている。以下、電池素子２０の構成について説明する。
【００２２】
図５に電池素子２０の構造を示す。この電池素子２０は、帯状の正極２１と、セパレータ２３ａと、正極２１と対向して配された帯状の負極２２と、セパレータ２３ｂとを順に積層し、長手方向に巻回されており、正極２１および負極２２の両面にはゲル電解質２４が塗布されている。電池素子２０からは正極２１と接続された正極端子２５ａおよび負極２２と接続された負極端子２５ｂが導出されており（以下、特定の端子を指さない場合は電極端子２５とする）、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂには後に外装するラミネートフィルム２７との接着性を向上させるために、厚さ５μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有するポリエチレン（ＰＥ）等からなり、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂに対向する部分にそれぞれ凸部を設けたシーラント２６ａを配置する。
【００２３】
［正極］
正極は、正極活物質を含有する正極活物質層が、正極集電体の両面上に形成されたものである。正極集電体としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいは、ステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔を用いることができる。
【００２４】
正極活物質層は、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。ここで、正極活物質、導電剤、結着剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。
【００２５】
正極活物質としては、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を用いることができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合、ＬｉXＭＯ2（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ），Ｎｉ，マンガン（Ｍｎ）等が用いられる。
【００２６】
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（０＜ｙ＜１）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2等がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。これらの正極活物質は、単独で用いるか、もしくは複数種を混合して用いてもよい。
【００２７】
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等が用いられる。
【００２８】
上述の正極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により正極集電体上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより正極活物質層１１ｂが形成される。なお、溶剤としては、例えばＮ−メチルピロリドン等が用いられる。
【００２９】
正極２１は正極集電体の一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された正極端子２５ａを有している。この正極端子２５ａは金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子２５ａの材料としては、例えばアルミニウム等が挙げられる。
【００３０】
［負極］
負極は、負極活物質を含有する負極活物質層が、負極集電体の両面上に形成されたものである。負極集電体としては、例えば銅（Ｃｕ）箔，ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３１】
負極活物質層は、例えば負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。これらを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次にこのスラリーをドクターブレード法等により負極集電体上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層が形成される。ここで、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、正極活物質と同様に、その混合比は問わない。
【００３２】
負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としてはグラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ・脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ2等の酸化物を使用することができる。
【００３３】
また、リチウムを合金化可能な材料としては多様な種類の金属等が使用可能であるが、およびこれらの合金がよく用いられる。金属リチウムを使用する場合は、必ずしも粉体を結着剤で塗布膜にする必要はなく、圧延したリチウム金属箔を集電体に圧着する方法でも構わない。
【００３４】
結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。また、溶剤としては、例えばＮ−メチルピロリドン、メチルエチルケトン等が用いられる。
【００３５】
上述の負極活物質、結着剤、導電剤を均一に混合して負極合剤とし、溶剤中に分散させてスラリー状にする。次いで、正極と同様の方法により負極集電体上に均一に塗布した後、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層１２ｂが形成される。
