JP6963772B2 - 電気化学素子 - Google Patents

Description

本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆った電気化学素子に関する。

正極及び負極を含む電極体がラミネートフィルム外装体によって覆われるとともに、前記ラミネートフィルム外装体の外周側が溶着された電気化学素子が知られている。

上述のように電極体がラミネートフィルム外装体によって覆われた電気化学素子として、例えば特許文献１に開示される薄型電池が知られている。この特許文献１には、薄板状の電極要素を外装フィルムで被覆した状態で、該外装フィルムの対向端縁部を加熱型加圧具で押圧することによって熱溶着する点が開示されている。

また、前記特許文献１には、押圧端面を有する一対の加熱型加圧具によって、外装フィルムを挟み込んで、該外装フィルムを加熱しながら加圧することにより、前記外装フィルムを熱溶着させる点も開示されている。前記押圧端面は、一対の加熱型加圧具に、一方向に延びるように設けられている。

特開２００１−１１０３７４号公報

ところで、ラミネートフィルム外装体は、電極体を覆った状態で、前記特許文献１に開示されているような加熱型加圧具（溶着用工具）によって、ラミネートフィルム外装体の外周側の複数個所が熱溶着される。この際、前記ラミネートフィルム外装体を構成する樹脂の一部が前記溶着用工具の熱によって溶融した後、冷却されて硬化する。

前記特許文献１に開示されているように一方向に延びる押圧端面を有する溶着用工具を用いて、電極体をラミネートフィルム外装体によって封止するように、該ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する場合、前記押圧端面によって形成される溶着部に重なりが生じる。これにより、前記ラミネートフィルム外装体の外周側には、前記溶着用工具によって一旦溶着された後、前記溶着用工具によって再び加熱される部分が存在する。

前記ラミネートフィルム外装体の外周側のうち外周縁に近い部分を、前記溶着用工具を用いて溶着した場合、上述のような溶着部の重なりが存在すると、前記再び加熱された部分で溶融した樹脂が、前記溶着用工具の加圧によって押し出されて、前記ラミネートフィルム外装体の外部に露出する可能性がある。

そうすると、前記溶着用工具に前記溶融した樹脂が付着するため、前記溶融した樹脂によって前記溶着用工具に前記ラミネートフィルム外装体が付着したり、該ラミネートフィルム外装体の外表面に前記溶融した樹脂が付着したりする可能性がある。

本発明の目的は、電極体がラミネートフィルム外装体によって覆われた電気化学素子において、前記ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂が溶着用工具に付着することを防止可能な構成を得ることにある。

本発明の一実施形態に係るラミネート形電池は、正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側に溶着部を有するシート状のラミネートフィルム外装体と、を備える。前記溶着部は、平面視で第１方向に延びて前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着する第１溶着部と、平面視で前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着する第２溶着部と、を有する。前記第２溶着部は、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記第２方向の先端部分が前記第１溶着部の一部と重なるように、設けられている（第１の構成）。

上述の構成により、ラミネートフィルム外装体の外周側に位置する溶着部のうち、平面視で第１方向に延びる第１溶着部と平面視で第２方向に延びる第２溶着部とが重なる部分では、平面視で、前記第２溶着部が、前記第１溶着部に対して前記第２方向に交差しない。これにより、ラミネートフィルム外装体の外周側に溶着部を形成する際に、前記第１溶着部と前記第２溶着部とが重なる部分において、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体の外部に露出することを防止できる。

したがって、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂が溶着用工具に付着することを防止できる。

なお、第２溶着部が第１溶着部に対して第２方向に横断するとは、平面視で、前記第２溶着部が前記第１溶着部に対して前記第２方向に重なるとともに、前記第２溶着部における前記第２方向の端部が、前記第１溶着部における前記第２方向の端部と重なっている状態または該端部よりも前記第２方向に突出している状態を意味する。

前記第１の構成において、前記第１溶着部は、前記第１方向に延びる溶着本体部と、前記溶着本体部から前記第２方向に突出する溶着突出部とを有する。前記第２溶着部は、平面視で、前記第２方向の先端部分が前記溶着突出部と重なるように設けられている（第２の構成）。

これにより、第２溶着部が第１溶着部に対して第２方向に横断することをより確実に防止できる。よって、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂が溶着用工具に付着することをより確実に防止できる。

前記第１または第２の構成において、電気化学素子は、一端側が前記電極体に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する正極接続端子及び負極接続端子をさらに備える。前記第１溶着部は、前記ラミネートフィルム外装体のうち前記正極接続端子及び前記負極接続端子の少なくとも一方を挟み込んだ部分を含むように設けられている（第３の構成）。

電気化学素子において正極接続端子及び負極接続端子の少なくとも一方が設けられている部分では、内部の容量を確保するために、ラミネートフィルム外装体の外周側の溶着部をできるだけ小さくすることが好ましい。このような場合に、前記ラミネートフィルム外装体において正極接続端子及び負極接続端子の少なくとも一方が位置する側で、既述のような溶着部の重なりが存在すると、前記ラミネートフィルム外装体に溶着部を形成する際に、熱によって溶融した樹脂が前記ラミネートフィルム外装体の外部に露出しやすい。

これに対し、上述の構成のように、前記ラミネートフィルム外装体において正極接続端子及び負極接続端子の少なくとも一方が位置する側の溶着部を第１溶着部とすることで、平面視で、第２溶着部が前記第１溶着部に対して第２方向に横断することを防止できるため、熱によって溶融した樹脂が前記ラミネートフィルム外装体の外部に露出することを防止できる。

