(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミネートフィルムからなる外装材に素電池が収容され、熱溶着により封入されるとともに、上記素電池を構成する正極及び負極とそれぞれ導通される電極端子リードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に露出されてなる非水電解質電池において、
上記素電池は、集電体上に活物質層を形成した長尺状の正極及び負極が巻回されてなる偏平な巻回体よりなり、上記電極端子リードは、上記巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体に取り付けられており、
上記電池素子を構成する電解質が、マトリクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質であり、
上記電極端子リードは、上記偏平な巻回体の一端面においてこの巻回体の一側面と略面一になるように折り曲げられていることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
上記偏平な巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体が露出され上記電極端子リードが取り付けられるとともに、これら集電体及び電極端子リードがゲル電解質又は固体電解質で覆われていることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
上記電池素子を構成する負極は、リチウムをドープ、脱ドープし得る材料を含む負極であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項４】
上記リチウムをドープ、脱ドープし得る材料が炭素材料であることを特徴とする請求項３記載の非水電解質電池。
【請求項５】
上記電池素子を構成する正極は、リチウムと遷移金属の複合酸化物を含む正極であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項６】
ラミネートフィルムからなる外装材に、電解質がマトリクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質である素電池が収容され、熱溶着により封入されるとともに、上記素電池を構成する正極及び負極とそれぞれ導通される電極端子リードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に露出されてなり、
上記素電池は、集電体上に活物質層を形成した長尺状の正極及び負極が巻回されてなる偏平な巻回体よりなり、上記電極端子リードは、上記巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体に取り付けられており、
上記電極端子リードは、上記偏平な巻回体の一端面においてこの巻回体の一側面と略面一になるように折り曲げられている非水電解質電池の製造方法であって、
集電体上に活物質層を形成し電極端子リードを取り付けた長尺状の正極及び負極を扁平巻軸に巻回した後、これをラミネートフィルムからなる外装材に収容し熱溶着により封止するに際し、
上記電極端子リードの位置を検出し、これを扁平巻軸に対して位置決めした後、上記正極及び負極を扁平巻軸に巻回することを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項７】
上記正極及び負極を扁平巻軸に巻回して巻回体とした後、扁平巻軸を巻回体から抜き取り、さらに巻回体を押しつぶして扁平にすることを特徴とする請求項６記載の非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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てなる非水電解質電池及びその製造方法に関するものであり、特に、電極端子リードの取付位置精度の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン導電性ポリマーを電解質として利用するリチウムイオンポリマー電池は、常温で固体、またはゲル状の電解質を用いているため、内部温度上昇、内部ショート短絡、外部圧力による短絡などに対して発熱・発火作用が極めて遅くなり、従来の液系のリチウムイオン電池が石油系の液体電解質を利用するがために必要とされていた構造上の安全対策である、
イ．金属缶という圧力容器に封じ込める際に必要なガスケットとカシメの構造
ロ．内圧が上昇した場合に危険を回避するための開裂弁の構造
ハ．内部温度が上昇した時に、熱によって外部端子を切り離す構造
ニ．内部温度が上昇したときに、端子間にあって電気抵抗を温度が高いときに大きくする構造
等が不要となり、外装を含めた基本構造を単純化する事が出来ると考えられ、電池内部に特別な安全構造を有しなくとも、アルミラミネートフィルムをヒートシールし、湿気を遮断するだけで外装が整えられるというメリットが存在する。
