專利名稱：片狀二次電池及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及片狀二次電池及其制造方法，雖然沒有特別限定，但涉及適合用于例如電動汽車、UPS (不間斷電源裝置)、負載均衡等的用途的大容量的片狀二次電池及其制造方法。
背景技術：
近年來，針對各種電子設備的小型、輕量化的期望非常強烈，因此要求作為動力源的二次電池的性能提高，各種電池的開發(fā)和改進得到發(fā)展。例如，鋰離子二次電池是在現(xiàn)有的電池中最能夠實現(xiàn)高電壓、高能量密度、耐高負載化的二次電池，當前其改良也正在不斷進行。 該鋰離子二次電池一般由以下部分構成通過隔著隔離物層疊用片狀的正極集電體和涂敷在其表面上的正極活性物質構成的片狀的正電極、和用片狀的負極集電體和涂敷在其表面上的負極活性物質構成的片狀的負電極而形成的片狀的內部電極對；以密封狀態(tài)覆蓋該內部電極對并且在內部收容電解液的電池殼；以及從該電池殼內的內部電極對的各正電極和各負電極分別連接到設置在電池殼上的正極端子和負極端子上的正電極引線和負電極引線，在充電時鋰從正電極的正極活性物質作為鋰離子抽出到電解液中，進入到負電極的負極活性物質中，在放電時將進入到該負極活性物質中的鋰離子釋放到電解液中，再次回到正電極的正極活性物質中，由此進行充放電。關于這樣的鋰離子二次電池，因為能夠實現(xiàn)其高能量密度，所以能夠期待作為例如混合動力汽車(HV)和電動汽車(EV)等的領域中使用的大容量二次電池，已經進行了很多開發(fā)并提出了方案。例如，作為這樣的鋰離子二次電池，提出了在使用了層疊膜的外包體中封入內部電極對和電解液而形成的二次電池(例如，參照專利文獻I)。在此，在專利文獻I中公開了，在由金屬樹脂復合材料構成的作為層疊外包體的外包膜內收存密封由正電極、負電極和隔離物構成的發(fā)電要素，為了在熱密封等時防止在外包膜上產生的褶皺，對該外包膜的密封部進行了凹凸加工的片狀二次電池。<專利文獻1>日本特開2001-52660號公報

發(fā)明內容
(發(fā)明要解決的問題)可是，近年來，針對二次電池單元電池的大容量化的要求高漲，希望通過采用可以取出比較大的電流的截面面積大的電極端子。對于這樣的要求，像上述專利文獻公開的二次電池那樣，僅僅在層疊外包體的密封部上形成用來防止褶皺的凹凸時，出現(xiàn)了采用了截面面積大的厚且寬的電極端子時密封性和絕緣性不夠的問題。尤其是，在為了提高電極端子與有撓性的極薄層疊外包體的內面層(熱密封樹脂層)之間的接合性(粘接性)而在兩者之間設置接合用的接合樹脂，用該接合用樹脂把電極端子與層疊外包體接合起來時，出現(xiàn)了熱密封時剩余的接合用樹脂因加熱壓接而沿電極端子的表面移動(熔流)、熔淌等而導致樹脂層的厚度不均勻或者形成間隙而損害密封性和絕緣性的問題。另外，由于伴隨著搭載設備的小型化而受設置空間和布置上的制約等，出現(xiàn)了在搭載片狀二次電池時層疊外包體的周邊部被施加彎折載荷等意外的外加壓力的情況，在這樣的情況下出現(xiàn)了電極端子周圍的密封性和絕緣性容易進一步降低的問題。而且，由于這樣的趨勢是，電極 端子的尺寸越厚越寬則密封所需的熱量越大，越容易發(fā)生熔流、熔淌等，所以在為了增大容量而采用了截面面積大的電極端子時，出現(xiàn)了顯著的問題。本發(fā)明正是鑒于上述現(xiàn)有技術的問題而提出的，其目的在于提供即使在用接合用樹脂把有撓性的層疊外包體與電極端子接合起來的形態(tài)的情況下，也可以確保電極端子周圍的密封性和絕緣性的片狀二次電池及其制造方法。(用來解決問題的方案)為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的片狀二次電池，其特征在于，包括有撓性的層疊外包體，該層疊外包體具有由可熱密封的熱塑性樹脂制的內面層和金屬層；內部電極對，用在上述層疊外包體的周邊形成的熱密封部以密封狀態(tài)把該內部電極對收存到該層疊外包體的內部，該內部電極對由片狀的正電極和片狀的負電極隔著隔離物交替層疊而形成；以及電極端子，該電極端子與上述內部電極對電氣連結，且氣密性地貫通上述層疊外包體的熱密封部而引出到外部，在夾著上述電極端子的熱密封部處，用接合用樹脂把上述層疊外包體與上述電極端子接合起來，且在與上述電極端子相對置的上述層疊外包體的內面層上形成有收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部，而在把上述層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的熱密封部不形成上述剩余樹脂收存部。