よって、上述のように正極接続端子及び負極接続端子を備えた電気化学素子において、上述の第１の構成はより効果的である。

本発明の一実施形態に係る電気化学素子の製造方法は、正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側が溶着されるシート状のラミネートフィルム外装体と、を備えた電気化学素子の製造方法である。この電気化学素子の製造方法は、前記電極体を前記ラミネートフィルム外装体によって覆った状態で、前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、平面視で第１方向に延びる第１溶着部を形成する第１溶着部形成工程と、前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、平面視で第１方向と交差する第２方向に延びる第２溶着部を形成する第２溶着部形成工程と、を有する。前記第２溶着部形成工程では、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記第２溶着部の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように、前記第２溶着部を形成する（第１の方法）。

これにより、上述の第１の構成を有する電気化学素子が得られる。すなわち、ラミネートフィルム外装体において、第２溶着部が第１溶着部に対して第２方向に横断することを防止できる。よって、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂が前記ラミネートフィルム外装体の外部に露出することを防止できる。

前記第１の方法において、前記第１溶着部は、前記第１方向に延びる溶着本体部と、平面視で、前記溶着本体部から前記第２方向に突出する溶着突出部とを有する。前記第２溶着部形成工程では、平面視で、前記第２溶着部の端部が前記溶着突出部と重なるように前記第２溶着部を形成する（第２の方法）。

これにより、第２溶着部が第１溶着部に対して第２方向に横断することをより確実に防止できる。よって、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂が溶着用工具に付着することをより確実に防止できる。

前記第２の方法において、前記第１溶着部形成工程では、前記第１方向に延びる本体形成部と、前記本体形成部から前記第２方向に突出する突出形成部とを有する溶着用工具を用いて、前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、前記第１溶着部を形成する（第３の方法）。

これにより、ラミネートフィルム外装体の溶着部として、第１方向に延びる溶着本体部と該溶着本体部から第２方向に突出する溶着突出部とを有する第１溶着部を形成することができる。すなわち、上述の第２の方法を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る電気化学素子の製造装置は、正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側に溶着部を有するシート状のラミネートフィルム外装体と、を備えた電気化学素子を製造するための製造装置である。この製造装置は、第１方向に延びる本体形成部、及び、平面視で前記工具本体部から前記第１方向と交差する第２方向に突出する突出形成部を有し、前記ラミネートフィルム外装体を挟み込んで加熱することにより、該ラミネートフィルム外装体に前記溶着部の一部としての第１溶着部を形成する一対の第１溶着用工具と、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく該第２方向の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように位置決めされた状態で、前記ラミネートフィルム外装体を挟み込んで加熱することにより、該ラミネートフィルム外装体に前記溶着部の一部としての第２溶着部を形成する一対の第２溶着用工具と、を備える（第１の構成）。

これにより、ラミネートフィルム外装体の溶着部として、第１方向に延びる溶着本体部と該溶着本体部から第２方向に突出する溶着突出部とを有する第１溶着部を形成することができるとともに、平面視で、該第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記溶着突出部に重なる第２溶着部を形成することができる。よって、前記第１溶着部と前記第２溶着部とが重なる部分において、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体の外部に露出することを防止できる。

したがって、ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、溶融した樹脂が溶着用工具に付着することを防止できる。

本発明の一実施形態に係る電気化学素子によれば、電極体を覆った状態で外周側が溶着されるラミネートフィルム外装体の溶着部は、平面視で、第１方向に延びる第１溶着部と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２溶着部とを有する。この第２溶着部は、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記第２溶着部の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように設けられている。これにより、前記ラミネートフィルム外装体の外周側を熱溶着する際に、溶融した樹脂が溶着用工具に付着することを防止できる。

図１は、実施形態に係るラミネート形電池の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、溶着装置の第１溶着用工具によってラミネートフィルム外装体に第１シール部を形成する様子を模式的に示す図である。 図４は、溶着装置の第２溶着用工具によってラミネートフィルム外装体に第２シール部を形成する様子を模式的に示す図である。 図５は、ラミネートフィルム外装体に対する溶着装置の第１溶着用工具及び第２溶着用工具の押圧位置を示す図である。 図６は、ラミネートフィルム外装体に、溶着装置の第１溶着用工具及び第２溶着用工具によってシール部を形成した状態を示す図である。 図７は、その他の実施形態に係るラミネート形電池において、ラミネートフィルム外装体に対する溶着装置の第１溶着用工具及び第２溶着用工具の押圧位置を示す図である。 図８は、その他の実施形態に係るラミネート形電池において、ラミネートフィルム外装体に、溶着装置の第１溶着用工具及び第２溶着用工具によってシール部を形成した状態を示す図である。 図９は、ラミネートフィルム外装体の外周側にシール部を形成する従来の方法において、溶着用工具によるラミネートフィルム外装体の押圧位置を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るラミネート形電池１の概略構成を示す斜視図である。図２は、ラミネート形電池１の概略構成を示す断面図である。このラミネート形電池１は、発電体として機能する電極体１０がラミネートフィルム外装体２０によって覆われた平面視で長方形状の二次電池である。なお、図２では、電極体１０の一部の図示を省略している。

図１及び図２に示すように、ラミネート形電池１は、電極体１０と、該電極体１０を覆うラミネートフィルム外装体２０とを備える。また、ラミネート形電池１は、電極体１０の正極１１及び負極１２にそれぞれ電気的に接続される正極接続端子４１及び負極接続端子４２を備える。なお、ラミネート形電池１の内部には、非水電解液も封入されている。