【００３６】
負極２２も正極２１と同様に、負極集電体の一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された負極端子２５ｂを有しており、この負極端子２５ｂは電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子２５ｂの材料としては、例えば銅、ニッケル等が挙げられる。
【００３７】
なお、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂは同じ方向から導出されていることが好ましいが、短絡等が起こらず電池性能にも問題がなければ、どの方向から導出されていても問題はない。また、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂの接続箇所は、電気的接触がとれているのであれば取り付ける場所、取り付ける方法は上記の例に限られない。
【００３８】
［電解液］
電解液には、リチウムイオン電池に一般的に使用される電解質塩と有機溶媒が使用可能である。
【００３９】
非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、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、ジプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は１種類を単独で用いてもよいし、複数種を所定の組成で混合してもよい。
【００４０】
また、リチウム塩としては通常の電池電解液に用いられる材料を使用することが可能である。具体的には、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ3、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＮＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等を挙げることができるが、酸化安定性の点からＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が望ましい。これらリチウム塩は単独で用いても複数種を混合して用いても良い。リチウム塩を溶解する濃度として、上記溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上、２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。
【００４１】
ゲル電解質を用いる場合は、上述の電解液をマトリクスポリマでゲル化して用いる。マトリクスポリマは、上記非水溶媒に上記電解質塩が溶解されてなる非水電解液に相溶可能であり、ゲル化できるものであればよい。このようなマトリクスポリマとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルを繰り返し単位に含むポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４２】
その中でも特に好ましいのは、マトリクスポリマとして、ポリフッ化ビニリデンまたはポリフッ化ビニリデンにヘキサフルオロプロピレンが７．５％以下の割合で導入された共重合体である。このようなポリマーは、数平均分子量が５．０×１０5から７．０×１０5（５０万〜７０万）の範囲であるか、または重量平均分子量が２．１×１０5から３．１×１０5（２１万〜３１万）の範囲であり、固有粘度が１．７から２．１の範囲とされている。
【００４３】
［セパレータ］
セパレータ２３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
【００４４】
一般的にセパレータの厚みは５〜５０μｍが好適に使用可能であるが、７〜３０μｍがより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。
【００４５】
［電池の作製］
上述のようにして作製したゲル電解質溶液を正極２１および負極２２に均一に塗布し、正極活物質層および負極活物質層に含浸させた後、常温で保存するか、もしくは乾燥工程を経てゲル電解質層１４を形成する。次いで、ゲル電解質層１４を形成した正極２１および負極２２を用い、正極２１、セパレータ２３ａ、負極２２、セパレータ２３ｂの順に積層して巻回し、電池素子２０とする。
【００４６】
次いで、電池素子２０から導出された正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂの上面および下面のそれぞれに、図６で示すような形状の樹脂フィルムからなる凸型シーラント２６ａおよび凸型シーラント２６ｂを接着する。ただし、図６には凸型シーラント２６ａのみが記載されており、凸型シーラント２６ｂは凸型シーラント２６ａと全く同じ形状である。
【００４７】
なお、シーラントの接着時には、電池素子２０から導出された正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂの上面および下面のそれぞれに凸型シーラント２６ａおよび凸型シーラント２６ｂを配置し、熱を加えて凸型シーラント２６ａと凸型シーラント２６ｂとを接着してからラミネートフィルムにて外装する方法を用いることができる。また、まず電池素子２０をラミネートフィルムで外装した後、電極端子導出辺を熱溶着する際に電極端子とラミネートフィルムとの間に凸型シーラント２６ａおよび凸型シーラント２６ｂをそれぞれ配置し、シーラントとラミネートフィルムとを同時に熱溶着してもよい。
【００４８】