在這樣地構成的情況下，可以容易地用接合用樹脂把層疊外包體與電極端子接合起來，且在密封(熱密封)層疊外包體時，把熱密封時剩余的樹脂吸收和收存到剩余樹脂收存部內，無須進行接合用樹脂的厚度和增加壓力等的麻煩且復雜的調整控制，就可以有助于提高密封可靠性和絕緣可靠性。而且，即使在有撓性的層疊外包體上施加彎折載荷等意外的外加應力時，也可以穩(wěn)定地維持密封性和絕緣性。另外，也可以是，上述剩余樹脂收存部的形成位置設定成，在夾著上述電極端子的熱密封部處，密封后的接合用樹脂的厚度與層疊外包體的內面層的厚度相加得到的總厚度為密封前的總厚度的65 90%。在這樣地構成的情況下，可以同時穩(wěn)定地確保電極端子周圍的密封性和絕緣性。而且，也可以是，以把上述層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的通常的熱密封部為基準，設定上述剩余樹脂收存部的形成位置。在這樣地構成的情況下，由于可以以通常的熱密封部的平坦面為基準，穩(wěn)定地設定剩余樹脂收存部的形成位置，所以可以有助于更穩(wěn)定地確保電極端子周圍的密封性和絕緣性。另外，也可以是，上述剩余樹脂收存部形成為從層疊外包體的表面突出。在這樣地構成的情況下，可以從外觀判斷剩余樹脂收存部的形成狀態(tài)，可以通過目視容易地確認密封性和絕緣性的確保。另外，也可以是，上述接合用樹脂是與層疊外包體的內面層材質相同且具有交聯(lián)結構的熱塑性樹脂。另外，也可以是，上述電極端子是厚度為0.2飛.0mm、沿熱密封部的長度為16 100mm的板狀端子。在這樣地構成的情況下，可以更好地適用于其周圍的密封性和絕緣性尤其成為問題的采用了截面面積大的電極端子的形態(tài)。以上情況下，上述片狀二次電池的容量可以為I. 5Ah以上。在這樣地構成的情況下，可以更好地適用于必需截面面積大的電極端子的片狀二次電池。根據(jù)本發(fā)明的片狀二次電池的制造方法，該片狀二次電池在有撓性的層疊外包體的內部收存了內部電極對，該層疊外包體具有由可熱密封的熱塑性樹脂制的內面層和金屬 層，該內部電極對由片狀的正電極和片狀的負電極隔著隔離物交替層疊而形成，其特征在于使用具有預定形狀的凹坑的一對密封夾具；在對與上述內部電極對連接的電極端子的表面進行粗糙化處理之后，涂敷可與該表面接合的熱塑性的接合用樹脂，在用電極端子及其表面的接合用樹脂把層疊外包體熱密封時，用上述一對密封夾具夾住電極端子突出的層疊外包體的的熱密封部加熱加壓，在夾著上述電極端子的熱密封部處，在層疊外包體的內面層上形成收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部，而在把層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的熱密封部不形成上述剩余樹脂收存部。如果采用這樣的制造方法，則可以容易地把層疊外包體與電極端子接合起來，且無須另行追加特別的工序就可以與熱密封同時形成收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部，而且，即使在有撓性的層疊外包體上施加彎折載荷等意外的外加應力時，也可以容易地制造能夠同時確保密封性和絕緣性的片狀二次電池。另外，也可以是，上述剩余樹脂收存部的形成位置設定成，密封后的接合用樹脂的厚度與層疊外包體的內面層的厚度相加得到的總厚度為密封前的總厚度的65、0%。如果采用這樣的制造方法，則可以同時穩(wěn)定地確保電極端子周圍的密封性和絕緣性。而且，也可以是，上述密封夾具具有對把層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的通常的熱密封部加熱加壓的平坦的基準密封面；以及對層疊外包體的與電極端子相對置的熱密封部加熱加壓且形成剩余樹脂收存部的收存部形成面；上述剩余樹脂收存部基于上述平坦的基準密封面設定上述形成位置。如果采用這樣的制造方法，則由于可以以平坦的基準密封面為基準，穩(wěn)定地設定剩余樹脂收存部的形成位置，所以可以更穩(wěn)定地確保層疊外包體與電極端子的間隔距離，并且有助于機械化和量產化。