ラミネートフィルム外装体２０は、アルミニウム製の金属箔の一面側がナイロンで覆われ、且つ、他面側がポリプロピレンで覆われた材料からなる。すなわち、ラミネートフィルム外装体２０は、アルミニウムをナイロン及びポリプロピレンでラミネートした材料からなる。

ラミネートフィルム外装体２０は、ラミネートフィルム外装体２０のポリプロピレン同士を重ね合わせた状態で、加熱しながら圧力を加えることによって、溶着される。すなわち、ラミネートフィルム外装体２０のポリプロピレンは、加熱によって溶融するため、上述のようにラミネートフィルム外装体２０のポリプロピレン同士を重ね合わせた状態で加熱した後、冷却することによって、ラミネートフィルム外装体２０同士を溶着することができる。

ラミネートフィルム外装体２０は、略長方形状に形成されている。一対のラミネートフィルム外装体２０によって電極体１０を挟んだ状態で、該ラミネートフィルム外装体２０の外周側同士を溶着することにより、図１及び図２に示すような膨出部１ａ及びシール部１ｂ（溶着部）が形成される。すなわち、ラミネートフィルム外装体２０が電極体１０を覆うことにより膨出部１ａが形成され、膨出部１ａの周囲でラミネートフィルム外装体２０同士を溶着することにより膨出部１ａを囲むようにシール部１ｂが形成される。なお、図１において、説明のために、シール部１ｂを斜線で示す。

後述するように、本実施形態では、電極体１０は、円筒状の巻回電極体を扁平状につぶすことによって形成される。すなわち、電極体１０は、側面視で長方形状である。そのため、図１に示すように、膨出部１ａは、ラミネートフィルム外装体２０の平面視（以下、単に平面視ともいう）で、長方形状である。シール部１ｂは、平面視で、ラミネート形電池１が長方形状になるように、膨出部１ａの周りに形成されている。

また、一対のラミネートフィルム外装体２０は、図２に示すように、ラミネート形電池１が、電極体１０の厚み方向の一方側に平面部１ｃを有するとともに、電極体１０の厚み方向の他方側に上述の膨出部１ａを有するように、電極体１０を挟んだ状態でラミネートフィルム外装体２０の外周側同士が溶着されている。すなわち、一対のラミネートフィルム外装体２０のうち、一方のラミネートフィルム外装体２０が電極体１０の外形に沿うように配置される。

ラミネートフィルム外装体２０のシール部１ｂの詳しい構成については後述する。

電極体１０は、特に図示しないが、巻回軸方向から見て楕円に形成された扁平状の巻回電極体である。電極体１０は、それぞれ帯状に形成された正極１１及び負極１２を、両者の間及び該正極１１の下側に帯状のセパレータ１３がそれぞれ位置するように重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶされることによって、扁平状に形成される。扁平状の電極体１０は、ラミネートフィルム外装体２０によって形成された空間内に収容される。

特に図示しないが、正極１１は、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体と、正極活物質を含有し、正極集電体の両面にそれぞれ設けられた正極活物質層とを有する。詳しくは、正極１１は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ₂などのリチウムコバルト酸化物やＬｉＭｎ₂Ｏ₄などのリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ₂などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、１種類の物質のみを用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質に限られない。

負極１２は、銅等の金属箔製の負極集電体と、負極活物質を含有し、負極集電体の両面にそれぞれ設けられた負極活物質層とを有する。詳しくは、負極１２は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料（黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など）を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。

正極１１において正極集電体の一部が露出していて、該露出部分には、正極接続端子４１が接続されている。同様に、負極１２において負極集電体の一部が露出していて、該露出部分には、負極接続端子４２が接続されている。正極接続端子４１及び負極接続端子４２は、電極体１０の外部に引き出されているとともに、ラミネートフィルム外装体２０の外部に引き出されている。

正極接続端子４１は、平面視で長方形状に形成されたアルミニウムの金属箔によって構成されている。正極接続端子４１は、長手方向の一方側が正極集電体に溶接によって接続されていて、長手方向の他方側がラミネートフィルム外装体２０の外方に位置している（図１及び図２参照）。すなわち、正極接続端子４１は、ラミネートフィルム外装体２０によって挟み込まれていて、ラミネートフィルム外装体２０の内方から外方に向かって延びている。

負極接続端子４２は、平面視で長方形状に形成された銅やニッケル等の金属箔によって構成されている。負極接続端子４２は、長手方向の一方側が負極集電体に溶接によって接続されていて、長手方向の他方側がラミネートフィルム外装体２０の外方に位置している。すなわち、負極接続端子４２は、ラミネートフィルム外装体２０によって挟み込まれていて、ラミネートフィルム外装体２０の内方から外方に向かって延びている。

ラミネート形電池１に上述のような構成を有する正極接続端子４１及び負極接続端子４２を用いることにより、他の接続部品を介して外部に接続端子を引き出す構成に比べて、インピーダンスを小さくすることができる。

（シール部）
次に、ラミネート形電池１のラミネートフィルム外装体２０の外周側に設けられたシール部１ｂの構成を、図１及び図６を用いて説明する。図６は、溶着されたラミネートフィルム外装体２０を切断する前の状態を示す図である。

シール部１ｂは、ラミネート形電池１の長手方向の端部側に設けられた一対の第１シール部２１，２２（第１溶着部）と、ラミネート形電池１の短手方向の端部側に設けられた一対の第２シール部２３，２４（第２溶着部）とを有する。第１シール部２１，２２の一部と第２シール部２３，２４の一部とは、平面視で、一部が重なっている。すなわち、シール部１ｂは、第１シール部２１，２２と第２シール部２３，２４とが平面視で重なった重なり領域２５を有する。