【０００３】
しかしながら、実際にこのような構成とする場合、正負の電極板を、リード板を溶接するための金属箔露出部が付随した矩形に切り抜き、正極と負極の金属箔露出部が重ならないように対向させ、これを多数枚積み重ねることによって、電池素子を構成する必要がある。このような構成では、各正極板の活物質が塗られた面は、リチウム析出を防ぐため、負極板の活物質が塗られた面よりも小さくなるようにするが、このとき正極の金属箔露出部が負極面に触れて内部短絡しないように、正極箔露出部が負極板と重なる部分に絶縁テープで被覆する対策を行っている。
【０００４】
また、側面に多数出てくる正極端子と負極端子は、まとめて一つの外部端子とするために、別のタブ端子を重ねた金属箔露出面にまとめて溶接して外部端子とし、この外部端子の上からアルミラミネートフィルムを被せて電池外装を整えている。しかし、このような方法では、正極と負極を交互に重ねて素子とした後、外部端子を設けるために別のタブ端子を溶接し、この溶接代に重ならないようにアルミラミネートフィルムのヒートシールを行わないと、正負の外部端子の溶接部がアルミラミネートフィルム内壁の絶縁層を突き破り、アルミラミネートフィルムを通じて内部短絡し、電池として不良品となるために、ヒートシールは溶接しろを避けた位置で行わなければならない。
【０００５】
このようにして作られた電池においては、電池外形の最大の縦・横・高さ寸法で計算される電池容積当たりの電池容量を示す体積エネルギー密度の値が小さくなる。すなわち、
ａ．電極板を矩形に切り抜く際に、正極を負極よりも小さくする事による寸法ロス
ｂ．正極の金属箔露出部が負極に触れないように絶縁テープで保護する部分の寸法ロス
ｃ．正極、負極の金属箔露出部を束ねて一つの外部端子に溶接する際に、この溶接部分を避けてヒートシールを行わざるを得ない事による寸法ロス
等により、外装構造が単純化されることによるメリットが、体積当たりの容量向上につながらないという問題点を有している。
【０００６】
一方、イオン導電性ポリマーを介した電池を、長尺の正極板と長尺の負極板を巻き回して構成しようとする場合、従来、活物質の未塗工部、及びリード材を有しない電極材料を巻き回してから適当な長さで両電極を切断した後、巻外側のイオン導電性ポリマー及び活物質を除去することによって、リード材を後から溶接する方法が採られている。
【０００７】
しかしながら、上記のような構成では、長尺の電極を巻き回してから適当な長さで電極を切断し、その外周部に位置する正負極両方の電極端に金属箔露出部を設けてリード材を溶接するという工程が必要となり、生産工程上、連続化の障害となっている。さらに、この工程において、除去された材料の一部が電池素子内部に絡み込み、異種金属の析出、あるいは内部短絡発生の虞れもある。
【０００８】
また、長尺の正極板と、長尺の負極板を巻き回して構成する場合、予め電極板の外周部に当たる位置に活物質、及びポリマー電解質の未塗工部を設け、正極、負極の一方、又は両方のタブ端子を取付けてから巻き回す方法が提案され、液系リチウムイオン電池の角型電池においてはこのような構成が一般的に採られている。
【０００９】
しかしながら、上記構成によれば、外周端における電極の位置は、活物質の厚みむら、あるいはイオン導電性ポリマーの厚みむらによる影響を受けて、巻き終わりにおいて、予め電極上に設けられたリードの位置が一定にならず、甚だしくは外装材を被せたときに正負の端子がそのまま重なってショートしてしまうという問題があるため、活物質およびポリマー電解質の厚みむらは極限まで高い精度が求められ、これが必要以上に設備コストの上昇と歩留まりの低下を招く結果となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題を解決することを目的に提案されたものであり、イオン導電性ポリマーを電解質とした渦巻き電極体を有する電池において、電池外装寸法内における電池容量を向上させるとともに、渦巻き電極体の製造工程の簡略化を図り、外部端子の位置精度を確保することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の非水電解質電池は、ラミネートフィルムからなる外装材に素電池が収容され、熱溶着により封入されるとともに、上記素電池を構成する正極及び負極とそれぞれ導通される電極端子リードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に露出されてなる非水電解質電池において、
上記素電池は、集電体上に活物質層を形成した長尺状の正極及び負極が巻回されてなる偏平な巻回体よりなり、上記電極端子リードは、上記巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体に取り付けられており、
上記電池素子を構成する電解質が、マトリクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質であり、
