(57)【要約】【課題】  電池容量を低下させることなく、セパレータのしわ、破断の発生を抑制しつつ、ガスの放出経路を有し、電極積層体の位置ずれの起こりにくく、電極積層体の固定化による外装体収容時の作業性の向上した積層型リチウムイオンポリマー電池を提供する。【解決手段】  正極１３、負極１４、セパレータ１５およびゲル電解質を具備するリチウムイオンポリマー電池であって、セパレータ１５を介して正極１３と負極１４を積層した電極積層体２３が、絶縁性多孔質シート２１、２４で包囲、固定され、ラミネート外装される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、セパレータおよびゲル電解質を具備するリチウムイオンポリマー電池であって、セパレータを介して正極と負極を積層した電極積層体が、絶縁性多孔質シートで包囲、固定され、ラミネート材で外装されたことを特徴とする積層型リチウムイオンポリマー電池。
【請求項２】
前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、前記正極、負極と接触していない前記電極積層体の側面の周縁部分で少なくとも１箇所融着、固定されたことを特徴とする請求項１に記載の積層型リチウムイオンポリマー電池。
【請求項３】
前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、電極と接触していない側面の周縁部分で断続的に少なくとも２箇所融着、固定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の積層型リチウムイオンポリマー電池。
【請求項４】
前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、前記電極積層体の側面の下端面または上端面に集積され、電極と接触していない側面の周縁部分で断続的に少なくとも２箇所融着、固定されたことを特徴とする請求項２または３に記載の積層型リチウムイオンポリマー電池。
【請求項５】
前記セパレータと、前記絶縁性多孔質シートの融着部が、前記電極積層体の側面に沿うように折り曲げられたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の積層型リチウムイオンポリマー電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型リチウムイオンポリマー電池に関し、さらに詳しくは、ラミネート外装された積層型リチウムイオンポリマー電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンポリマー電池は、電解液を用いないことによる耐漏液性が向上することから、生産性の良好なラミネート外装体の使用が可能となり形状選択の自由度が高い特徴を有する。
【０００３】
現在、ラミネート外装された角型リチウムイオンポリマー電池には、巻回した電極を扁平に成型した巻回型電池と、平板状の電極を積層した積層型電池がある。
【０００４】
積層型電池では、正極、セパレータ、負極を順に重ねて電極積層体を作製する。ゲル電解質を使用する場合、電解液よりイオン伝導度が低く、抵抗が大きくなることからセパレータの薄型化が必要となる。薄型化した場合、異物などによるマイクロショートが懸念されるが、電極とセパレータ界面に形成されたゲル電解質によりこれらが低減されるため、セパレータを薄型化することができるようになる。しかしながら、薄型のセパレータは、ハンドリングが難しく、積層時に位置ずれが発生し内部ショートの原因や、しわが発生して抵抗の増加の原因となることもある。自立型のゲル電解質シートを使用してセパレータを用いない構造が取られることもあるが、温度上昇時にゲル電解質の強度が低下するため、ショート発生の恐れがあり安全性の面で十分ではなかった。
【０００５】
この問題を解決するために、正極または負極の一方を多孔質シートからなる支持体を袋状に加工したものに収容し、電極と一体化した電池が提案されている（例えば特許文献１）。しかし、ゲル電解質を用いる場合には、電解液にゲル化成分を加えたプレゲル溶液は、電解液のみの場合と比較して粘度が高いことと、薄型化された多孔質シートが強度を保つために気孔率が低くなっていることより、プレゲル溶液が多孔質シートを透過する速度が低下する。このため、電極の周囲を袋状多孔質シートで包囲するとプレゲル溶液の電極中への含浸性が低下する。また、プレゲル溶液を減圧含浸した場合、活物質の隙間に存在するガス層の外部への放出が必要となるが、支持体を袋状に加工することでガス放出の経路も制限されるため、ガスが残留する恐れがある。また、多孔質シートで包囲した電極単体を積層し外装体へ収容する際に、独立した電極を重ね合わせるため、作業性が悪いという問題があった。
【０００６】