一対の第１シール部２１，２２は、ラミネート形電池１の長手方向の両端部に設けられている。すなわち、第１シール部２１は、ラミネート形電池１の長手方向の一方の端部に設けられ、第１シール部２２は、ラミネート形電池１の長手方向の他方の端部に設けられている。第１シール部２１では、後述する正極接続端子４１及び負極接続端子４２が、一対のラミネートフィルム外装体２０に挟み込まれた状態で、ラミネートフィルム外装体２０同士が溶着されることにより固定されている。

一対の第１シール部２１，２２は、それぞれ、ラミネート形電池１の短手方向（第１方向）に延びるように設けられている。一対の第１シール部２１，２２は、それぞれ、平面視でＣ字状に形成されている。具体的には、一対の第１シール部２１，２２は、前記短手方向に延びる溶着本体部２１ａ，２２ａと、平面視で溶着本体部２１ａ，２２ａの両端部から前記長手方向に突出する一対の溶着突出部２１ｂ，２２ｂとを有する。溶着突出部２１ｂ，２２ｂは、平面視で矩形状であり、前記短手方向における溶着本体部２１ａ，２２ａの両端部から、前記長手方向の同じ方向（ラミネート形電池１の内方）に突出している。

一対の第２シール部２３，２４は、ラミネート形電池１の短手方向の両端部に設けられている。すなわち、第２シール部２３は、ラミネート形電池１の短手方向の一方の端部に設けられ、第２シール部２４は、ラミネート形電池１の短手方向の他方の端部に設けられている。

一対の第２シール部２３，２４は、それぞれ、ラミネート形電池１の長手方向（第２方向）に延びるように設けられている。一対の第２シール部２３，２４は、それぞれ、直線状に形成されている。

一対の第２シール部２３，２４における前記長手方向の両端部は、平面視で一対の第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂと重なっている。すなわち、第２シール部２３における前記長手方向の一方の端部は、第１シール部２１の溶着突出部２１ｂと重なっていて、第２シール部２３における前記長手方向の他方の端部は、第１シール部２２の溶着突出部２２ｂと重なっている。また、第２シール部２４における前記長手方向の一方の端部は、第１シール部２１の溶着突出部２１ｂと重なっていて、第２シール部２４における前記長手方向の他方の端部は、第１シール部２２の溶着突出部２２ｂと重なっている。

一対の第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂと一対の第２シール部２３，２４とが重なる部分が、それぞれ、重なり領域２５である。本実施形態では、重なり領域２５は、ラミネート形電池１の膨出部１ａに対して短手方向側（ラミネート形電池１の長辺側）に４カ所、形成されている。

（溶着装置）
次に、上述のような構成を有するラミネート形電池１において、ラミネートフィルム外装体２０にシール部１ｂを形成するための溶着装置１００（電気化学素子の製造装置）を、図３及び図４を用いて説明する。図３は、溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２によってラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１を形成する様子を模式的に示す図である。図４は、溶着装置１００の第２溶着用工具１１１，１１２によってラミネートフィルム外装体２０に第２シール部２４を形成する様子を模式的に示す図である。なお、説明の便宜上、図３及び図４では、それぞれ、溶着装置１００の一部のみを図示している。

溶着装置１００は、ラミネートフィルム外装体２０を、一対の第１溶着用工具１０１，１０２及び第２溶着用工具１１１，１１２で挟み込んだ状態で加熱することにより、ラミネートフィルム外装体２０を溶着する。具体的には、溶着装置１００は、上下方向に対向して配置される一対の第１溶着用工具１０１，１０２と、上下方向に対向して配置される一対の第２溶着用工具１１１，１１２とを有する。なお、第１溶着用工具１０１，１０２及び第２溶着用工具１１１，１１２の少なくとも一方は、上下方向以外の方向に対向して配置されていてもよい。

特に図示しないが、溶着装置１００は、一対の第１溶着用工具１０１，１０２及び第２溶着用工具１１１，１１２を加熱する加熱装置を有する。また、溶着装置１００は、一対の第１溶着用工具１０１，１０２を互いに近づけるように駆動させる駆動装置と、第２溶着用工具１１１，１１２を互いに近づけるように駆動させる駆動装置とを有する。なお、溶着装置１００は、一対の第１溶着用工具１０１，１０２及び一対の第２溶着用工具１１１，１１２が並んで設けられた一つの装置であってもよいし、一対の第１溶着用工具１０１，１０２及び一対の第２溶着用工具１１１，１１２がそれぞれ別の装置に設けられたユニットであってもよい。

第１溶着用工具１０１，１０２は、ラミネートフィルム外装体２０を挟み込んだ状態で加熱することにより、第１シール部２１，２２を形成する。具体的には、図３に示すように第１溶着用工具１０１，１０２は、それぞれ、第１シール部２１，２２の形状に応じた押圧面１０１ａ，１０２ａを有する。押圧面１０１ａ，１０２ａは、同じ形状を有する。第１溶着用工具１０１，１０２は、押圧面１０１ａ，１０２ａが対向するように配置されている。

一対の押圧面１０１ａ，１０２ａには、それぞれ、第１シール部２１，２２の溶着本体部２１ａ，２２ａを形成するための本体形成部１０３と、第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂを形成するための突出形成部１０４とが設けられている。本体形成部１０３は、第１溶着用工具１０１，１０２に、一方向に延びるように形成されている。突出形成部１０４は、第１溶着用工具１０１，１０２に、前記一方向における本体形成部１０３の両側から、前記一方向と交差する方向の同じ方向に突出するように形成されている。