上記電極端子リードは、上記偏平な巻回体の一端面においてこの巻回体の一側面と略面一になるように折り曲げられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の製造方法は、ラミネートフィルムからなる外装材に、電解質がマトリクス高分子及びリチウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質である素電池が収容され、熱溶着により封入されるとともに、上記素電池を構成する正極及び負極とそれぞれ導通される電極端子リードが熱溶着部に挟まれて外装材の外部に露出されてなり、
上記素電池は、集電体上に活物質層を形成した長尺状の正極及び負極が巻回されてなる偏平な巻回体よりなり、上記電極端子リードは、上記巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体に取り付けられており、
上記電極端子リードは、上記偏平な巻回体の一端面においてこの巻回体の一側面と略面一になるように折り曲げられている非水電解質電池の製造方法であって、
集電体上に活物質層を形成し電極端子リードを取り付けた長尺状の正極及び負極を扁平巻軸に巻回した後、これをラミネートフィルムからなる外装材に収容し熱溶着により封止するに際し、
上記電極端子リードの位置を検出し、これを扁平巻軸に対して位置決めした後、上記正極及び負極を扁平巻軸に巻回することを特徴とするものである。
【００１３】
電極端子リードを巻回体の最内周位置において正極及び負極の集電体に取り付けることで、その位置精度を確保することが可能である。
【００１４】
特に、渦巻き型の電池を作製する際に、電極端子リードの位置を検出し、これを扁平巻軸に対して位置決めした後、上記正極及び負極を扁平巻軸に巻回することで、電極端子リードの電池外形に対する位置精度が大幅に向上される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した非水電解質電池の構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明の非水電解質電池は、例えば固体電解質電池、あるいはゲル状電解質電池であり、図１及び図２に示すように、正極活物質層と負極活物質層との間に固体電解質、またはゲル状電解質を配設してなる素電池１をラミネートフィルムよりなり素電池１の形状に合わせて深絞り成形された封入材２に収容し、周囲を熱溶着することにより封止されてなるものである。
【００１７】
上記素電池１には、素電池１を構成する負極と電気的に接続される負極端子リード３、及び正極と電気的に接続される正極端子リード４が設けられており、これら負極端子リード３、正極端子リード４は、封入材２の外方へと引き出されている。
【００１８】
上記負極端子リード３と正極端子リード４は、いずれも渦巻き型の素電池１の最内周位置に取り付けられており、したがって、素電池１の中心部から引き出された形になっている。
【００１９】
また、上記負極端子リード３や正極端子リード４は、素電池１の中心部から引き出された直後、素電池１の一端面に沿っていわゆるクランク状に屈曲され、屈曲部３ａ，４ａと引き出し部３ｂ，４ｂとを有する。ここで、引き出し部３ｂ，４ｂは、素電池１の一側面とほぼ面一とされており、封入材２に余分な空間を設ける必要がないような構造とされている。
【００２０】
本発明の非水電解質電池では、上記のように負極端子リード３と正極端子リード４がいずれも渦巻き型の素電池１の最内周位置に取り付けられているため、その取付位置精度が大幅に向上しているが、その理由について、上記電池の製造工程を参照して説明する。
【００２１】
上記渦巻き型の素電池１を作製するには、帯状の正極及び負極を巻軸に巻回するが、本発明では、図３に示すように、予め負極１１及び正極１２に負極端子リード１３や正極端子リード１４を予めスポット溶接等の手法により取り付け固定しておく。
【００２２】
負極１１は、集電体１１ａの両面に負極活物質層１１ｂを形成したもので、負極活物質層１１ｂを一部取り除いて集電体１１ａを露出させ、ここに負極端子リード１３を取り付けている。なお、上記負極１１は、この上から全面に固体電解質、ゲル電解質が塗布されており、集電体１１ａや負極端子リード１３がむき出しになることによる短絡を防止するようにしている。短絡防止は、絶縁フィルムを貼り付けることによって行ってもよい。
【００２３】
同様に、正極１２も、集電体１２ａの両面に正極活物質層１２ｂを形成したもので、正極活物質層１２ｂを一部取り除いて集電体１２ａを露出させ、ここに正極端子リード１４を取り付け、この上から全面に固体電解質、ゲル電解質が塗布されている。
【００２４】
これら負極１１、正極１２を巻軸に巻き取るわけであるが、ここで巻軸としては扁平巻軸１５を用いる。
【００２５】
そして、上記負極端子リード１３及び正極端子リード１４をセンサ等で検出し、これを扁平巻軸１５の例えば一側縁からの距離を機械的に合わせ、負極１１や正極１２の巻き始め位置を決める。このとき、負極端子リード１３や正極端子リード１４の位置は、巻き取りによって変わることはなく、正確に位置決めされた状態が保たれる。