また、角型電池の複数の袋状のセパレータの周縁の一部または全部において相互を溶着により固着し電極群を固定化した電池が提案されている（例えば特許文献２）。それによれば、固定化された電極群は、積層体を外装缶ケースに縦向きに収容される。電解液の減圧含浸時に発生するガスの放出経路は確保されるが、電極群最外層がセパレータにより包囲されている場合、収容時の外装ケースと電極群最外層上のセパレータの接触による摩擦により、セパレータにしわが発生する恐れがある。また、最外層上のセパレータのしわに引っ張られ積層された電極間のセパレータも、しわまたは引っ張りによる破断が発生し、ショート不良が発生する恐れがある。電極群最外層が正極または負極である場合においても、摩擦によるしわ、破断を防ぐためには、溶着固定されたセパレータ部分と外装体との間に一定の空隙を設ける必要がある。そのため、体積効率が低下する欠点があった。また、空隙が小さい場合、外装缶ケースとの接触によりしわや引張りによる破断が発生する恐れがある。さらに、外装体収容時に電極群の最外層に電極を配置する際に、位置ずれが起こりやすく、作業性にも問題があるなどの欠点があった。
【０００７】
さらに、電極群を固定する方法として、積層した電極群の外周を粘着テープ等で固定する方法が知られているが、体積効率の低下や粘着テープ等は細孔が存在しないため電解液やプレゲル溶液の含浸を妨げ、容量が低下する問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８８１３０号公報
【特許文献２】特開平１０−６４５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
積層型リチウムイオンポリマー電池において、ゲル電解質層の抵抗減少と体積効率向上のために、薄型のセパレータを適用することができるが、積層時の電極位置ずれによる内部ショートや、しわの発生による抵抗の増加の原因となることもある。また、袋状のセパレータに正極または負極を収容し積層すると電極の位置ずれによる内部ショートは抑えられるが、セパレータで包囲した電極単体を積層し外装体へ収容する際に、独立した電極を複数重ね合わせるため、作業性が低い。また、プレゲル溶液の真空含浸時に発生するガスの放出経路が少なくなり、残留ガスが多くなる。すなわち、本発明は、電池容量を低下させることなく、セパレータのしわ、破断の発生を抑制しつつ、ガスの放出経路を有し、電極積層体が位置ずれを起こさず、外装体収容時の作業性を向上した積層型リチウムイオンポリマー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】
前記課題を解決するため、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、正極、負極、セパレータおよびゲル電解質を具備するリチウムイオンポリマー電池であって、セパレータを介して正極と負極を積層した電極積層体が、絶縁性多孔質シートで包囲、固定され、ラミネート材で外装されたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、前記正極、負極と接触していない前記電極積層体の側面の周縁部分で少なくとも１箇所融着、固定されてもよい。
【００１２】
また、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、電極と接触していない側面の周縁部分で断続的に少なくとも２箇所融着、固定されてもよい。
【００１３】
また、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、前記セパレータと、前記電極積層体を包囲した前記絶縁性多孔質シートが、前記電極積層体の側面の下端面または上端面に集積され、電極と接触していない側面の周縁部分で断続的に少なくとも２箇所融着、固定されてもよい。
【００１４】
また、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、前記セパレータと、前記絶縁性多孔質シートの融着部が、前記電極積層体の側面に沿うように折り曲げられてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、積層された複数のセパレータと電極積層体を包囲する絶縁性多孔質シートが相互に融着固定されることにより、電極位置ずれを防止し、内部ショートを防ぐことができ、歩留まりが改善し、電極の積層時のまたは積層後、プレゲル溶液含浸時等のしわの発生を抑制することができ、内部ショートや、容量の低下を防ぐことができ、セパレータと絶縁性多孔質シートが電極と接していない周縁部分で融着固定することにより、プレゲル溶液含浸時のガス放出経路を確保でき、容量低下を防ぐことができ、電極積層時にセパレータと絶縁性多孔質シートを相互に一括で融着固定するため、電極積層体の作製時間を短縮することができ、複数の電極がセパレータと絶縁性多孔質シートによりすべて固定化されているため、電極積層体を外装体へ収容する際の作業性を大幅に向上することができ、電極群の最外面にも絶縁性多孔質シートを配置するため、電池内部での保液性を高めることができるためゲル電解質不足を防ぎサイクル特性に有利に作用し、エンボス加工したラミネート外装体を用い、電極積層体を外装体へ収容する際に外装体と絶縁性多孔質シートの摩擦による引っ張りを低減し、しわや破断による内部ショートを防ぎ、体積効率に優れた積層型リチウムイオンポリマー電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。まず材料について説明する。正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉxＭｎ2-ｘＯ4など金属酸化物正極材料が使用できる。負極活物質としては、例えば、黒鉛や金属リチウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、ラミネート外装のため安全性を考慮すると前者が望ましい。