図３に示す例では、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａの間に、ラミネートフィルム外装体２０における長手方向の端部のうち正極接続端子４１及び負極接続端子４２側の端部が位置付けられる。この状態で、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａによってラミネートフィルム外装体２０を挟み込んで加熱することにより、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１が形成される。図３に示す点状領域は、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１が形成される予定の領域（形成予定領域）である。特に図示しないが、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２２を形成する場合も、第１シール部２２の形成予定領域を、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａの間に位置付けた状態で、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａによってラミネートフィルム外装体２０を挟み込んで加熱する。

なお、上述のように、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａの間にラミネートフィルム外装体２０を配置する際には、前記一方向がラミネートフィルム外装体２０の短手方向に一致し、前記一方向と交差する方向がラミネートフィルム外装体２０の長手方向に一致するように、ラミネートフィルム外装体２０は配置される。

第２溶着用工具１１１，１１２は、ラミネートフィルム外装体２０を挟み込んだ状態で加熱することにより、第２シール部２３，２４を形成する。具体的には、図４に示すように、第２溶着用工具１１１，１１２は、それぞれ、第２シール部２３，２４の形状に応じた押圧面１１１ａ，１１２ａを有する。押圧面１１１ａ，１１２ａは、同じ形状を有する。第２溶着用工具１１１，１１２は、押圧面１１１ａ，１１２ａが対向するように配置されている。

一対の押圧面１１１ａ，１１２ａには、一方向に延びる直線状の第２シール部形成部１１３が設けられている。

図４に示す例では、一対の押圧面１１１ａ，１１２ａの間に、ラミネートフィルム外装体２０における短手方向の端部が位置付けられる。この状態で、一対の押圧面１１１ａ，１１２ａによってラミネートフィルム外装体２０を挟み込んで加熱することにより、ラミネートフィルム外装体２０に第２シール部２４が形成される。図４に示す点状領域は、ラミネートフィルム外装体２０に第２シール部２４が形成される予定の領域（形成予定領域）である。特に図示しないが、ラミネートフィルム外装体２０に第２シール部２３を形成する場合も、第１シール部２２の形成予定領域を、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａの間に位置付けた状態で、一対の押圧面１０１ａ，１０２ａによってラミネートフィルム外装体２０を挟み込んで加熱する。

なお、上述のように、一対の押圧面１１１ａ，１１２ａの間にラミネートフィルム外装体２０を配置する際には、前記一方向がラミネートフィルム外装体２０の長手方向に一致するように、ラミネートフィルム外装体２０は配置される。

（ラミネート形電池の製造方法）
次に、上述の構成を有するラミネート形電池１の製造方法について、図５及び図６を用いて説明する。なお、ラミネートフィルム外装体２０の外周側を溶着する溶着方法は、ラミネート形電池１の製造方法の一部である。

図５は、ラミネートフィルム外装体２０に対する溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２及び第２溶着用工具１１１，１１２の押圧位置を示す図である。図６は、ラミネートフィルム外装体２０に、溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２及び第２溶着用工具１１１，１１２によってシール部１ｂを形成した状態を示す図である。

なお、図５において、ラミネートフィルム外装体２０に対する第１溶着用工具１０１，１０２の押圧位置を一点鎖線で示し、ラミネートフィルム外装体２０に対する第２溶着用工具１１１，１１２の押圧位置を点線で示す。また、図６において、説明のために、シール部１ｂを斜線で示す。

まず、従来と同様の方法によって、巻回電極体である電極体１０を製造する。その後、所定のサイズに切断された２枚のラミネートフィルム外装体２０によって、電極体１０を挟み込んだ状態で、溶着装置１００によって、ラミネートフィルム外装体２０の外周側を溶着する。

なお、電極体１０の製造方法は、従来と同様であるため、詳しい説明を省略する。

溶着装置１００によってラミネートフィルム外装体２０を溶着する際には、図５に示すように、ラミネートフィルム外装体２０の長手方向の端部に対して溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２の押圧面１０１ａ，１０２ａを位置付ける（図５の一点鎖線参照）。なお、図５は、ラミネートフィルム外装体２０の長手方向の両端部のうち、一方の端部（正極接続端子４１及び負極接続端子４２が位置付けられる端部）において、溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２によって挟み込む位置を示す。

溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２によって、ラミネートフィルム外装体２０の外周側の一部を溶着する。これにより、第１シール部２１が形成される。

同様に、ラミネートフィルム外装体２０の長手方向の両端部のうち、他方の端部も、溶着装置１００の第１溶着用工具１０１，１０２によって、ラミネートフィルム外装体２０の外周側の一部を溶着する。これにより、第１シール部２２が形成される。

このように第１シール部２１，２２を形成する工程が、第１溶着部形成工程に対応する。

その後、図５に示すように、ラミネートフィルム外装体２０の短手方向の両端部のうち一方の端部に対して、溶着装置１００の第２溶着用工具１１１，１１２の押圧面１１１ａ，１１２ａを位置付ける（図５の点線参照）。このとき、ラミネートフィルム外装体２０は、押圧面１１１ａ，１１２ａに対して、第２シール部形成部１１３の端部が平面視で第１シール部２１の溶着突出部２１ｂに重なるように配置される。そして、溶着装置１００の第２溶着用工具１１１，１１２によって、ラミネートフィルム外装体２０の外周側の一部を溶着する。これにより、第２シール部２３が形成される。