【００２６】
巻回が終了した後、図４に示すように、次の負極端子リード１３及び正極端子リード１４の手前位置（図中、一点鎖線で示す位置）で切断し、図５に示すように扁平巻軸１５を巻回体１６から引き抜き、図６に示すように潰し機１７によって押しつぶす。
【００２７】
以上により得られた巻回体１６（素電池）を封入材に収容し、これを封止することにより電池を完成する。
【００２８】
本発明では、予め長尺の各極板の金属箔露出部分にタブ端子（負極端子リード、正極端子リード）を溶接してからその相手側電極に対向する位置に絶縁材を設け、正負のタブ端子両方が巻き回しの内側に配置されるように配慮される事を繰り返すことにより、正負電極を巻物状の長尺リールとして製造装置に供給する事が可能となり、製造工程の連続化が可能である。。
【００２９】
また、電極の切断位置を決める動作も、電極幅より突き出たタブ端子をセンサーが検出する事により行うが、必然的にリード取付け位置と切断位置は近傍に来て、且つ、このタブ端子取付け位置を巻き回し始める最初に持ってくるので、連続的な製造工程において、このタブ端子位置を基準に検出してから巻軸上の所定の位置に正確に配置されてから巻き回すことを繰り返すので、電池素子のタブ端子位置が電池素子外形寸法の所定の位置に連続的に安定して配置される。そしてアルミラミネートフィルムなどの外装材は電池素子外形を基準として組立てられるが、電池素子外形に対するタブ端子の位置は精度良く、安定しているので、外装材を取付けたあと、外装材から外側に出てくる端子位置も、精度良く維持する事ができる。
【００３０】
一方、本発明の非水電解質電池における素電池１であるが、例えば固体電解質電池、またはゲル状電解質電池を考えた場合、高分子固体電解質に使用する高分子材料としては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変成ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変成ポリマー等、もしくはフッ素系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド-co-テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデンフルオロライド-co-トリフルオロエチレン）などおよびこれらの混合物が各種使用できるが、勿論、これらに限定されるものではない。
【００３１】
正極活物質層または負極活物質層に積層されている固体電解質、またはゲル状電解質は、高分子化合物と電解質塩と溶媒、（ゲル電解質の場合は、さらに可塑剤）からなる溶液を正極活物質層または負極活物質層に含浸させ、溶媒を除去し固体化したものである。正極活物質層または負極活物質層に積層された固体電解質、またはゲル状電解質は、その一部が正極活物質層または負極活物質層に含浸されて固体化されている。架橋系の場合は、その後、光または熱で架橋して固体化される。
【００３２】
ゲル状電解質は、リチウム塩を含む可塑剤と２重量％以上〜３０重量％以下のマトリクス高分子からなる。このとき、エステル類、エーテル類、炭酸エステル類などを単独または可塑剤の一成分として用いることができる。
【００３３】
ゲル状電解質を調整するにあたり、このような炭酸エステル類をゲル化するマトリクス高分子としては、ゲル状電解質を構成するのに使用されている種々の高分子が利用できるが、酸化還元安定性から、たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００３４】
高分子固体電解質は、リチウム塩とそれを溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物としては、ポリ（エチレンオキサイド）や同架橋体などのエーテル系高分子、ポリ（メタクリレート）エステル系、アクリレート系、ポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子などを単独、または混合して用いることができるが、酸化還元安定性から、たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
【００３５】
このようなゲル状電解質または高分子固体電解質に含有させるリチウム塩として通常の電池電解液に用いられるリチウム塩を使用することができ、リチウム化合物（塩）としては、例えば以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
たとえば、塩化リチウム臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、臭素酸リチウム、ヨウ素酸リチウム、硝酸リチウム、テトラフルオロほう酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、酢酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミドリチウム、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6等を挙げることができる。