【００１７】
セパレータは、不織布、ポリオレフィン微多孔膜など一般的にリチウムポリマー電池で使用されるものであれば特に限定されるものではない。材質はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレンなど、多孔質を有するものであればよい。好ましくは、ポリエチレン製の微多孔膜で膜厚が５〜２５μｍ、さらに好ましくは７〜１６μｍがよい。電極積層体の上端面と下端面に配置される絶縁性多孔質シートは、電極間に配置されるセパレータと必ずしも同様の材質、膜厚である必要はなく、必要に応じて、材質、膜厚を選ぶことができる。
【００１８】
ゲル電解質に含まれるゲル化成分として、たとえば熱重合可能な重合基を一分子あたり２個以上有するモノマー、またはオリゴマー、共重合オリゴマーなどが挙げられる。前記ゲル化成分としては、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、プロピレンジアクリレート、ジプロピレンジアクリレート、トリプロピレンジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートなどの２官能アクリレート、また、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの３官能アクリレート、また、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの４官能アクリレート、および、上記メタクリレートモノマーなどが挙げられる。
【００１９】
上記ゲル化成分の他に、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレートなどのモノマー、これらの共重合体オリゴマーやアクリロニトリルとの共重合体オリゴマーが挙げられる。
【００２０】
また、ポリフッ化ビニリデンやポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニトリルなどの、可塑剤に溶解させ、ゲル化させることのできるポリマーも挙げられる。
【００２１】
前記ゲル化成分としては、記載されたモノマー、オリゴマー、またはポリマーに限定されるものではなく、ゲル化可能なものであれば、使用できる。また、ゲル化には一種類のモノマー、オリゴマーまたはポリマーに限定されるものではなく、必要に応じて２〜数種のゲル化成分を混合しても使用できる。
【００２２】
ゲル電解質に含まれる可塑剤としては、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、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン、１、２−ジメトキシエタンなどの一般的にリチウムイオン電池に用いられる有機溶媒が使用できる。
【００２３】
ゲル電解質に含まれる電解質は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2など一般的にリチウムイオン電池に用いられる電解質が使用できる。
【００２４】
必要に応じて、熱重合開始剤としてベンゾイン類、パーオキサイド類などが使用できる。
【００２５】
次に、構成について説明する。本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池は、正極活物質を正極集電体上に形成した正極と、負極活物質を負極集電体上に形成した負極を負極より広い面積のセパレータを介して順次積層した電極積層体を、絶縁性多孔質シートで包囲し、固定化したものである。
【００２６】
即ち、電極積層体の側面に沿って折り返されたセパレータと、積層体を包囲した絶縁性多孔質シートを、電極積層体の下端面へ集積し、電極と接していない周縁部分で断続的に少なくとも１箇所以上相互に融着固定された部分を有する電極積層体を、ラミネート外装体に収容し、プレゲル溶液を絶縁性多孔質シートが融着固定されていない部分を有する一辺から注入し、真空含浸後、プレゲル溶液注入部分を減圧下で融着し、加熱により、プレゲル溶液をゲル化し、ラミネート材で外装された積層型リチウムイオンポリマー電池を得る。
【００２７】