同様に、ラミネートフィルム外装体２０の短手方向の両端部のうち他方の端部も、溶着装置１００の第２溶着用工具１１１，１１２によって、ラミネートフィルム外装体２０の外周側の一部を溶着する。これにより、第２シール部２４が形成される。

なお、溶着装置１００の第２溶着用工具１１１，１１２によってラミネートフィルム外装体２０に第２シール部２４を形成する前に、一対のラミネートフィルム外装体２０によって形成された空間内に、非水電解液を注入する。

第２シール部２３，２４を形成する工程が、第２溶着部形成工程に対応する。

図６に、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１，２２及び第２シール部２３，２４を形成した状態を示す。図６に示すように、第２シール部２３，２４は、平面視で、第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂに重なるように形成される。

その後、ラミネートフィルム外装体２０の短手方向において、ラミネートフィルム外装体２０を第２シール部２３，２４の外側で切断することにより、図１に示すラミネート形電池１が得られる。

ここで、図９に、ラミネートフィルム外装体の外周側にシール部を形成する従来の方法において、溶着用工具によるラミネートフィルム外装体の押圧位置を示す。図９において、ラミネートフィルム外装体に対する溶着工具の押圧面３０１ａの押圧位置を一点鎖線で示し、ラミネートフィルム外装体に対する溶着工具の押圧面３１１ａの押圧位置を点線で示す。図９に示すように、ラミネートフィルム外装体を押圧する溶着工具の押圧面３０１ａ，３１１ａは、いずれも直線状である。なお、溶着工具の詳しい構成については説明を省略する。

従来の溶着方法では、ラミネートフィルム外装体の長手方向の端部を溶着工具の押圧面３０１ａによって溶着した後、ラミネートフィルム外装体の短手方向の端部を溶着工具の押圧面３１１ａによって溶着する際に、平面視で、押圧面３１１ａが押圧面３０１ａによって形成されたシール部に対して横断する。そうすると、ラミネートフィルム外装体を押圧面３１１ａで押圧した際に、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体の外部に露出する（図９のＸ参照）。

このように、ラミネートフィルム外装体の外部に溶融した樹脂が露出すると、溶着工具の押圧面３１１ａに前記溶融した樹脂が付着する。これにより、前記溶融した樹脂によって溶着工具にラミネートフィルム外装体が付着したり、ラミネートフィルム外装体の外表面に前記溶融した樹脂が付着したりする。

これに対し、本実施形態では、ラミネートフィルム外装体２０の外周側に形成されたシール部１ｂのうち、ラミネート形電池１の長手方向の端部に設けられる第１シール部２１，２２が、ラミネート形電池１の短手方向に延びる溶着本体部２１ａ，２２ａと、該溶着本体部２１ａ，２２ａからラミネート形電池１の長手方向の同じ方向に突出した溶着突出部２１ｂ，２２ｂとを有する。シール部１ｂのうち、ラミネート形電池１の短手方向の端部に設けられる第２シール部２３，２４は、平面視で、前記長手方向の端部が第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂに重なるように設けられている。

これにより、第１シール部２１，２２と第２シール部２３，２４とが重なる部分において、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１，２２を形成した後、第２シール部２３，２４を形成した場合に、第２シール部形成部１１３の熱で溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体２０から外部に露出することを防止できる。

よって、シール部を形成する溶着用工具に、溶融した樹脂が付着することを防止できる。これにより、前記溶融した樹脂によって前記溶着用工具にラミネートフィルム外装体が付着したり、ラミネートフィルム外装体の外表面に前記溶融した樹脂が付着したりすることを防止できる。

また、前記実施形態では、第１シール部２１は、ラミネートフィルム外装体２０において正極接続端子４１及び負極接続端子４２が位置する側に設けられている。

ラミネート形電池において正極接続端子及び負極接続端子が設けられている部分では、内部の容量を確保するために、ラミネートフィルム外装体の外周側の溶着部分をできるだけ小さくすることが好ましい。このような場合に、ラミネートフィルム外装体において正極接続端子及び負極接続端子が位置する側で、シール部の重なりが存在すると、ラミネートフィルム外装体にシール部を形成する際に、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体の外部に露出しやすい。

これに対し、上述の構成のように、ラミネートフィルム外装体２０において正極接続端子４１及び負極接続端子４２の少なくとも一方が位置する側に、第１シール部２１を形成することにより、平面視で、第２シール２３，２４が第１シール部２１に対してラミネートフィルム外装体２０の長手方向に横断することを防止できる。これにより、ラミネートフィルム外装体２０にシール部１ｂを形成する際に、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体２０の外部に露出することを防止できる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記実施形態では、第１溶着用工具１０１，１０２の押圧面１０１ａ，１０２ａには、それぞれ、第１シール部２１，２２の溶着本体部２１ａ，２２ａを形成するための本体形成部１０３と、第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂを形成するための突出形成部１０４とが設けられている。

しかしながら、図７に示すように、第１溶着用工具の押圧面２０１ａ，２０２ａにおいて、一方向に延びる本体形成部２０３の延伸方向の両端部に、それぞれ突出形成部２０４が設けられていてもよい。突出形成部２０４は、第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂを形成する位置から、本体形成部２０３の延伸方向の両端部のうち近い方の端部までの範囲で、本体形成部２０３から前記一方向と交差する方向の同じ方向に突出している。この押圧面２０１ａ，２０２ａを有する第１溶着用工具を用いることにより、図８に示すように、溶着突出部１２１ｂ，１２２ｂを有する第１シール部１２１，１２２を形成することができる。なお、図８における符号１２１ａ，１２２ａは、第１溶着用工具の押圧面２０１ａ，２０２ａにおける本体形成部２０３によって形成される第１シール部１２１，１２２の溶着本体部１２１ａ，１２２ａである。