另外，也可以是，上述剩余樹脂收存部形成為從層疊外包體的外表面突出。在這樣地構成的情況下，可以從外觀判斷剩余樹脂收存部的形成狀態(tài)，可以通過目視容易地確認密封性和絕緣性的確保。另外，也可以是，上述接合用樹脂是與層疊外包體的內面層材質相同且具有交聯(lián)結構的熱塑性樹脂。在這樣的構成的情況下，能夠將電極端子與層疊外包體的內面層良好地接合。另外，也可以是，上述電極端子是厚度為0.2飛.0mm、沿熱密封部的長度為16 100mm的板狀端子。在這樣地構成的情況下，可以提供更好地適用于采用了其周圍的密封性和絕緣性尤其成為問題的截面面積大的電極端子的片狀二次電池的制造方法。以上情況下，上述片狀二次電池的容量也可以為I. 5Ah以上。在這樣地構成的情況下，可以更好地適用于必需截面面積大的電極端子的片狀二次電池。(發(fā)明的效果)如果采用本發(fā)明，則可以用簡單的構成容易地實現(xiàn)即使在用接合用樹脂把層疊外包體與電極端子接合起來的形態(tài)的情況下，也可以穩(wěn)定地確保電極端子周圍的密封性和絕緣性的片狀二次電池及其制造方法。


·圖I是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的片狀二次電池的立體圖。圖2是圖I的片狀二次電池的左視圖。圖3是圖I的片狀二次電池的A-A線剖面圖，是用圖2中的圓A’包圍的部分的放大圖。圖4是用于說明圖I中的內部電極對的示意放大圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的片狀二次電池的制造方法中使用的密封夾具的構成的示意圖。圖6是示出利用根據(jù)本發(fā)明的片狀二次電池的制造方法中使用的密封夾具形成的剩余樹脂收存部的形成狀態(tài)的示意圖，Ca)是示出用密封夾具從層疊外包體的外面層加熱加壓時的剩余樹脂收存部的形成狀態(tài)的示意圖，(b)是示出用密封夾具直接對層疊外包體的內面層加熱加壓時的剩余樹脂收存部的形成狀態(tài)的示意圖。圖7是用來說明在比較驗證時制作的根據(jù)實施例的具有剩余樹脂收存部的片狀二次電池與根據(jù)比較例的片狀二次電池的構成的示意圖。圖8是用來說明在比較驗證時熱密封部的彎折狀況的示意圖。圖9是用來說明在比較驗證時樹脂層厚度的狀況的示意圖。
具體實施例方式以下，參照圖f圖4說明本發(fā)明的一種實施方式。在此，圖I是示意性地示出本發(fā)明的片狀二次電池一例的立體圖，圖2是圖I的左視圖。此外，圖3是圖I的A-A剖面圖，是放大示出用圖2中的圓A’包圍的部分的圖，圖4是用于說明內部電極對的構成的示意圖。在圖f圖3中，10是片狀鋰離子二次電池(片狀二次電池)，用撓性的層疊外包體2將內部電極對I以及電解液DL以密封狀態(tài)收容在內部。具體地說，像圖3中最清楚地所示的那樣，將多個片狀的正電極Ia和多個片狀的負電極Ib隔著隔離物Ic交替層疊形成的內部電極對I，與電解液DL —起以密封狀態(tài)收容在層疊外包體2的內部。而且，與該內部電極對I中的正電極Ia電氣連結的導電性的正電極引線3a (正電極端子)氣密性地貫通層疊外包體2的熱密封部20并且固定接合在該熱密封部20上，貫通熱密封部20地向層疊外包體2的外部突出，引出的部分用作外部端子。此外，雖然省略圖示，但在負電極Ib上也電氣連結導電性的負電極引線3b (負電極端子)，該負電極端子3b像圖I所示那樣夾著層疊外包體2，從與正電極端子3a相反一側的端部(在本例子中，是圖中的下端部)，與正電極端子3a—樣貫通熱密封部20以氣密狀態(tài)向外部引出。另外，根據(jù)本實施方式的片狀二次電池10，希望實現(xiàn)大容量化，由于把像上述那樣層疊的多個片狀電極la、lb分別集結起來與對應的各電極端子3a、3b連接，所以必然該電極端子3a、3b的截面面積比較大。在本實施方式中，內部電極對I像圖4中最清楚地所示的那樣，在鋁制的正極集電體11的兩面上涂敷正極活性物質12而形成的片狀的正電極Ia與在銅制的負極集電體13的兩面上涂敷負極活性物質14而形成的片狀的負電極Ib隔著隔離物Ic交替層疊而形成片狀，鋁制的正極集電體11和銅制的負極集電體13都形成為其厚度是5 30 左右的極薄的金屬箔。另外，在與電極端子3連結的各片狀電極la、lb的端部不涂敷上述活性物質。在本實施方式中，作為正極活性物質12可以用鈷酸鋰復合氧化物(LC0)、錳酸鋰 復合氧化物(LM0)、鎳酸鋰復合氧化物(LNO)等的鋰復合氧化物。