このとき、凸型シーラント２６ａの幅Ｄｓ1は作製する電池のテラス部の幅と略同等となるようにし、電極端子部分に設けた凸形状の部分（以下、凸部と適宜称する）２８ａ，２８ｂ（以下、特に限定しない場合は凸部２８と適宜称する）の幅ｄｓ1はラミネートフィルム端部からはみ出るような長さとする。また、図７Ｃに示すように、凸型シーラント２６ａの横の長さＬ1は、ラミネートフィルムの溶着時に用いるヒータヘッド２９に設けられた、正極端子２５ａに対応する切り欠き部２９ａの外側部分と負極端子２５ｂに対応する切り欠き部２９ｂの外側部分との間の距離よりも長く、凸部の横の長さｌ1は電極端子と同等またはわずかに広くする。
【００４９】
このような形状への加工は、例えば金属製カッターを用いる他、レーザ加工により凸部２８を設けるようにしてもよい。樹脂フィルムを予め金属製カッターもしくはレーザ加工にて凸部２８を有する形状としてもよく、また、横の長さＬ1、幅ｄｓ1の短冊状の樹脂フィルムを挟み込んで電池３０を作製した後、レーザ加工により不要な部分をカットし、凸型シーラント２６としても良い。
【００５０】
なお、テラス幅は封止幅によって変わり、封止幅が小さければテラス幅も小さくなる。ここで、図７Ａはヒータヘッド２９の上面図であり、図７Ｂは電池素子２０のテラス部と、導出される正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂを示す上面図であり、図７Ｃは用いる凸型シーラント２６ａ（または凸型シーラント２６ｂ）の上面図である。
【００５１】
この凸型シーラント２６ａに用いる材料としては、ポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、カルボキシル系樹脂、アイオノマー樹脂などの熱可塑性、熱硬化性および電極端子に対して強い熱融着性を有する樹脂材料を用いることができる。ポリオレフィン樹脂の一例としては変性ポリプロピレン、変性ポリエチレン等が挙げられ、より具体的にはマレイン酸変性したポリプロピレンや、カルボニル基を導入されたポリプロピレンなどが挙げられる。
【００５２】
また、耐熱性の塗料なども用いることができる。耐熱性の塗料を用いる場合、正極２１および負極２２に接続する前、もしくは正極２１および負極２２に接続後電池素子から導出された正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂのそれぞれについて、ラミネートフィルム溶着部に対向する部分に耐熱性塗料を塗布する。このとき、耐熱性塗料は正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂのラミネートフィルム端部からはみ出た部分にまで塗布する。
【００５３】
さらに、電極端子の上下に位置するラミネートフィルムの内側樹脂層の溶着部のそれぞれに沿って、帯状に耐熱性塗料を塗布する。この後、ラミネートフィルムを溶着することにより、耐熱性塗料が凸型シーラントを用いた場合と同様の形状となり、同等の効果を得ることができる。
【００５４】
凸型シーラント２６ａを用いた場合の電池素子２０の構成は、図４のようになる。また、図８に、ラミネートフィルム２７で外装し、熱溶着した場合の非水電解質電池３０の外観を示す。図８中の点線で示す部分はラミネートフィルム２７の溶着部に挟まれた凸型シーラント２６ａが配置された位置を示している。
【００５５】
また、シーラントは図６および図７に示した形状のものに限らず、図９〜図１２に示すような形状の凸型シーラント２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆを用いることもできる。このとき、凸型シーラント２６ｃの幅Ｄｓ2および凸部の幅ｄｓ2は上述の凸型シーラント２６ａの場合と同様とすることができる。また、図１０Ｃに示すように、凸型シーラント２６ｃの横の長さＬ2は溶着時に用いるヒータヘッド２９の切り欠き部２９ａまたは切り欠き部２９ｂよりも広くし、凸部の横の長さｌ2は電極端子同等またはわずかに広くする。ここで、図１０Ａはヒータヘッド２９の上面図であり、図１０Ｂは電池素子２０のテラス部と、導出される正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂを示す上面図であり、図１０Ｃは用いる凸型シーラント２６ｃおよび凸型シーラント２６ｄ（または凸型シーラント２６ｅおよび凸型シーラント２６ｆ）の上面図である。
【００５６】
この場合、図１１に示すように、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂの上下それぞれに凸型シーラント２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆを用いる他、図１２に示すように上下の一方を凸型シーラント２６ｃおよび２６ｄとし、他方をシーラント２６ｂとする方法でもよい。電極端子２５の上下に凸型シーラント２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆを用いる場合、まず正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂに凸型シーラント２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆを設け、その後正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂをそれぞれ正極２１および負極２２と接着する手順としてもよい。
【００５７】
なお、電極端子の上下に凸型シーラント２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆを用いた場合、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂ間にシーラント材が配置されない部分があるが、凸型シーラント２６ｃの横の長さＬ2をヒータヘッドの切り欠き部の幅よりも大きくとることにより、溶着時にヒータヘッドによって加圧される。これにより、熱が十分に加えられるとともに圧力により溶融したシーラントが流れて隙間なく封止される。
【００５８】