また、あらかじめ電極またはセパレータにゲル化成分を塗布し、セパレータと、積層体を包囲した絶縁性多孔質シートを、電極積層体の下端面へ集積し、電極と接していない周縁部分で断続的に少なくとも１箇所以上相互に融着固定された部分を有する電極積層体を、ラミネート外装体へ収容し、可塑剤、および必要に応じて重合に必要な開始剤成分を注入し、真空含浸後、注入部分を減圧下で融着し、必要によりゲル化させることで、積層型リチウムイオンポリマー電池を得ることもできる。
【００２８】
本発明においては、セパレータと電極を積層後に、セパレータと絶縁性多孔質シートを電極積層体の下端面または上端面に集積し相互に融着固定する場合と、セパレータと絶縁性多孔質シートを所定数積層し融着固定してから、電極を挟み込む場合がある。また、少なくとも一箇所以上を融着固定した後、融着箇所が積層体の下端面または上端面になるように電極を挟み込んだ後、未融着箇所を融着する場合もある。
【００２９】
また、絶縁性多孔質シートを相互に固定する手段としては、熱融着、圧着、超音波融着等が挙げられる。
【実施例１】
【００３０】
実施例１について、図１〜５を参照して説明する。図１は、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例１の電極積層体を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定する時の断面図であり、図２は、図１の絶縁性多孔質シートを融着固定した後の斜視図であり、図３は、図２の絶縁性多孔質シートの融着部を折り曲げた後の斜視図であり、図４は、図３の電極積層体をラミネート外装体に収容する時の斜視図であり、図５は、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例１のラミネート外装後の断面図である。
【００３１】
正極１３は次のように作製した。まず、ＬｉＭｎ2Ｏ4を８５重量（以下ｗｔと表す）％、導電補助材としてアセチレンブラックを７ｗｔ％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン８ｗｔ％とを混合したものに、Ｎ−メチルピロリドンを加えてさらに混合して正極スラリーを作製し、これを集電体となる厚さ２０μｍのＡｌ箔両面にロールプレス処理後の厚さが１６０μｍになるように塗布した。さらに、集電端子用に塗布部に接続した未塗布部を作り、未塗布部が集電端子となるように残して電極部分が７０ｍｍ×１５０ｍｍになるように切断し正極１３とした。
【００３２】
負極１４は、次のように作製した。黒鉛９０ｗｔ％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン１０ｗｔ％とを混合し、Ｎ−メチルピロリドンを加えてさらに混合して負極スラリーを作製し、これを集電体となる厚さ１０μｍのＣｕ箔両面にロールプレス処理後の厚さが１２０μｍになるように塗布した。さらに集電端子用に塗布部に接続した未塗布部を作り、未塗布部が集電端子となるように残して電極部分が７３ｍｍ×１６０ｍｍになるように切断し負極１４とした。
【００３３】
セパレータ１５、絶縁性多孔質シート２１、２４は、膜厚１２μｍ、気孔率３５％のポリエチレン製の微多孔膜のものを使用した。
【００３４】
プレゲル溶液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０ｗｔ％とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）５８ｗｔ％に、リチウム塩としてＬｉＰＦ6の１２ｗｔ％を含む電解液に対して、ゲル化材としてトリエチレングリコールジアクリレートとトリメチロールプロパントリアクリレートをそれぞれ３．８ｗｔ％、１ｗｔ％を加え、よく混合した後に、重合開始剤として、ｔ−ブチルパーオキシピバレートを０．５ｗｔ％混合して作製した
【００３５】
次に、電極積層体２３の作製について説明する。所定の位置に負極塗布面積より大きくなるよう１００ｍｍ×１７０ｍｍに切断した絶縁性多孔質シート２４を置き、正極１３、セパレータ１５、負極１４、さらにセパレータ１５の順に順次積層し、正極と負極が１０対となるようにした。このとき、最上面に位置する絶縁性多孔質シートが電極積層体２３の上端面の絶縁性多孔質シート２１となる。次に、集電端子となる正極端子１１、負極端子１２の辺に対して側面にあたる辺のうち１辺の電極と接していない部分を、図１に示すように、上から融着治具２５をあてて、融着部分が電極積層体２３の下端面になるように融着幅２ｍｍで融着固定を行い融着部２２を作製した。また、残りの側面も同様に融着固定を行い、融着部の幅が２ｍｍとなるように切断し、図２に示すように絶縁性多孔質シートに包囲された電極積層体２３を作製した。
【００３６】
次に、図３に示すように、融着部２２を側面に沿うように電極積層体上端面方向へ９０°折り曲げた。電極積層体２３は厚さ３．１５ｍｍであったので、幅２ｍｍの融着部２２を折り返したとき、折り返し部分は、電極積層体２３の厚さ以内であった。
【００３７】
次に、電極の集電端子部分に、外部取出し用のタブを取り付けた。正極端子１１にはアルミタブ１８、負極端子１２にはニッケルタブ１９を用いた。
【００３８】