另外，也可以用LNMCO等的三元素材料和LMNO、LMCO、LNCO等的二元素材料。而且也可以是把這些主材料混合得到的材料。另一方面，作為負極活性物質14可以用石墨、硬炭、軟炭等的碳材料，也可以是把這些主材料混合得到的材料。另外，也可以用鈦酸鋰(LTO)(此時，負極集電箔是鋁)等。隔離物Ic只要是多孔質膜、無紡布、網(wǎng)等具有電氣絕緣性，并且對與正電極Ia和負電極Ib的密接具有充分強度的材料，則可以使用任何材料。材質并沒有特別限定，但從粘接性和安全性的觀點出發(fā)，優(yōu)選是聚乙烯、聚丙烯的單層多孔質膜以及它們的多層化的多孔質膜。另外,作為用于用作離子傳導體的電解液DL的溶劑和電解質鹽,可以使用在現(xiàn)有的電池中使用的非水系的溶劑和含有鋰的電解質鹽。具體地說，作為溶劑可以使用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等的酯類溶劑，乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙醚、二甲醚等的醚類溶劑的單獨液，以及由上述的同一系統(tǒng)的溶劑彼此之間或者不同系統(tǒng)的溶劑構成的兩種溶劑的混合液。此外，作為電解質鹽可以使用LiPF6、LiAsF6'LiClO4'LiBF4'LiCF3SO3'LiN (CF3SO2) 2、LiC (CF3SO2) 3、LiN (C2F5SO2)2 等。進而，在本實施方式中，正電極端子3a是與正極集電體11相同的鋁制，負電極端子3b是與負極集電體13相同的銅制或者鎳制。但是，作為其材質并沒有特別限定，優(yōu)選使用電化學上穩(wěn)定的金屬材料。各電極端子3a、3b作為板狀的端子形成，從可以降低連接電阻等的觀點出發(fā)，各片狀電極la、lb與對應的各電極端子3a、3b用超聲波焊接連接起來。另夕卜，作為各電極端子3a、3b的大小，如果考慮與保護電路基板的焊料連接等時的加工性和大容量化，則其厚度優(yōu)選為0. 2^5. 0_，而且如果考慮耐(沖擊rush)高電流和機械強度，則其厚度更優(yōu)選為I. (T5. Omm0另外，各電極端子3a、3b的寬度(沿熱密封部20的長度)，從加工性和大容量化(例如，作為HV用而優(yōu)選為I. 5Ah以上，作為EV用而優(yōu)選為15Ah以上)等的觀點出發(fā)，優(yōu)選為16 IOOmm左右。在本發(fā)明中，對于將內部電極對I和電解液DL以密封狀態(tài)收容在內部的撓性的層疊外包體2，只要具有可以作為片狀二次電池10的電池殼使用的強度，且具有針對收容的電解液DL來說優(yōu)異的耐電解液性，就沒有特別限制，具體地說可以用三層構造的層疊膜形成，所述三層構造的層疊膜在內面?zhèn)壬暇哂欣缇垡蚁⒕郾?、聚酰胺、離子交聯(lián)聚合物(ionomer)等的在耐電解液性和熱密封性方面優(yōu)異的熱可塑性樹脂制的內面層，在中間具有例如鋁箔、不銹鋼箔等的在撓性和強度方面優(yōu)異的金屬箔制的中間層，而且在外面?zhèn)染哂欣缇埘０奉悩渲?、聚酯類樹脂等的在電氣絕緣性方面優(yōu)異的絕緣樹脂制的外面層。根據(jù)本實施方式的上述層疊外包體2，用在內面?zhèn)染哂芯郾┲频膬让鎸?a (厚度15 IOOii m)、在中間具有鋁箔制的中間層2b (厚度3(T80iim)、在外面?zhèn)染哂心猃堉频耐饷鎸?c (厚度12飛Oym)的三層構造的層疊膜形成。而且，在作為層疊體的與內部電極對I的收存區(qū)域對應的層疊外包體2上，以在厚度方向上隆起的方式形成平面視圖上大致方形(與片狀電極la、lb平行的斷面為大致方形)的層疊體收存部2s，且在層疊外包體2的周邊部形成熱密封部20。另外，像圖3中最清楚地所示的那樣，在與層疊外包體2的內面層2a的熱密封部20相對置的電極端子3a的周圍涂敷接合用樹脂5。另外，通過把要涂敷上述接合用樹脂5的電極端子的表面預先進行粗糙化處理(例如，中心線平均粗糙度Ra為0. n. 0 u m)，可以確保電極端子3與接合用樹脂5的良好粘接性。 另一方面，在與上述接合用樹脂5相對置的層疊外包體2的至少內面層2a (熱密封部20)上，形成作為向外面層2c側凹陷的凹部的多個凹坑20a。而且，該凹坑20a相當于收存(吸收)熱密封時剩余的接合用樹脂5的根據(jù)本實施方式的剩余樹脂收存部20a。