このような電池素子２０をラミネートフィルム２７にて外装し、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂを外部に導出した後、電池素子２０の周囲を熱溶着して封止する。
【００５９】
このとき、用いる凸型シーラントの厚さは５μｍ以上２００μｍ以下とするのが好適である。凸型シーラントの厚さが５μｍ未満となると、凸型シーラントの接着性が低下し、剥がれやすくなったり接着されないおそれがある。このような場合、水分が容易に浸入して電池特性の低下や電池の膨張が生じてしまう。
【００６０】
また、凸型シーラントの厚さが２００μｍを超えた場合、接着性は良いものの、凸型シーラントの厚さ分電池外側への膨らみが大きくなり、薄型、体積効率の面でデメリットとなってしまう。また、凸型シーラントが厚すぎると、回路基板挿入の際に回路基板と封止部が干渉し、電極端子が圧迫されて破断するおそれが生じたり、樹脂からなる凸型シーラントを経路として水分が浸入しやすくなり、電池特性の低下や電池の膨張が生じるおそれもある。
【００６１】
さらに、封止幅は０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲とすることができる。凸型シーラントを用いることにより接着性および封止性が向上し、従来のラミネートフィルム外装電池の封止幅よりも狭い封止幅とすることが可能となる。
【００６２】
ここで、封止幅とは実際に熱が加えられて内側樹脂層同士が凸型シーラントを介して溶着した部分の幅である。ラミネートフィルムを外装に用いた電池の場合、ラミネートフィルムを所定の大きさに切り分ける際にラミネートフィルム端部にバリが発生し、このバリが電極端子２５と短絡する場合がある。また、バリが電池外側に向かっているか、もしくはバリが無い場合であっても、ヒータブロックがラミネートフィルム端部に圧力をかけた場合にラミネートフィルムの金属層とヒータブロックとが短絡することも考えられる。そこで、ラミネートフィルム端部を避けてラミネートフィルムを溶着することにより、短絡を防止することができる。
【００６３】
この場合、電池の断面図は図１３に示すような形状となるが、封止幅とはヒータブロックが避けたことにより溶着されなかったラミネートフィルム端部は含まず、ヒータブロックによる熱で電極端子２５上下のラミネートフィルム２７が溶着された幅ｄのことである。
【００６４】
外装するラミネートフィルム２７は図１４で示したような構造であり、金属箔３１が樹脂フィルムからなる外側樹脂層３２および内側樹脂層３３に挟まれた、防湿性、絶縁性を有する多層フィルムからなる。金属箔３１は、外装材の強度向上の他、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、ステンレスあるいはニッケルメッキを施した鉄等を材料として適宜用いることができるが、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（Ａｌ）が最も好適である。なお、必要であれば金属箔３１と外側樹脂層３２および内側樹脂層３３のそれぞれの間に接着層４４および４５を設けてもよい。
【００６５】
外側樹脂層３２には外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからナイロン（Ｎｙ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００６６】
また、内側樹脂層３３は、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン（Ｎｙ）の他、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）が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００６７】
このようにして電池を作製することにより、凸型シーラントとラミネートフィルムの間に隙間が生じるのを防止し、水分浸入を抑制し、トップ部分の封止幅を狭くすることができる。このため、電池素子収容部の体積を大きくとることが可能となり、電池の高容量化を図ることができる。
【００６８】
また、電極端子部分以外はラミネートフィルムから出ない構造とすることができるため、電極端子と接続する回路基板にシーラントが干渉するのを防ぐことができる。このためシーラントおよび回路基板間のスペースを小さくすることができ、体積効率のよい電池を作製することができる。
【００６９】
（２）第２の実施形態
以下、この発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態で用いた凸型シーラント２６ａ、２６ｂ、もしくは凸型シーラント２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆのそれぞれを２層以上の多層構造とした凸型シーラント４６を用いることにより、より高い封止性および耐浸透性を実現する非水電解質電池３０について説明する。なお、以下の説明では、第１の実施形態による非水電解質電池３０を構成する部材と同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００７０】
第２の実施形態では、凸型シーラント４６以外は第１の実施形態と同様の構成、材料を用いるため、凸型シーラント４６以外の説明は省略する。また、凸型シーラント４６の形状は、第１の実施形態で用いたものと同様であるため、説明は省略する。
【００７１】
凸型シーラント４６は、例えば、図１５Ａに断面を示すような、外装材であるラミネートフィルム２７側に対向する表面層４１と、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂ側に対向する内面層４２とが積層された２層構造、もしくは図１５ｂに断面を示すような、ラミネートフィルム２７側に対向する表面層４１と、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂ側に対向する内面層４２と、表面層４１および内面層４２とに挟まれた中間層４３が積層された３層構造とすることができる。
