(57)【要約】 【課題】  正極タブの折り曲げにおいても破断のない衝撃、振動に対し信頼性の高いラミネート電池を、また体積効率のよい小型化した組電池を提供する。【解決手段】  ラミネート電池は正極タブ１と負極タブ２が引き出された電池要素を収納する電池要素収納部５と、電池要素収納部５を封止する封止部６とを備え、正極タブ１と、負極タブ２は封止部６においてシール材３、４で被覆され、正極タブ１を被覆するシール材３は封止部６から外側に少なくとも１．０ｍｍ設けられている。また、正極タブ１が封止部６の外側のシール材３で被覆されている部分で折り曲げられている。また、組電池は本発明のラミネート電池を、正極タブ同士あるいは正極タブと負極タブが接続され並列及び又は直列に接続したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極タブと負極タブが引き出された電池要素を収納する電池要素収納部と、前記電池要素収納部を封止する封止部とを備え、前記正極タブと前記負極タブは封止部においてシール材で被覆され、前記正極タブを被覆するシール材は封止部から外側に少なくとも１．０ｍｍ設けられていることを特徴とするラミネート電池。
【請求項２】
前記正極タブが前記封止部から外側のシール材で被覆されている部分で折り曲げられていることを特徴とする請求項１記載のラミネート電池。
【請求項３】
請求項２に記載のラミネート電池を、前記正極タブ同士あるいは前記正極タブと前記負極タブが接続され並列及び／又は直列に接続した組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート外装材で外装したリチウムイオン電池等のラミネート電池、およびそれを組み合わせた組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高容量化、小型化の利点から、携帯電話やデジタルスチールカメラなどの携帯機器用の電源として、リチウムイオン電池が用いられ、また大電流が扱える特長から電動アシスト自転車やコードレス電動工具等パワー用途の電源としてラミネート型のリチウムイオン電池が用いられている。これらの電源に対しては更なる高容量化、小型化の要求がある。
【０００３】
図４は、従来のラミネート電池を説明する図であり、図４（ａ）はラミネート電池の正面図、図４（ｂ）は側面図である。ラミネート電池は、図４に示すように、アルミニウム箔等の金属薄膜の両面に合成樹脂製フィルムを積層したラミネート材からなるラミネート外装体にあらかじめエンボス加工等により形成した凹部からなる電池要素収納部５に、正極、負極、セパレータが積層され正極タブ１と負極タブ２が上部に引き出された電池要素を収納し、正極タブ１、負極タブ２を先端がラミネート外装体から突出すようにラミネート外装体の上に載置し、ラミネート外装体の一辺（この場合は底辺または側辺）を折り曲げて電池要素の上、及び融着部をシール材３、４で覆った正極タブ１、負極タブ２の上に重ね合わせる。次いで、正極タブ１、負極タブ２の上を含めて電池要素収納部５の周囲三辺を熱融着し、正極タブ１、負極タブ２を挟み込んだ状態で封止した封止部６を形成し、小型化のために底辺部と側辺部の封止部６を折り曲げて作製する。
【０００４】
ラミネート電池においては、保護回路を組み込んだ電池パックや複数の電池を組合わせた組電池を作製することになる。その際に正極タブ１、負極タブ２を保護回路と、あるいは電池同士で接続するが、接続前、あるいは接続後に折り曲げ加工を必要としている。リチウムイオン電池では正極タブ１は通常アルミニウムが用いられるが、アルミニウムは折り曲げ加工時に破断し易いため、ニッケル製の補助タブ１１を正極タブ１に超音波溶接等により接続していた。補助タブ１１の部分で折り曲げを行い破断を防止していた。
【０００５】
特許文献１には、アルミニウムからなる電池要素から引き出された正極タブとニッケルからなる外部正極端子とを外装体の封止部で接続する電池が提案されているが、封止部で正極タブと外部正極端子が接続のため重なり封止が不完全になると接続部が電解液等により腐食されることがある。また、特許文献２では、正極タブに純アルミニウムまたはアルミニウム合金の焼鈍材を使用する電池が提案されているが、アルミニウムの材料自体が軟らかくなるため加工性、特に切断等に問題があった。さらに特許文献３では封止性の向上のために２種類のシール材を使用した電池が提案されているが、封止部の外側のシール材について、および正極タブの折り曲げについては記載されていない。
【０００６】
図５は、従来のラミネート電池を組み合わせた組電池の側面図である。ラミネート電池７を組み合わせる際には正極タブ１および負極タブ２を電気的に接続することになるが、正極タブ１、負極タブ２を封止部６から直線上に延ばし、先端部で接続していた（特許文献４参照）。しかしながら、正極タブ、負極タブを先端部で接続すると、ラミネート電池７の外装体の封止部６から正極タブ１、負極タブ２の先端部までのスペースは組電池の容量に寄与しないスペースとなっているため、組電池としての体積効率が悪いものとなっていた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２６０３４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３５３４号公報