前記実施形態では、一対のラミネートフィルム外装体２０の外周側同士が溶着されているが、この限りではなく、１枚のラミネートフィルム外装体が、電極体１０を挟み込むように折り返されて溶着されてもよい。ラミネートフィルム外装体を折り返す方向については、電極体１０に対する正極接続端子４１及び負極接続端子４２の延伸方向であってもよいし、幅方向であってもよい。すなわち、前記実施形態では、ラミネートフィルム外装体２０の長手方向の両端部及び短手方向の両端部が、それぞれ溶着されている。しかしながら、ラミネートフィルム外装体は、長手方向の端部及び短手方向の端部のいずれか一つが折り返しによって構成されていてもよい。よって、ラミネートフィルム外装体には、長手方向の端部の一方のみに第１シール部が形成されていてもよいし、短手方向の端部の一方のみに第２シール部が形成されていてもよい。

前記実施形態では、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１，２２が形成された後、第２シール部２３，２４が形成されている。しかしながら、ラミネートフィルム外装体に第２シール部を形成した後、第１シール部を形成してもよい。また、ラミネートフィルム外装体の長手方向の一方の端部に第１シール部を形成した後、第２シール部を形成し、その後、ラミネートフィルム外装体の長手方向の他方の端部に第１シール部を形成してもよい。さらに、ラミネートフィルム外装体の短手方向の一方の端部に第２シール部を形成した後、第１シール部を形成し、その後、ラミネートフィルム外装体の短手方向の他方の端部に第２シール部を形成してもよい。また、ラミネートフィルム外装体に、第１シール部と第２シール部とを交互に形成してもよい。すなわち、ラミネートフィルム外装体に形成する第１シール部及び第２シール部の順番はどのような順番でもよい。

なお、ラミネート形電池１の生産性の観点から、ラミネートフィルム外装体２０において、正極接続端子４１及び負極接続端子４２が位置する端部を最初に溶着することが好ましい。

前記実施形態では、ラミネートフィルム外装体２０に第１シール部２１，２２が形成された後、第２シール部２３，２４が形成されている。しかしながら、ラミネートフィルム外装体に第１シール部及び第２シール部を同時に形成してもよい。この場合、ラミネートフィルム外装体によって形成された空間内に非水電解液を注入する必要があるため、ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を、非水電解液の注入後に溶着する必要がある。よって、前記同時に形成された第１シール部及び第２シール部と、後から形成されたシール部とが重なる部分において、前記後からシール部を形成する際に、熱によって溶融した樹脂がラミネートフィルム外装体の外部に露出する可能性がある場合には、前記重なる部分に前記実施形態の構成を適用することが好ましい。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２は、ラミネートフィルム外装体２０の長手方向の両端部に形成され、第２シール部２３，２４は、ラミネートフィルム外装体２０の短手方向の両端部に形成されている。しかしながら、第１シール部は、ラミネートフィルム外装体の短手方向の両端部に形成され、第２シール部は、ラミネートフィルム外装体の長手方向の両端部に形成されてもよい。

なお、ラミネート形電池の電池容量の観点から、第１シール部は、ラミネートフィルム外装体において、正極接続端子及び負極接続端子の少なくとも一つが位置する側に形成されることが好ましい。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２は、平面視で同じ形状を有する。また、第２シール部２３，２４は、平面視で同じ形状を有する。しかしながら、第１シール部２１，２２は、平面視で異なる形状を有していてもよい。また、第２シール部２３，２４は、平面視で異なる形状を有していてもよい。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２は、ラミネート形電池１の短手方向（第１方向）に延び、第２シール部２３，２４は、ラミネート形電池１の長手方向（第２方向）に延びている。すなわち、第２シール部２３，２４の延伸方向は、平面視で第１シール部２１，２２の延伸方向に対して直交する方向である。しかしながら、第２シール部の延伸方向は、平面視で第１シール部の延伸方向に対して交差する方向であれば、直交していなくてもよい。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２は、ラミネート形電池１の短手方向に延びる溶着本体部２１ａ，２２ａと、溶着本体部２１ａ，２２ａからラミネート形電池１の長手方向に延びる溶着突出部２１ｂ，２２ｂとを有する。しかしながら、第１シール部は、ラミネート形電池１の短手方向に延びる直線状に形成されていてもよい。すなわち、第１シール部は、前記実施形態のような溶着突出部を有していなくてもよい。この場合には、第２シール部は、平面視で、第１シール部に対してラミネート形電池１の長手方向に横断することなく該長手方向の端部が前記第１シール部の一部と重なるように、ラミネート形電池１に形成される。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２の溶着突出部２１ｂ，２２ｂは、平面視で矩形状である。しかしながら、第１シール部の溶着突出部は、平面視で円形状や三角形状など、第２シール部を重ねて形成可能な形状であれば、他の形状であってもよい。

前記実施形態では、第１シール部２１，２２の溶着本体部２１ａ，２２ａは、直線状であり、第２シール部２３，２４も直線状である。しかしながら、第１シール部の溶着本体部及び第２シール部の少なくとも一方が、直線状以外の形状であってもよい。

前記実施形態では、電極体１０は、それぞれ帯状の正極１１、負極１２及びセパレータ１３を厚み方向に重ねた状態で巻回することにより得られる巻回電極体である。しかしながら、電極体は、それぞれシート状の正極、負極及びセパレータを厚み方向に重ねることによって得られる積層型の電極体であってもよい。