【００７２】
凸型シーラント４６の総厚は、第１の実施形態と同様に、５μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。凸型シーラント４６の厚みが５μｍ未満になると接着性が低下してしまう。また、厚みが２００μｍを超えると電池外装の厚みが増してしまい、薄型・高容量化の実現が困難となってしまう。
【００７３】
表面層４１は、ラミネートフィルム２７の内側樹脂層３３との接着性が高く、比較的低温にて接着可能な低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、塩化ビニル等の材料を用いることができる。
【００７４】
内面層４２は、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂに対して強い接着性を有する変性ポリプロピレン、変性ポリエチレン等の変性ポリオレフィン樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、アイオノマー樹脂を用いることができる。中でも、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が好適である。
【００７５】
２層構造の場合、表面層４１は、内面層４２より低融点の樹脂材料を用い、その融点差を５℃以上とすることが好ましい。これにより、融点の高い内面層４２が絶縁層の役割を果たし、電極端子と、ラミネートフィルムの金属層３１との導通・短絡を防止することができる。
【００７６】
３層構造とする場合に設ける中間層４３としては、表面層４１および内面層４２のそれぞれよりも融点の高い樹脂材料、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、延伸ポリプロピレン、未延伸ポリプロピレン等を用いることができる。
【００７７】
３層構造の場合、表面層４１と、中間層４３との融点差を５℃以上とすることが好ましい。中間層４３を最も高い融点を有する材料とすることにより、中間層４３が絶縁層の役割を果たすため、表面層４１とラミネートフィルムの内側樹脂層３３および電極端子と内面層４２の高い接着性を維持したまま電極端子とラミネートフィルムの金属層との導通・短絡を防止することができる。
【００７８】
なお、上述の表面層４１、内面層４２および中間層４３に用いる樹脂材料としては、いずれも低透湿度の材料を用いる。
【００７９】
このような多層構造を有する凸型シーラント４６は、例えば２種以上の樹脂材料の共押し出し製法にて作製した樹脂フィルムを用いる。
【００８０】
上述のような凸型シーラント４６を用いた場合、電極端子が導出されたトップ部をヒータヘッドにて加熱した際、ラミネートフィルム２７の内側樹脂層３３と表面層４１および正極端子２５ａ、負極端子２５ｂと内面層４２がそれぞれ強固に接着され、封止性が向上する。
【００８１】
また、例えば５℃以上の融点差を設けることにより、融点の高い樹脂層が絶縁層の役割を果たす。このため、正極端子２５ａおよび負極端子２５ｂとラミネートフィルム２７の端面に露出した金属層３１との導通・短絡を回避することができ、電池性能の長期信頼性を向上させることができるとともに、電池膨れをより抑制することができる。
【００８２】
なお、融点差を５℃未満とした場合、導通・短絡の防止については第１の実施形態のような単層の凸型シーラント２６と略同等の性能を有することとなるが、性質の異なる樹脂材料を積層した凸型シーラント４６を用いているため、封止性が向上することに変わりはない。
【００８３】
このような凸型シーラント４６は、第１の実施形態と同様に、図６に示す形状および図９に示す形状のいずれも用いることができる。
【実施例】
【００８４】
［実施例１］
以下、この発明を具体的に説明する。実施例１では、電極端子の両面に配設するシーラントの形状、厚さおよびトップ部の封止幅を変えて試験用電池を作製し、水分浸入量、容量維持率、電池膨れ量を測定する。まず、電池素子を作製する。
【００８５】
［正極の作製］
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９２重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％と、粉状黒鉛５重量％とを均一に混合し、これをＮ−メチルピロリドンに分散させてスラリー状の正極合剤を調製した。この正極合剤を正極集電体となるＡｌ箔の両面に均一に塗布し、１００℃で２４時間減圧乾燥することにより正極活物質層を形成した。
【００８６】
次いで、これをロールプレス機で加圧成形することにより正極シートとし、当該正極シートを帯状に切り出して正極とし、活物質の不塗布部分に幅３ｍｍのＡｌリボンのリードを溶接した。
【００８７】
［負極の作製］
人造黒鉛９１重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン９重量％とを均一に混合し、Ｎ−メチルピロリドンに分散させてスラリー状の負極合剤を調製した。次に、この負極合剤を負極集電体となる銅箔の両面に均一に塗布し、１２０℃で２４時間減圧乾燥することにより負極活物質層を形成した。
【００８８】
次いで、これをロールプレス機で加圧成形することにより負極シートとし、当該負極シートを帯状に切り出して負極とし、物質の不塗布部分に幅３ｍｍのＮｉリボンのリードを溶接した。
【００８９】
［ゲル電解質の作製］
ヘキサフルオロプロピレンが６．９％の割合で共重合されたポリフッ化ビニリデンと、非水電解液と、希釈溶剤のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを混合し、撹拌、溶解させてゾル状の電解質溶液を得た。電解液にはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートを６：４の重量比で混合し、０．８ｍｏｌ／ｋｇのＬｉＰＦ6と０．２ｍｏｌ／ｋｇのＬｉＢＦ4を溶解して作成した。混合比は，ポリフッ化ビニリデン：電解液：ＤＭＣ＝１：６：１２の重量比とした。次いで、得られたゾル状の電解質溶液を正極及び負極の両面に均一に塗布した。その後、５０℃で３分間乾燥させて溶剤を除去して、正極及び負極の両面にゲル電解質層を形成した。