在根據(jù)本實施方式的片狀二次電池10中，通過像上述那樣利用粘接到電極端子3周圍的接合用樹脂5把層疊外包體2的內面層2a與電極端子3接合起來，尤其是，可以把用來實現(xiàn)大容量化的截面面積大(厚且寬)的電極端子3與薄的層疊外包體2接合起來。另夕卜，通過用接合用樹脂5覆蓋電極端子3的周圍，可以避免電極端子3的角部與層疊外包體2直接接觸(機械接觸)，預先防止伴隨著接觸對內面層2a造成的損傷。另外，作為上述接合用樹脂5，只要是夾在電極端子3與層疊外包體2的內面層2a之間、通過加熱加壓處理可以把二者粘接的樹脂，就可以任意地選擇合適的材料。但是，從確保與層疊外包體2的內面層2a與電極端子3的良好粘接性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為至少與層疊外包體2的內面層2a相同的熱塑性樹脂(在本例中是聚丙烯)，更優(yōu)選對電極端子3與接合用樹脂5的接合部分實施交聯(lián)處理。具體地，通過對接合用樹脂5的與電極端子3相對置的部分(面)實施電子束交聯(lián)處理(在高分子之間的任意位置形成交聯(lián)結構的處理)，成為該部分的交聯(lián)度提高并使交聯(lián)度具有梯度的熱塑性樹脂(例如，交聯(lián)聚丙烯)，可以確保良好的密封性和耐氣候性。但是，在用接合用樹脂5把用來實現(xiàn)這樣的大容量化(例如，I. 5Ah以上)的截面面積大的電極端子3與有撓性的層疊外包體2熱密封時，如果夾著的接合用樹脂5的厚度減薄則可能會損害層疊外包體2的金屬層2b以及電極端子3之間的絕緣性。另一方面，通過本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)了，如果夾著的接合用樹脂5的厚度加厚，則作為電池性能變差的主要原因的水分等進入層疊外包體2內部的可能性增大，且熱密封時剩余的接合用樹脂5會造成電極端子3周圍的樹脂層的厚度不均勻。具體地說，通過本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)了，熱密封時剩余的接合用樹脂5因加熱壓接而被擠出，沿電極端子3的表面移動而發(fā)生熔流、熔淌(樹脂流淌)等，在層疊外包體2與電極端子3之間產生間隙，或者層疊外包體2的金屬層2b與電極端子3的間隔距離變得不均勻(不穩(wěn)定)，成為損害電極端子3周圍的密封性和絕緣性的主要原因。因此，必須把上述接合用樹脂5的厚度設定成可以同時確保電極端子3周圍的密封性和絕緣性的合適的值(例如，使“密封后的樹脂層的總厚度(即接合用樹脂5與熱塑性樹脂制的內面層2a的厚度之和)”為“密封前的總厚度”的65、0%)，但要維持不會產生熱密封時剩余的樹脂那樣的合適的值(范圍)，就必須進行考慮了接合用樹脂5的厚度的增加壓力等的麻煩且復雜的調整控制，出現(xiàn)了生產率顯著受損的問題。于是，在根據(jù)本實施方式的片狀二次電池10中，通過像以下那樣在層疊外包體2的預定的內面層2a上形成作為收存(吸收)熱密封時剩余的接合用樹脂5的袋(凹坑)的剩余樹脂收存部20a，即使在采用了截面面積大的電極端子時，也無須進行接合用樹脂5的厚度和增加壓力等的麻煩的調整控制，可以在電極端子3與層疊外包體2之間無間隙地均勻地填充接合用樹脂5。以下，參照

像上述那樣構成的片狀二次電池的制造方法。
首先，把在鋁制的正極集電體11的兩面上涂敷正極活性物質12而形成的片狀的正電極Ia和在銅制的負極集電體13的兩面上涂敷負極活性物質14而形成的片狀的負電極Ib隔著隔離物Ic交替層疊，形成作為電極層疊體的內部電極對1，把各片狀電極la、lb的端部集結起來配置到對應的各電極端子3a、3b上，用超聲波焊接等一體地焊接連接。而且，通過壓力加工在層疊外包體2的內側形成收存內部電極對I的斷面大致為方形的杯狀的層疊體收存部2s。另外，也可以在相對置的一對層疊外包體2的一方上形成層疊體收存部2s，也可以根據(jù)要收存的內部電極對I的厚度和形狀等，在相對置的一對層疊外包體2的兩者上形成層疊體收存部2s。然后，在與層疊外包體2的熱密封部20對應的電極端子3的部分上層疊形成預定厚度(例如0.05、. 15mm)的接合用樹脂5 (在本例中是交聯(lián)聚丙烯)。具體地說，對電極端子3的表面進行粗糙化處理之后，涂敷加熱了的接合用樹脂5，然后冷卻，把熱塑性的接合用樹脂5粘接到電極端子3周圍。