【特許文献３】特開２００５−２４３５２６号公報
【特許文献４】特開２００５−２２２７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のラミネート電池においては、保護回路と接続する、あるいは組電池としてラミネート電池同士を接続する際に正極タブを折り曲げ加工することがあるが、破断を防ぐため補助タブを接続し折り曲げしていた。そのため、補助タブ、および補助タブの接続工数が必要であった。また、正極タブと補助タブを接続するため封止部近傍で正極タブを折り曲げることができないため、組電池にする際にデッドスペースが生じていた。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、正極タブの折り曲げにおいても破断のない衝撃、振動に対し信頼性の高いラミネート電池を、また体積効率のよい小型化した組電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のラミネート電池は、正極タブと負極タブが引き出された電池要素を収納する電池要素収納部と、前記電池要素収納部を封止する封止部とを備え、前記正極タブと、前記負極タブは封止部においてシール材で被覆され、前記正極タブを被覆するシール材は封止部から外側に少なくとも１．０ｍｍ設けられていることを特徴とする。また、前記正極タブが封止部から外側のシール材で被覆されている部分で折り曲げられていることを特徴とする。また、本発明の組電池は、前記ラミネート電池を、前記正極タブ同士あるいは前記正極タブと前記負極タブが接続され並列及び又は直列に接続したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、正極タブが封止部の外側のシール材で被覆されている部分で折り曲げられているため、正極タブの折り曲げに対する強度が向上し、直接他のタブ等と接続できるため、補助タブ、補助タブ接続工程を必要とせず、材料、工数の削減となる。また、封止部近傍での折り曲げによりデッドスペースが減少し、ラミネート電池の信頼性を損なうことなく小型化が可能となる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明のラミネート電池の実施の形態を説明する図であり、図１（ａ）はラミネート電池の正面図、図１（ｂ）は側面図である。図２は、本発明のラミネート電池の実施の形態の正極タブを折り曲げた後の状態を説明する図であり、図２（ａ）はラミネート電池の正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【００１３】
本発明のラミネート電池の製造について説明する。まず、アルミニウム箔からなる正極集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出するＬｉＭｎ2Ｏ4等の正極活物質を含む正極塗布層を有する正極と、銅箔からなる負極集電体上にリチウムイオンを吸蔵、放出するグラファイト等の負極活物質を含む負極塗布層を有する負極とを、ポリオレフィン製のセパレータを介して扁平に巻回、或いは積層し電池要素を形成する。このとき外部接続端子として正極集電体にはアルミニウムからなる正極タブ１、負極集電体にはニッケルからなる負極タブ２を接続しておく。
【００１４】
この電池要素をアルミニウム箔等の金属薄膜の両面に合成樹脂製フィルムを積層したラミネート材からなるラミネート外装材にあらかじめエンボス加工等により凹部を形成した電池要素収納部５に挿入する。その際に正極タブ１、負極タブ２には封止される部分をシール材３、４で被覆するがシール材３、４は封止部より外側にも少なくとも１．０ｍｍ設けておき、後の工程で正極タブ１、負極タブ２を折り曲げる際に正極タブ１、負極タブ２を補強することとなる。シール材３、４は封止部の外側に少なくとも１．０ｍｍ幅あればよいが正極タブ１、負極タブ２を溶接する際の妨げにならないよう５．０ｍｍ幅以内にしておくとよい。正極タブ１、負極タブ２の先端はラミネート外装体から突出すようにラミネート外装体の凹部に載置しラミネート外装体の一辺（この場合は底辺）を折り返して電池要素の上、及びシール材３、４で被覆した正極タブ１、負極タブ２の上に重ね合わせる。次いで、正極タブ１、負極タブ２上を含めて電池要素収納部５の周囲を電解液注入部を残して熱融着し、正極タブ１、負極タブ２を挟み込んだ状態で封止部６を形成する。その後、真空含浸法により電解液を注入したのち、電解液注入部を封止し、側面および底面の封止部６を折り曲げて図１に示すようなラミネート電池７を作製する。ここでシール材３、４は正極タブ１、負極タブ２とラミネート外装材の密着性の向上とともに、後に正極タブ１を折り曲げ加工する際に折り曲げ部を被覆することにより折り曲げによる正極タブ１の損傷を防止することになる。
【００１５】