【００３７】
これらリチウム化合物は単独で用いても複数を混合して用いても良いが、これらの中でＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4が酸化安定性の点から望ましい。
【００３８】
リチウム塩を溶解する濃度として、ゲル状電解質なら、可塑剤中に０．１〜３．０モルで実施できるが、好ましくは０．５から２．０モル／リットルで用いることができる。
【００３９】
本発明の電池は、上記のようなゲル状電解質もしくは固体電解質を使用する以外は、従来のリチウムイオン電池と同様に構成することができる。
【００４０】
すなわち、リチウムイオン電池を構成する場合の負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。このような負極の構成材料、たとえば難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。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。このほか、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もできる。このような材料から負極を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加することができる。
【００４１】
正極は、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正極活物質として用いて構成することができる。たとえばリチウムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2，Ｖ2Ｏ5等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは酸化物や、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複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2(式中、０＜ｙ＜１である。)、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。正極には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加することができる。
【００４２】
また、本発明は、一次電池、二次電池のいずれにも適用可能である。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明する。
【００４４】
実施例
〔帯状正極板の作製〕
正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を８５重量部、人造黒鉛粉末５重量部、カーボンブラック５重量部とを充分混練した後、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリ弗化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように加え、インク状の正極スラリーとした。
【００４５】
この正極スラリーを、幅３００ｍｍ、厚さ２０μｍのアルミ箔(集電体)上にピッチ約２１５ｍｍで両面を間欠塗付し、ピッチ間の約２１ｍｍは、正極スラリーを塗付しない金属箔露出部分とした。乾燥後、ローラープレス機により圧延した。圧延後、正極原反を幅２８ｍｍに裁断し、８条の長尺の電極リールとして巻き取った。これを真空乾燥処理した。
【００４６】
この電極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にアルミニウムのタブ端子（幅５ｍｍ、長さ３８ｍｍ、厚さ１００μｍ）を電極の端面から８ｍｍ以上出るように超音波溶接した後、幅１９ｍｍのポリイミドテープ（絶縁材）をタブ端子の溶接された金属箔露出部の表裏面に貼り付けた。テープは電極端面から突き出したタブ端子に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、長尺の電極は再び巻き取られた。
【００４７】
イオン伝導性ポリマーとして、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に溶かしたポリ弗化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として２０重量部となるように加え、これに８重量部となるようにリチウム塩を加え、これに７２重量部となるようにエチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を加え、保温しながら撹拌して混合溶液とした。
【００４８】