然后，在從相對配置的一對層疊外包體2的相對置的兩邊向外引出兩電極端子3a、3b的狀態(tài)下，把內部電極對I收存在層疊外包體2的層疊體收存部2s內，且用上下的層疊外包體2周緣的熱密封部20夾著各電極端子3a、3b。然后，用像圖5示意性地所示的那樣的“凹”字形的一對密封夾具TL、TL (圖中為了簡化僅示出一對密封夾具中的一個)，夾住層疊外包體2的伸出電極端子3的邊的熱密封部20，以預定的溫度(例如22(T230° C)和壓接力(例如0.4MPa)加熱加壓。在此，根據(jù)本實施方式的一對密封夾具TL、TL分別具有相同的構成，包括在長度方向兩端部對通常的熱密封部(即把層疊外包體2的內面層2a彼此之間接合起來的熱密封部，以下稱為通常的密封部20P)加熱加壓的平坦的基準密封面TLl ;以及在兩端部的基準密封面TLUTLl之間形成的收存部形成面TL2，該收存部形成面TL2把層疊外包體2與電極端子3相對置的熱密封部(即夾著電極端子3的熱密封部，以下稱為夾著端子的密封部20D)與電極端子3、接合用樹脂5 —起加熱加壓，且具有用來在層疊外包體2的內面層2a上形成剩余樹脂收存部20a的凹凸。更具體地說，在上述一對密封夾具TL、TL的基準密封面TLl與收存部形成面TL2之間，在高度方向上設置臺階d，且在收存部形成面TL2上形成與電極端子3的上表面或下表面對置且形成剩余樹脂收存部20a的凹坑(相對于外面層2c凹陷的凹部)TL2d，在把一對密封夾具TL、TL放置在電極端子3突出的一對層疊外包體2、2的熱密封部20、20 (外面層2c、2c)上(用上下一對密封夾具TL、TL夾著相對置的一對熱密封部20、20)進行熱密封(以預定的溫度和壓接力加熱加壓)時，可以在各收存部形成面TL2、TL2與電極端子3之間確保預定的間隔距離。換言之，用平坦的基準密封面TLl熱密封通常的密封部20P時，設定上述臺階d，以使得收存部形成面TL2與電極端子3的間隔距離是可以同時確保電極端子3周圍的密封性和絕緣性的預定的間隔距離。更詳細地說，在本實施方式中，在夾著端子的密封部20D處，設定上述臺階d，以使得密封后的樹脂層的總厚度為密封前的總厚度的65、0%。在此，用接合用樹脂5熱密封層疊外包體2與電極端子3時，可以根據(jù)剩余樹脂收存部20a的收存容積和熱密封時的壓力、溫度等的預定的熱密封條件，通過預先實測等求出上述臺階d的大致的設定范圍(允許范圍)。即，在本實施方式中，通過使用具有預先求出的臺階d的一對密封夾具TL、TL，可以基于通常的密封部20P的平坦的基準密封面TL1，把夾著端子的密封部20D處的剩余樹脂收存部20a的形成位置穩(wěn)定地設定在同時滿足電極端子3周圍的密封性和絕緣性的適當?shù)奈恢?。另外，在圖5中，作為形成剩余樹脂收存部20a的密封夾具TL的凹坑TL2d的形狀和配置，例示了將在平面視圖上為圓形的凹坑配置成鋸齒形的構成，但該凹坑只要能收存接合用樹脂5即可，可以任意設定其適當?shù)男螤詈团渲?。例如，也可以是在平面視圖上為多邊形，也可以是把任意形狀的凹坑整齊配置成縱橫方向格子狀。另外，也可以把這些形狀和配置適當組合。但是，為了可以收存沿電極端子3的表面移動的剩余樹脂5，優(yōu)選地，在與電極端子3對應的內面層2a的長度方向(沿熱密封部20的方向)和寬度方向(電極端子3突出的方向)上設置多個凹坑TL2d。然后，通過用上述一對密封夾具TL、TL夾著層疊外包體2、接合用樹脂5和電極端子3，以預定的溫度和壓接力熱密封，像圖6 Ca)示意性地所示的那樣，使在密封夾具TL與電極端子3之間經由接合用樹脂5夾入的層疊外包體2的各層2a、2b、2c按照在密封夾具TL的收存部形成面TL2上形成的凹坑TL2d的形狀一體地變形，在夾著端子的密封部20D處，基于平坦的基準密封面TLl，在層疊外包體2的至少內面層2a上形成可以收存剩余樹脂的剩余樹脂收存部20a。即，在夾著電極端子3的夾著端子的密封部20D上，在預定的位置(高度)形成上述剩余樹脂收存部20a，而在不夾著電極端子3的通常的密封部20P (把層疊外包體2的內面層2a彼此之間接合起來的熱密封部)不形成上述剩余樹脂收存部20a。然后，在層疊外包體2的周圍(熱密封部20)的未密封的兩邊中，把一邊加熱壓接而把層疊外包體2的內面樹脂層2a熱密封，形成具有一邊未密封的開口部的三方密封體，從開口部注入電解液后把剩余的一邊熱密封而完成片狀二次電池。