【００９０】
次いで、両面にゲル電解質層が形成された帯状の正極と、両面にゲル電解質層が形成された帯状の負極とを、セパレータを介して長手方向に巻回することにより電池素子を得た。セパレータには厚さ１０μｍ、空孔率３３％の多孔質ポリエチレンフィルムを用いた。
【００９１】
次いで、上述のようにして作製した電池素子をラミネートフィルムにて外装し、ラミネートフィルムと電極端子との間にマレイン酸変性したポリプロピレンからなるシーラントを挟み込んだ後、電池素子の周辺部のラミネートフィルムを溶着して試験用電池を作製した。試験用電池はそれぞれ外形寸法が同じになるよう、厚さ３．８ｍｍ、幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍとして作製した。このとき、電池素子の電極端子導出部分における封止辺の長さを４０ｍｍとし、サイド部を折り込んで幅３４ｍｍとした。ここで、ラミネートフィルムとしては金属層をアルミニウム、外側樹脂層をナイロン、内側樹脂層をポリプロピレンとしたものを用いた。
【００９２】
＜実施例１−１＞
上述の試験用電池において、厚さ５μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．５ｍｍとした。
【００９３】
＜実施例１−２＞
上述の試験用電池において、厚さ５μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．０ｍｍとした。
【００９４】
＜実施例１−３＞
上述の試験用電池において、厚さ２００μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．５ｍｍとした。
【００９５】
＜実施例１−４＞
上述の試験用電池において、厚さ２００μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．０ｍｍとした。
【００９６】
＜比較例１−１＞
上述の試験用電池において、厚さ４μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．５ｍｍとした。
【００９７】
＜比較例１−２＞
上述の試験用電池において、厚さ５００μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．０ｍｍとした。
【００９８】
＜比較例１−３＞
上述の試験用電池において、厚さ５μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．４ｍｍとした。
【００９９】
＜実施例１−４＞
上述の試験用電池において、厚さ２００μｍの凸型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．５ｍｍとした。
【０１００】
＜比較例１−５＞
上述の試験用電池において、厚さ５μｍの従来型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．５ｍｍとした。
【０１０１】
＜比較例１−６＞
上述の試験用電池において、厚さ５μｍの従来型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．０ｍｍとした。
【０１０２】
＜比較例１−７＞
上述の試験用電池において、厚さ２００μｍの従来型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を０．５ｍｍとした。
【０１０３】
＜比較例１−８＞
上述の試験用電池において、厚さ２００μｍの従来型シーラントを用い、電極端子導出部の封止幅を２．０ｍｍとした。
【０１０４】
このようにして作製した各実施例および比較例の試験用電池について、４．２Ｖで定電圧定電流充電を３時間行った後、０．２Ｃでの放電を行い、電圧が３．２Ｖとなった時点で放電を終了した。次いで、温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で１２０時間保存した後、水分浸入量［ｐｐｍ］、容量維持率［％］、電池膨れ量［ｍｍ］を測定した。なお、水分浸入量はカールフィッシャー測定にて測定した。また、電池膨れ量は保存前後の電池厚さを測定し、差をとって電池膨れ量とした。
【０１０５】
測定の結果を以下の表１に示す。
【０１０６】
【表１】
2007115678.tif 000003
【０１０７】
なお、水分浸入量１００［ｐｐｍ］未満、容量維持率９０［％］以上、電池膨れ量１．０［ｍｍ］未満を良品とした。
【０１０８】
実施例１−１〜実施例１−４より、凸型シーラントを用い、厚さ５μｍ以上２００μｍ以下、封止幅０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、高品質の電池を得ることができることがわかる。一方、比較例１−１および比較例１−３のように、凸型シーラントを用いた場合であっても厚さが薄い場合、もしくは封止幅が小さすぎる場合、水分が多く浸入してしまい、容量維持率が低く電池膨れが大きくなることが分かる。
【０１０９】
また、比較例１−２のように、凸型シーラントの厚さを大きくしすぎた場合、電池組み立て時に回路基板と電極端子導出部分が干渉してしまう他、電池厚さ方向に膨らんで規定のサイズをオーバーしてしまい、良品とはならない。さらに、比較例１−４のように封止幅を大きくしすぎた場合、発電要素部分の容積が小さくなってしまい、厚さ３．８ｍｍ、幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍの電池の公称容量７８０ｍＡｈに達しなかった。
【０１１０】