前記実施形態では、ラミネートフィルム外装体２０は、アルミニウム製の金属箔をナイロン及びポリプロピレンでラミネートした材料からなる。しかしながら、ラミネートフィルム外装体の金属箔は、アルミニウムに限らず、ステンレス等の他の金属材料によって形成されていてもよい。また、ラミネートフィルム外装体の溶着部分に用いられる材料は、熱によって溶融するとともに冷却すると硬化し、且つ非水電解液で溶融しない材料であれば、どのような材料を用いてもよい。さらに、ラミネートフィルム外装体において、溶着部分以外の材料は、金属箔をラミネート可能な材料であれば、どのような材料を用いてもよい。

前記実施形態では、ラミネート形電池は、平面視で矩形状に形成されている。しかしながら、ラミネート形電池は、多角形状など、他の形状であってもよい。この場合も、第１シール部の延伸方向である第１方向と、第２シール部の延伸方向である第２方向とは、平面視で交差している。

前記実施形態では、ラミネート形電池１はリチウムイオン電池である。しかしながら、ラミネート形電池１はリチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、ラミネート形電池だけではなく、キャパシタなども含む電気化学素子に前記実施形態の構成を適用してもよい。すなわち、蓄電または発電可能であり、電極体を覆うラミネートフィルム外装体の外周側に溶着部が形成されている電気化学素子に、前記実施形態の構成を適用することができる。

本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆ったラミネート形電池に利用可能である。

１ ラミネート形電池（電気化学素子）
１ａ 膨出部
１ｂ シール部（溶着部）
１０ 電極体
１１ 正極
１２ 負極
２０ ラミネートフィルム外装体
２１、２２、１２１、１２２ 第１シール部（第１溶着部）
２１ａ、２２ａ、１２１ａ、１２２ａ 溶着本体部
２１ｂ、２２ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ 溶着突出部
２３、２４ 第２シール部（第２溶着部）
２５ 重なり領域
４１ 正極接続端子
４２ 負極接続端子
１００ 溶着装置（電気化学素子の製造装置）
１０１、１０２ 第１溶着用工具
１０１ａ、１０２ａ、２０１ａ、２０２ａ 押圧面
１０３、２０３ 本体形成部
１０４、２０４ 突出形成部
１１１、１１２ 第２溶着用工具
１１１ａ、１１２ａ 押圧面
１１３ 第２シール部形成部

Claims (5)

1. 正極及び負極を含む電極体と、
   前記電極体を覆った状態で外周側に溶着部を有するシート状のラミネートフィルム外装体と、
   を備え、
   前記溶着部は、
   平面視で第１方向に延びて前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着する第１溶着部と、
   平面視で前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着する第２溶着部と、
   を有し、
   前記第２溶着部は、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記第２溶着部の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように、設けられていて、
   前記第１溶着部は、
   前記第１方向に延びる溶着本体部と、
   平面視で、前記溶着本体部から前記第２方向に突出する溶着突出部とを有し、
   前記第２溶着部は、平面視で、前記第２方向の先端部分が前記溶着突出部と重なるように設けられている、電気化学素子。
2. 請求項１に記載の電気化学素子において、
   一端側が前記電極体に接続され、他端側が前記ラミネートフィルム外装体から外方に延出する正極接続端子及び負極接続端子をさらに備え、
   前記第１溶着部は、前記ラミネートフィルム外装体のうち前記正極接続端子及び前記負極接続端子の少なくとも一方を挟み込んだ部分を含むように設けられている、電気化学素子。
3. 正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側が溶着されるシート状のラミネートフィルム外装体と、を備えた電気化学素子の製造方法であって、
   前記電極体を前記ラミネートフィルム外装体によって覆った状態で、前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、平面視で第１方向に延びる第１溶着部を形成する第１溶着部形成工程と、
   前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、平面視で前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２溶着部を形成する第２溶着部形成工程と、
   を有し、
   前記第２溶着部形成工程では、平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく前記第２溶着部の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように、前記第２溶着部を形成し、
   前記第１溶着部は、
   前記第１方向に延びる溶着本体部と、
   平面視で、前記溶着本体部から前記第２方向に突出する溶着突出部とを有し、
   前記第２溶着部形成工程では、平面視で、前記第２溶着部の端部が前記溶着突出部と重なるように前記第２溶着部を形成する、電気化学素子の製造方法。
4. 請求項３に記載の電気化学素子の製造方法において、
   前記第１溶着部形成工程では、前記第１方向に延びる本体形成部と、前記本体形成部から前記第２方向に突出する突出形成部とを有する溶着用工具を用いて、前記ラミネートフィルム外装体の外周側の一部を溶着することにより、前記第１溶着部を形成する、電気化学素子の製造方法。
5. 正極及び負極を含む電極体と、前記電極体を覆った状態で外周側に溶着部を有するシート状のラミネートフィルム外装体と、を備えた電気化学素子を製造するための製造装置であって、
   第１方向に延びる本体形成部、及び、平面視で前記本体形成部から前記第１方向と交差する第２方向に突出する突出形成部を有し、前記ラミネートフィルム外装体を挟み込んで加熱することにより、該ラミネートフィルム外装体に前記溶着部の一部としての第１溶着部を形成する一対の第１溶着用工具と、
   平面視で、前記第１溶着部に対して前記第２方向に横断することなく該第２方向の端部が前記第１溶着部の一部と重なるように位置決めされた状態で、前記ラミネートフィルム外装体を挟み込んで加熱することにより、該ラミネートフィルム外装体に前記溶着部の一部としての第２溶着部を形成する一対の第２溶着用工具と、
   を備える、電気化学素子の製造装置。

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