這樣，在熱密封時，通過用具有預定形狀的一對密封夾具TL、TL夾住層疊外包體2，無須另行追加用來形成預定的剩余樹脂收存部20a的工序，就可以作為熱密封工序的一個環(huán)節(jié)與熱密封同時地形成上述剩余樹脂收存部20a，所以可以有助于工序的簡化。另外，通過用上述一對密封夾具TL、TL按壓層疊外包體2的外表面，使層疊外包 體2的各層2a、2b、2c —并按照收存部形成面TL2的凹坑TL2d的形狀變形，其結果，形成從層疊外包體2的外表面突出的凸部，可以從外觀判斷剩余樹脂收存部20a的形成狀態(tài)。具體地說，熱密封后，在層疊外包體2的外面層2c上形成從其表面突出的凸部時，可以判斷在層疊外包體2的內面層2a上形成了合適的剩余樹脂收存部20a，所以可以通過目視容易地確認剩余樹脂收存部20a的形成狀態(tài)(密封狀態(tài))。另外，雖然圖中省略，但是在兩電極端子3a、3b從層疊外包體2的一邊突出的形態(tài)時，可以在該電極端子3a、3b突出的部分，通過使用設置了對應的兩個收存部形成面TL2、TL2的密封夾具TL，用同樣的步驟形成剩 余樹脂收存部20a。另外，在上述實施方式中，是從層疊外包體2的外面層2c按壓一對密封夾具TL、TL，使各層2a、2b、2c —體地變形(參照圖6 (a))，但也可以使用像圖6 (b)示意性地所示的那樣的形成了具有凸部TL2d'的收存部形成面TL2'的密封夾具TL'，直接按壓層疊外包體2的內面層2a，只使該內面層2a變形。在這樣地構成的情況下，限制了剩余樹脂收存部20a的深度，且無須另行追加用來形成剩余樹脂收存部20a的工序，可以得到層疊外包體2的表面光滑(層疊外包體2的外面層2c上無突起)的片狀二次電池10。(實施例)下面，把針對根據(jù)本發(fā)明的具有剩余樹脂收存部20a的片狀二次電池10的性能進行驗證評價的內容，作為實施例進行說明。另外，在進行驗證評價時，制造根據(jù)本發(fā)明的具有剩余樹脂收存部20a的片狀二次電池和沒有上述剩余樹脂收存部20a的片狀二次電池，對其絕緣性和密封性進行了比較評價。具體地說，作為實施例，制作了用圖5所示的一對密封夾具TL、TL只在熱密封部20的預定區(qū)域(夾著端子的密封部20D)上形成了剩余樹脂收存部20a的片狀二次電池(參照圖7(a))。另外，作為比較例1，制作了在電極端子3a、3b突出的熱密封部20的一邊的整個邊上形成了剩余樹脂收存部20a的片狀二次電池(參照圖7 (b))。進而，作為比較例2，制作了層疊外包體2的內面層2a平坦的、沒有剩余樹脂收存部20a的、現(xiàn)有構成的片狀二次電池(參照圖7 (C))。另外，上述片狀二次電池中都是電池容量為4Ah，電極端子3a、3b都使用寬30mm厚0. 2mm的電極端子。另外，作為熱密封，在溫度220 230° C、壓接力0. 4MPa的條件下進行。<比較評價1>分別制作上述實施例、比較例I和比較例2的片狀二次電池各4個，在電極端子3a、3b與層疊外包體2的金屬層2b之間施加預定的電壓(0. IkV),測定經過預定時間(5msec)后的保持電壓。在此，經過預定時間后，越能保持施加電壓(0. IkV)(保持電壓越高)，就評價為絕緣性越好。另外，為了驗證彎折載荷等的外加應力的影響，在上述保持電壓的測定結束之后，把層疊外包體2的熱密封部20的兩端部(電極端子3a、3b突出的熱密封部20的兩端部)像圖8示意性地所示的那樣彎折，再次施加預定的電壓，經過預定時間后測定保持電壓。即，在層疊外包體2彎折前后測定了上述保持電壓。彎折前的保持電壓的測定結果示于表1，彎折后的保持電壓的測定結果示于表2。[表 I]
權利要求
1.一種片狀二次電池，其特征在于，包括 有撓性的層疊外包體，該層疊外包體具有由能夠熱密封的熱塑性樹脂制的內面層和金屬層； 內部電極對，該內部電極通過在上述層疊外包體的周邊形成的熱密封部以密封狀態(tài)收存到該層疊外包體的內部，該內部電極 對由片狀的正電極和片狀的負電極隔著隔離物交替層疊而形成；以及 電極端子，該電極端子與上述內部電極對電氣連結，且氣密性地貫通上述層疊外包體的熱密封部而引出到外部， 在夾著上述電極端子的熱密封部處，用接合用樹脂把上述層疊外包體與上述電極端子接合起來，且在與上述電極端子相對置的上述層疊外包體的內面層上形成收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部，而在把上述層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的熱密封部不形成上述剩余樹脂收存部。