また、比較例１−５〜比較例１−７のように従来型のシーラントを用いた場合、厚さ５μｍ以上２００μｍ以下、封止幅０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下としても水分浸入が多く、不良品となってしまう。比較例１−８のように、厚さ２００μｍ、封止幅２．０ｍｍとした場合は電池としては良品となるものの、凸型シーラントを用い、厚さ、封止幅の条件を同一にした実施例１−４の電池と比較して性能が低くなってしまう。
【０１１１】
以上の結果から、凸型シーラントを用いた場合、従来型のシーラントと比較して電池内部に浸入する水分量を大きく遮断することができ、高電池容量を維持することが可能である。従来型のシーラントを用いた場合、封止幅を２．５ｍｍ程度としていたが、より狭い０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲においても水分浸入を抑制して良好な電池状態を保つことができるため、封止幅を狭くして高容量化を図ることも可能となる。
【０１１２】
［実施例２］
実施例２では、層構造（単層、２層、３層）および各層の樹脂材料を変化させた凸型シーラントを用いて作製した試験用電池について、トップ部の封止時の融着温度を変化させてラミネートフィルムの金属層と電極端子との導通を確認する。なお、以下の試験用電池は、外装用のラミネートフィルムとして外側樹脂層としてナイロン、金属層としてアルミニウム、内側樹脂層としてポリプロピレンを用いた。
【０１１３】
また、以下の実施例において、凸型シーラントは厚さ５０μｍのものを用いた。また、２層構造の場合は内面層と表面層、３層構造の場合は表面層と中間層の温度差が１５℃程度となるように構成した。
【０１１４】
＜実施例２−１＞
内面層に変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用い、トップ部の封止幅を２．０ｍｍとした以外は実施例１−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１１５】
＜実施例２−２＞
内面層に変性ポリエチレン（変性ＰＥ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１１６】
＜実施例２−３＞
内面層にエチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１１７】
＜実施例２−４＞
内面層にエチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１１８】
＜実施例２−５＞
内面層にアイオノマー樹脂、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１１９】
＜実施例２−６＞
内面層に変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、表面層に直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２０】
＜実施例２−７＞
内面層に変性ポリエチレン（変性ＰＥ）、表面層に塩化ビニルを用いた２層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２１】
＜実施例２−８＞
内面層に変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、中間層に２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２２】
＜実施例２−９＞
内面層に変性ポリエチレン（変性ＰＥ）、中間層に２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２３】
＜実施例２−１０＞
内面層にエチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、中間層に２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２４】
＜実施例２−１１＞
内面層にエチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、中間層に２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２５】
＜実施例２−１２＞
内面層にアイオノマー樹脂、中間層に２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２６】
＜実施例２−１３＞
内面層に変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、中間層に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２７】
＜実施例２−１４＞
内面層に変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、中間層に無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、表面層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた３層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２８】
＜比較例２−１＞
変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）単層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１２９】
＜比較例２−２＞
変性ポリエチレン（変性ＰＥ）単層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１３０】
＜比較例２−３＞
エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）単層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１３１】