続いて、図４に示すように、電極積層体２３をエンボス加工したラミネート外装体１６に収容した。その際、ラミネート外装体１６と電極積層体２３の接触は折り返した融着部２２のみであり、折り返した融着部２２は絶縁性多孔質シート単体よりも強度が増しているため、摩擦によりしわや破断がおこることなく、また、電極の位置ずれもなく収容された。
【００３９】
次に、図５に示すように、電極積層体２３を収容したエンボス加工ラミネート外装体の一辺を折り返し、プレゲル溶液注液用の部分を残して熱融着を行った。
【００４０】
次に、プレゲル溶液を注液部分から注液し真空含浸を行い、その後減圧下で残りの部分を熱融着した。このとき、含浸性とガス放出を考慮し絶縁性多孔質シートが融着固定されていない部分から注液を行った。
【００４１】
ラミネート材で封止した電池を８０℃で２時間置いてゲル化させ、積層型リチウムイオンポリマー電池を得た。
【実施例２】
【００４２】
図６は、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例２の電極積層体２３を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定する時の断面図であり、図７は、図６の絶縁性多孔質シートを融着固定し折り曲げた後の斜視図である。
【００４３】
負極の幅７３ｍｍより大きい幅７５ｍｍに設定した凹形の型２６に、負極塗布面積より大きくなるよう１００ｍｍ×１７０ｍｍに切断した絶縁性多孔質シート２４を置き、正極１３、セパレータ１５、負極１４、さらにセパレータ１５の順に順次積層し、正極と負極が１０対となるようにした。このとき、最上面に位置する絶縁性多孔質シートが電極積層体２３の上端面の絶縁性多孔質シート２１となる。次に１辺の電極と接していない部分を上から融着治具２５をあてて、融着部２２が電極積層体２３の上端面になるように融着幅２ｍｍで融着固定し、また、残りの側面も同様に融着固定し、融着部の幅が２ｍｍとなるように切断し、図６に示すように電極積層体２３を作製した。
【００４４】
次に、図７に示すように、融着部２２を電極積層体下端面方向へ９０°折り曲げた。電極積層体２３は厚さ３．１５ｍｍであったので、幅２ｍｍの融着部２２を折り返したとき、折り返し部分は、電極積層体２３の厚さ以内であった。
【００４５】
エンボス加工したラミネート外装体に、電極積層体２３を収容する際は、電極積層体２３を裏返して、融着固定した絶縁性多孔質シートがエンボス加工底面へ配置されるようにおこなった。その他の項目については、実施例１と同様とした。
【実施例３】
【００４６】
図８は、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例３の電極積層体をラミネート外装体に収容する時の斜視図であり、図９は、図８のラミネート外装体に収容した後の断面図である。
【００４７】
本実施例は、実施例１と同様に電極積層体２３を作製し、図８に示すようにエンボス加工していない平板状のラミネート外装体１７で上下から挟み、図９に示すように注液部分以外を熱融着した。そのほかは実施例１と同様に作製した。
【実施例４】
【００４８】
図１０は、本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例４の電極積層体２３を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定し折り曲げた後の断面図である。所定の位置に電極積層体２３を包囲できる大きさ１００ｍｍ×１７０ｍｍに切断した絶縁性多孔質シート２４を置き、およそ右半分の位置に正極１３、セパレータ１５、負極１４、さらにセパレータ１５の順に順次積層し、正極と負極が１０対となるようにした。このとき、最上面に電極が配置されるように積層し、下端面の絶縁性多孔質シート２４の残り半分を電極積層体２３の上面に配置した。次に、絶縁性多孔質シート２４とセパレータ１５が重なり、かつ電極と接していない部分を上から融着治具をあてて、融着部２２が電極積層体２３の上端面になるように融着幅２ｍｍで融着固定を行い融着部２２を作製し、図１０に示すように電極積層体２３を作製した。その他の項目については、実施例１と同様とした。
【００４９】
（比較例１）
正極を袋状のセパレータに収容し負極と重ね合わせたものを、図１１に示すように電極積層体２３とした以外は、実施例１と同様とした。
【００５０】
（比較例２）
２辺を融着することで、筒状となったセパレータに正極を収容し、負極と重ね合わせたものを、図１２に示すように電極積層体２３とした以外は、実施例１と同様とした。
【００５１】
（比較例３）
本比較例は、電極間に配置されたセパレータを、電極の周縁部分で断続的に２箇所融着固定したが、その際、図１３に示すように融着位置を電極積層体２３の側面のほぼ中心部分で融着固定を行った以外は、実施例１と同様とした。
【００５２】
表１に、各実施例と比較例から得られたラミネート外装リチウムイオンポリマー電池の内部ショート率と、実施例１の作業時間を１００としたときの、電極積層体作製の相対時間、また、ラミネート外装への収容作業の相対時間を示す。また、放電レートが１Ｃのときの電池容量をあわせて示した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