2.如權利要求I所述的片狀二次電池，其特征在于 上述剩余樹脂收存部的形成位置設定成，在夾著上述電極端子的熱密封部處，密封后的接合用樹脂的厚度與層疊外包體的內面層的厚度相加得到的總厚度為密封前的總厚度的65 90%。
3.如權利要求2所述的片狀二次電池，其特征在于 以把層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的通常的熱密封部為基準，設定上述剩余樹脂收存部的形成位置。
4.如權利要求廣3中任一項所述的片狀二次電池，其特征在于 上述剩余樹脂收存部形成為從層疊外包體的表面突出。
5.如權利要求廣4中任一項所述的片狀二次電池，其特征在于 上述接合用樹脂是與層疊外包體的內面層材質相同且具有交聯(lián)結構的熱塑性樹脂。
6.如權利要求1飛中任一項所述的片狀二次電池，其特征在于 上述電極端子是厚度為O. 2^5. 0mm、沿熱密封部的長度為16 100mm的板狀端子。
7.如權利要求1飛中任一項所述的片狀二次電池，其特征在于 上述片狀二次電池的容量為I. 5Ah以上。
8.一種片狀二次電池的制造方法，該片狀二次電池在有撓性的層疊外包體的內部收存了內部電極對，該層疊外包體具有由能夠熱密封的熱塑性樹脂制的內面層和金屬層，該內部電極對由片狀的正電極和片狀的負電極隔著隔離物交替層疊而形成，其特征在于 使用具有預定形狀的凹坑的一對密封夾具； 在對與上述內部電極對連接的電極端子的表面進行粗糙化處理之后，涂敷能夠與該表面接合的熱塑性的接合用樹脂，在經由電極端子及其表面的接合用樹脂把層疊外包體熱密封時，用上述一對密封夾具夾住突出了電極端子的層疊外包體的熱密封部加熱加壓，在夾著上述電極端子的熱密封部處，在層疊外包體的內面層上形成收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部，而在把層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的熱密封部不形成上述剩余樹脂收存部。
9.如權利要求8所述的片狀二次電池，其特征在于 上述剩余樹脂收存部的形成位置設定成，密封后的接合用樹脂的厚度與層疊外包體的內面層的厚度相加得到的總厚度為密封前的總厚度的65、0%。
10.如權利要求9所述的片狀二次電池的制造方法，其特征在于 上述密封夾具具有對把層疊外包體的內面層彼此之間接合起來的通常的熱密封部加熱加壓的平坦的基準密封面；以及對層疊外包體的與電極端子相對置的熱密封部加熱加壓且形成剩余樹脂收存部的收存部形成面； 上述剩余樹脂收存部基于上述平坦的基準密封面而設定上述形成位置。
11.如權利要求8 10中任一項所述的片狀二次電池的制造方法，其特征在于 上述剩余樹脂收存部形成為從層疊外包體的外表面突出。
12.如權利要求8 11中任一項所述的片狀二次電池的制造方法，其特征在于 上述接合用樹脂是與層疊外包體的內面層材質相同且具有交聯(lián)結構的熱塑性樹脂。
13.如權利要求8 12中任一項所述的片狀二次電池的制造方法，其特征在于 上述電極端子是厚度為O. 2^5. 0mm、沿熱密封部的長度為16 100mm的板狀端子。
14.如權利要求8 13中任一項所述的片狀二次電池，其特征在于 上述片狀二次電池的容量為I. 5Ah以上。
全文摘要
提供片狀二次電池及其制造方法，即使在用接合用樹脂把有撓性的層疊外包體與電極端子接合起來的形態(tài)的情況下也可以確保電極端子周圍的密封性和絕緣性。該片狀二次電池包括具有由可熱密封的熱塑性樹脂制的內面層(2a)和金屬層(2b)的層疊外包體(2)，內部電極對(1)，以及與內部電極對(1)電氣連結，且氣密性地貫通層疊外包體(2)的熱密封部(20)而引出到外部電極端子(3)，在夾著電極端子(3)的熱密封部(20D)處，用接合用樹脂(5)把層疊外包體(2)與電極端子(3)接合起來，且在與電極端子(3)相對置的層疊外包體(2)的內面層(2a)上形成收存熱密封時剩余的樹脂的剩余樹脂收存部(20a)，而在把層疊外包體(2)的內面層(2a)之間接合起來的熱密封部(20P)不形成剩余樹脂收存部(20a)。
文檔編號H01M2/26GK102714285SQ20118000645
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者上野太郎, 小沢和典, 小澤康典, 川合勝美, 秋葉正志, 阿部圣子 申請人:英耐時有限公司