この混合溶液を、ホットメルトアプリケーターを用いて前記正極電極材の両面に連続的に塗工した。塗工されたイオン導電性ポリマーの混合溶液は乾燥する事により活物質内部の空隙に含浸すると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成された。
【００４９】
このイオン導電性ポリマーは、連続的に塗工されているのでタブ端子の両面にも被覆される。このようにして、タブ端子付きの長尺の正極電極は、再び巻き取られた。
【００５０】
〔帯状負極板の作製〕
負極として、粒子径５〜２５μｍの天然黒鉛９５重量部（層間距離３．３５Å）、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたＰＶｄＦを固形分として５重量部になるように加え、インク状の負極スラリーとした。
【００５１】
この負極スラリーを、幅３００ｍｍ、厚さ１５μｍの銅箔（集電体）上にピッチ約２４８ｍｍで両面を間欠塗付し、ピッチ間の約２１ｍｍは、正極スラリーを塗付しない金属箔露出部分とした。乾燥後、ローラープレス機により圧延した。圧延後、負極原反を幅３０ｍｍに裁断し、８条の長尺の電極リールとして巻き取った。これを真空乾燥処理した。
【００５２】
この電極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にニッケルのタブ端子（幅５ｍｍ、長さ３９ｍｍ、厚さ１００μｍ）を電極の端面から７ｍｍ以上出るように超音波溶接した後、幅１９ｍｍのポリイミドテープ(絶縁材)をタブ端子の溶接された金属箔露出部の表裏面に貼り付けた。ポリイミドテープは電極端面から突き出したタブ端子に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、長尺の電極は再び巻き取られた。
【００５３】
イオン伝導性ポリマーとして、前記正極電極に用いたのと同じ混合溶液を準備した。
【００５４】
この混合溶液を、ホットメルトアプリケーターを用いて前記負極電極材の両面に塗工した。塗工されたイオン導電性ポリマーの混合溶液は乾燥する事により活物質内部の空隙に含浸すると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成された。
【００５５】
このようにしてイオン導電性ポリマーで覆われたタブ端子付きの長尺の負極電極は、再び巻き取られた。
【００５６】
〔渦巻き電極体の作製〕
先ず、負極板が、タブ端子の取付位置を基準としてタブ端子を先頭に、偏平状の巻芯の所定の位置に配置した。
【００５７】
次いで、正極板が、そのタブ端子の取付位置を基準としてタブ端子を先頭に、負極板の上に重なるようにして配置した（図３参照）。
【００５８】
両電極板は、予めタブ端子位置を基準にカッターによって切断されており、切断面からタブ端子までの距離は安定しており、又両電極板は全長に渡って両面ともポリマー電解質が塗布されているので、切断面において露出している金属部分が直接接触しあうことはなく、ショートの問題は発生しない。又、ポリマー電解質は適度なタック性（貼り付き易さ）を有しているので、機械的に偏平な巻芯、及び電極同士は最初に与えられた位置から滑りずれることなく、巻き回しの次の動作に移行する事が難なく行える。
【００５９】
所定の回数分だけ巻廻しの終了した電池素子は、次に来る電極パターンのタブ端子位置を基準に切断される（図４参照）。
【００６０】
次いで偏平巻芯より外される（図５参照）。巻芯から外されたばかりの電池素子は内部に巻芯形状に相当する空洞部分を有している。
【００６１】
内部に空洞を有する偏平素子は、潰し機によって 内部の空洞が無くなるまで、更に偏平に潰される（図６参照）。この時の電池素子の永久変形は、内部に空洞を有していた偏平素子の両端付近の電極層間のせん断変形に限定されており、その度合いも巻芯が偏平であるので各層間のせん断変形は主にポリマー電解質層のマイルドな変形範囲に収まっている。
【００６２】
一方、タブ端子が配置された直線部分の電極層間、及び偏平巻芯を対称軸として反対側の電極層間には、偏平巻芯が軸対象形であることから、電極素子を潰す際に圧縮以外に、せん断変形を起こすようなせん断応力は発生せず、層間の位置関係は電極素子が巻かれた状態を維持する。
【００６３】
次いで、電極素子は、捲き廻された内側から出ているタブ端子を、電池素子の片側に寄せるように型押しされた後、電極素子外形に倣うように深絞り成形されたアルミラミネートフィルムの外装材に収められる。
【００６４】
次いで、アルミラミネートフィルム外装材は一辺を折るようにして電池素子を包み込み、開いた３方の辺を各々ヒートシール機、及び真空ヒートシール機を用いて３方シールされる。
【００６５】
電池外装材より正極と負極のタブ端子は所定の位置、所定の長さで飛出し、ここを外部端子として、ポリマー電池の製作は完了する。
【００６６】
比較例１
図７に示す如く、負極端子リード３を巻き回しの外側に配置して電池素子を作成した。この時、偏平巻芯に対する電極の位置は、正極活物質と負極活物質が各々対向する位置になるように基準を求め、配置した。この後、電極を捲き回し、実施例と同じく偏平素子から抜き取り、潰し機で潰した後、タブ端子を電池素子の片側に寄せるように成形した後、実施例と同様のアルミラミネートフィルムの深絞り成形品を用いて外装材とし、実施例と同様の方法で３方をヒートシールした。