実施例１は、内部ショートが比較的少なく、容量は１．８５Ａｈでもっとも大きい容量であったが、プレゲル溶液含浸時のガス放出が容易であり、かつ、セパレータにしわが発生せず、抵抗成分が最低限に抑えられたためである。実施例２は、内部ショート率がさらに低減され、かつ作業時間が大幅に短縮される。これは、電極積層体を作製する際に、電極の位置だしが非常に容易であるためである。また、実施例１同様にセパレータにしわが発生せず、抵抗成分が最低限に抑えられたため、容量も１．８５Ａｈが得られた。実施例３は、ラミネート外装体への収容作業において若干時間がかかった。実施例は、内部ショート率は高めであったが、作業性は実施例１とほぼ同等であった。また、融着固定部分が一箇所であるため、体積効率が改善する傾向にあった。
【００５５】
比較例１は、内部ショート率は低いが、セパレータを電極の枚数分袋状にする必要があるため、電極積層体作製に時間がかかり、効率が非常に低い。また、複数の独立した電極を積層してタブを取り付ける作業や、外装体へ収容する際に、作業性が非常に悪い。また、プレゲル溶液含浸時のガス放出経路が制限されたため、電極積層体内にガスが残留し、容量低下が起こった。比較例２は、作業性はほぼ比較例１と同等であり、ガス放出経路があるため、容量が比較例に対して増加した。比較例３は、絶縁性多孔質シートを相互に融着固定する際、作業性が悪く、セパレータの引きつれが起こり、しわや破断が発生し、内部ショート率が高かった。また、ラミネート外装へ収容する際に、融着固定部分が電極積層上端面までかかり、そのため、積層体に凹凸が発生し、圧力のばらつきが原因で容量低下が起こった。
【００５６】
以上のように、積層する全ての電極を絶縁性多孔質シートで包囲、固定するため、積層時の電極の位置ずれや、しわが起こりにくく、内部ショート率が大幅に低減された。また、積層して一括融着固定するため、非常に作業性が高く、また、ラミネート外装へ収容する際の取り扱いも非常に容易であり、外装への収容時の電極位置ずれや、絶縁性多孔質シートの摩擦によるしわ、破断の発生が抑制され、内部ショート率が大幅に低減された。さらに、プレゲル溶液含浸時のガス放出が容易であることから、抵抗が抑制でき、容量が得られた。また、絶縁性多孔質シート融着固定部分が電極積層体の側面に配置されるため、面方向での圧力ばらつきがなく、特性が良好となった。すなわち、非常に高い作業性であり、高い容量と低い内部ショート不良率のリチウムイオンポリマー電池が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例１の電極積層体を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定する時の断面図。
【図２】図１の絶縁性多孔質シートを融着固定した後の斜視図。
【図３】図２の絶縁性多孔質シートの融着部を折り曲げタブを取り付けた後の斜視図。
【図４】図３の電極積層体をラミネート外装体に収容する時の斜視図。
【図５】本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例１のラミネート外装後の断面図。
【図６】本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例２の電極積層体を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定する時の断面図。
【図７】図６の絶縁性多孔質シートを融着固定し折り曲げた後の斜視図。
【図８】本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例３の電極積層体をラミネート外装体に収容する時の斜視図。
【図９】図８のラミネート外装体に収容した後の断面図。
【図１０】本発明の積層型リチウムイオンポリマー電池の実施例４の電極積層体を包囲する絶縁性多孔質シートを融着固定し折り曲げた後の断面図。
【図１１】比較例１の電極積層体の斜視図。
【図１２】比較例２の電極積層体の斜視図。
【図１３】比較例３の融着固定後の電極積層体の断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１１    正極端子
１２    負極端子
１３    正極
１４    負極
１５    セパレータ
１６    （エンボス加工した）ラミネート外装体
１７    （平板状の）ラミネート外装体
１８    アルミタブ
１９    ニッケルタブ
２１    （電極積層体上端面の）絶縁性多孔質シート
２２    融着部
２３    電極積層体
２４    （電極積層体下端面の）絶縁性多孔質シート
２５    融着治具
２６    凹形の型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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