このような構成のラミネート電池７は、使用機器により保護回路と接続したり、複数のラミネート電池を組み合わせて接続し組電池とするが、その際にラミネート電池７は、正極タブ１、負極タブ２を折り曲げて接続することになる。正極タブ１は図２に示すように、封止部６の外側のシール材３が正極タブ１を被覆する部分で治具等を利用して折り曲げ加工を行う。負極タブ２も同様にして折り曲げ、正負極タブを折り曲げたラミネート電池を完成させる。ここでは正極タブ１と負極タブ２は反対方向に折り曲げているが、組電池とせずに保護回路と接続する場合には同一方向に折り曲げてもよい。
【００１６】
次に、本発明の組電池の実施の形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の組電池を説明する図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。正極タブ１と負極タブ２を封止部の外側のシール材３で被覆された部分でそれぞれ反対方向に折り曲げたラミネート電池７を折り曲げ方向が逆となる２種類それぞれ２個ずつを交互に並べて、正極タブ１と負極タブ２を超音波溶接等の接続手段により接続し図３に示すような直列接続の組電池を得る。ここでは直列接続としたため、正極タブ１と負極タブ２を接続したが、並列接続とする場合には同極のタブ同士を接続することになるが、正負極タブの長さを接続に必要な長さに調整することができる。
【実施例】
【００１７】
図１に示すように、幅１２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム製の正極タブ１と、幅１２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのニッケル製の負極タブ２が引き出された幅６０ｍｍ、高さ６８ｍｍ、厚さ１２ｍｍの電池要素を、正極タブ１と負極タブ２の封止部６を厚さ０．１ｍｍのシール材３、４で被覆し、アルミニウム箔の両面に合成樹脂フィルムを積層したラミネート外装体にエンボス加工により形成した電池要素収納部５に挿入した後、底辺で折り返して電池要素の上およびシール材３、４で被覆した正極タブ１、負極タブ２の上に重ね合わせ、電解液注入部を除く電池要素収納部の周囲を熱融着した。このときシール材３、４は封止部６から外側に１．０ｍｍ設けた。電解液注入後、電解液注入部をを封止し、側面および底面の封止部６を折り曲げた。
【００１８】
次に、図２に示すように、正極タブ１を封止部６の外側のシール材３が正極タブ１を被覆する部分で治具等を利用して曲率半径Ｒ０．５で９０度折り曲げ加工を行った。折り曲げ加工の際には正極タブ１の折り曲げ部がシール材３で被覆されている必要があるが、シール材で被覆されている部分が長くなっても折り曲げには特に影響しないので、シール材を長めにしておいてもよい。負極タブ２については曲げ方向を正極タブ１とは反対方向に折り曲げ加工を行った。
【００１９】
このような正極タブ１と負極タブ２の折り曲げ加工を行ったラミネート電池７とこれとは逆方向に折り曲げ加工を行ったラミネート電池７を２種類それぞれ２個を交互に並べて正極タブ１と負極タブ２を接続し、図３に示すような４個直列の組電池を組み立てた。この組電池の正極タブ１、負極タブ２の占める空間を含めた容積は２０１．６ｃｍ3（幅６０ｍｍ、高さ７０ｍｍ、厚さ４８ｍｍ）となり、従来の正極タブに補助タブを接続して作製した組電池の容積２１３．１ｃｍ3（幅６０ｍｍ、高さ７４ｍｍ、厚さ４８ｍｍ）に比較して９４．６％、また図５のように、正極タブ、負極タブの先端で接続した組電池の容積２３０．４ｃｍ3（幅６０ｍｍ、高さ８０ｍｍ、厚さ４８ｍｍ）に比較して８７．５％の容積となり、容積の低減をすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のラミネート電池の実施の形態の説明図、図１（ａ）はラミネート電池の正面図、図１（ｂ）は側面図。
【図２】本発明のラミネート電池の実施の形態の正極タブを折り曲げた後の状態の説明図、図２（ａ）はラミネート電池の正面図、図２（ｂ）は側面図。
【図３】本発明の組電池の説明図、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図。
【図４】従来のラミネート電池の説明図、図４（ａ）はラミネート電池の正面図、図４（ｂ）は側面図。
【図５】従来のラミネート電池を組み合わせた組電池の側面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    正極タブ
１１    補助タブ
２    負極タブ 
３，４    シール材
５    電池要素収納部
６    封止部
７    ラミネート電池 
【図１】
2007214025.tif 000003
【図２】
2007214025.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007214025.tif 000006
【図５】
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