【００６７】
この場合は負極端子リード３を捲き回しの外側に配置したが、逆に正極端子リードを巻き回しの外側に配置しても、同様の比較例となりうることは言うまでもない。
【００６８】
比較例２
図８に示す如く、正極負極、両方の端子リード３、４を、巻き回しの外側に配置した。この時、偏平巻芯に対する電極の位置は、正極活物質と負極活物質が各々対向する位置になるように基準を求め、配置した。この後、電極を巻き回し、実施例と同じく偏平素子から抜き取り、潰し機で潰した後、タブ端子を電池素子の片側に寄せるように成形した後、実施例と同様のアルミラミネートフィルムの深絞り成形品を用いて外装材とし、実施例と同様の方法で３方をヒートシールした。
【００６９】
評価結果
実施例及び比較例１、２の方法で、それぞれ同じ電池容量となる電池素子を２０個作成し、外装を整えた後、外部に出てきた端子の寸法を測定した。測定した寸法は図９に示す通りである。
【００７０】
結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
0004193247.tif 000002
【００７２】
測定結果から明らかなように、実施例ではアルミラミネートパック端から測定したタブ端子の寸法精度は負極端子寸法Ａ、正極端子寸法Ｂとも±０．３ｍｍに収まっており、これは基準のアルミラミネートパックの外形寸法が、厳密に高い精度を持っていない事から考えても相当良い寸法精度であるといえる。
【００７３】
一方、比較例１においては、負極端子寸法Ａが±１．３ｍｍ実施例に比較して悪い。しかし正極端子寸法Ｂは、実施例並みに良い精度に収まっている。負極端子寸法Ａのバラツキがプラスマイナス１．３ｍｍもあるようでは、この電池を何らかの機器への搭載を想定した場合、端子を機器に溶接するとすると端子幅が５ｍｍであるに対し、相手側端子は５ｍｍ＋１．３ｍｍ×２＝７．６ｍｍ以上の幅が必要になる。又、自動機で溶接する事を考えると、溶接スポットは端子位置が左右にずれる事を想定して、５ｍｍ−１．３ｍｍ×２＝２．４ｍｍ以下でなければならない。これは自動化を考えたとき、確実な溶接工程と工程能力を得る上で極めて不都合な精度であると言える。
【００７４】
さらに、比較例２においては、負極端子寸法Ａも、正極端子寸法Ｂもそれぞれ±１．２ｍｍ、±１．３ｍｍと両方とも大きくばらついている。このばらつきも又、上記と同様の理由で極めて不都合な精度であるといえる。
【００７５】
このように比較例１、２においてばらついた寸法は、全てタブ端子が巻き回しの素子の外側に配置された結果であり、その原因として、主として活物質層の厚みのバラツキ、及び２回目に塗布されたポリマー電解質層の厚みのバラツキが、巻き回される事による周長差のずれによって、意図した位置からずれてしまう結果となった事は明白である。
【００７６】
なお、本実施例では予めタブ端子を溶接し、保護テープを張りつけてからイオン導電性ポリマーを塗付・形成しているが、先にイオン導電性ポリマーを金属箔露出部が出来るように間欠塗付するか、あるいはイオン導電性ポリマーを塗付・形成した後で、これを一部除去し、リード溶接と保護テープの貼付けを行っても同様の効果を得る事が出来る。但し、この場合保護テープは金属箔の露出面すべてを完全に覆うようにしなければならない。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、余分な空間が不要であるため、電池外装寸法内における電池容量を向上させることが可能であり、同時に製造工程の簡略化を図り、外部端子の位置精度を確保することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される固体電解質電池の一構成例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明が適用される固体電解質電池の一構成例を示す概略斜視図である。
【図３】扁平巻軸への巻き始め状態を示す概略斜視図である。
【図４】巻き終わり状態を示す概略斜視図である。
【図５】扁平巻軸の抜き取り状態を示す概略斜視図である。
【図６】巻回体の押しつぶし状態を示す概略斜視図である。
【図７】負極端子リードを巻回体の外側に配置した素電池を示す概略斜視図である。
【図８】負極端子リード及び正極端子リードを巻回体の外側に配置した素電池を示す概略斜視図である。
【図９】測定した寸法を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１  素電池、２  外装材、３  負極端子リード、４  正極端子リード、１５  扁平巻軸
【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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