＜比較例２−４＞
エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）単層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１３２】
＜比較例２−５＞
アイオノマー樹脂単層構造の凸型シーラントを用いた以外は実施例２−１と同様にして試験用電池を作製した。
【０１３３】
このようにして作製した各実施例および比較例の試験用電池を作製する際、１６０℃以下、１６０〜２１０℃、２１０℃以上のそれぞれの温度でトップ部を含む電子素子の周辺部を熱融着して封止する。さらに、４．２Ｖで定電圧定電流充電を３時間行った後、０．２Ｃでの放電を行い、電圧が３．２Ｖとなった時点で放電を終了した。このような各試験用電池について、電極端子とラミネートフィルムの金属層との間の抵抗を測定し、金属同士が接触していると考えられる数Ω程度を検出した場合には、導通しているものと判断した。なお、抵抗の測定は、テスター（日沖電機（株）製、デジタルハイテスタ３８０２）の正負プローブを、ラミネートフィルムの端面に露出した金属層と、正極端子および負極端子のそれぞれとに接続して測定した。
【０１３４】
測定の結果を以下の表２に示す。
【０１３５】
【表２】
2007115678.tif 000004
【０１３６】
表２から分かるように、内面層に電極端子に対する接着性が高い樹脂材料を、表面層にラミネートフィルムの内側樹脂層に対する接着性が高い樹脂材料を用いることにより、電極端子とラミネートフィルムの金属層との導通を防止することができる。また、単層の凸型シーラントを用いた場合と比較して広い温度範囲でトップ部の融着温度を選択することが可能であり、比較的低い温度でも高い封止性を得ることができるとともに、使用用途、汎用性に富んだシーラントであると判断できる。
【０１３７】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１３８】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値および材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値および材料を用いてもよい。
【０１３９】
また、外装としてラミネートフィルムを用いる構成の電池であれば適用可能である。例えば、電解質としてはゲル状または液状のいずれも用いることができる。また、電池素子は巻回型に限ったものではなく、例えばつづら折りにされた形状でも構わない。さらに、硬質のラミネートフィルムを用い、これを電池の最外層とした電池にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】従来の電池構成を示す外観図である。
【図２】電極端子導出部の溶着の様子を示す模式図である。
【図３】電極端子周辺部の溶着の様子を示す模式図である。
【図４】この発明を適用した非水電解質電池の構成を示す模式図である。
【図５】この発明を適用した非水電解質電池の電池素子を示す模式図である。
【図６】この発明を適用した非水電解質電池に用いるシーラントを示す模式図である。
【図７】図７Ａはヒータヘッドの上面図であり、図７Ｂは電池素子のテラス部と、導出される正極端子および負極端子を示す上面図であり、図７Ｃは用いる凸型シーラントの上面図である。
【図８】この発明を適用した非水電解質電池の構成を示す外観図である。
【図９】この発明を適用した非水電解質電池に用いるシーラントを示す模式図である。
【図１０】図１０Ａはヒータヘッドの上面図であり、図１０Ｂは電池素子のテラス部と、導出される正極端子および負極端子を示す上面図であり、図１０Ｃは用いる凸型シーラントの上面図である。
【図１１】シーラントの配置の様子を示す模式図である。
【図１２】シーラントの配置の様子を示す模式図である。
【図１３】この発明を適用した非水電解質電池の断面図である。
【図１４】この発明を適用した非水電解質電池に用いるラミネートフィルムの構成を示す模式図である。
【図１５】多層構造としたシーラントの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１・・・電池
２ａ，２５ａ・・・正極端子
２ｂ，２５ｂ・・・負極端子
３ａ，３ｂ・・・シーラント
４，２７・・・ラミネートフィルム
４ａ，３１・・・金属層
４ｂ，３２・・・外側樹脂層
４ｃ，３３・・・内側樹脂層
１０・・・ヒータヘッド
１０ａ・・・切り欠き
２０・・・電池素子
２１・・・正極
２２・・・負極
２３ａ，２３ｂ・・・セパレータ
２４・・・ゲル電解質
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，４６・・・凸型シーラント
２７ａ・・・電池収容部
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ・・・凸部
３０・・・電池
３４，３５・・・接着層
４１・・・表面層
４２・・・内面層
４３・・・中間層
【図１】
2007115678.tif 000005
【図２】
2007115678.tif 000006
【図３】
2007115678.tif 000007
【図４】
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【図５】
2007115678.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
2007115678.tif 000012
【図９】
2007115678.tif 000013
【図１０】
2007115678.tif 000014
【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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