(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022114282
(43)【公開日】2022-08-05
(54)【発明の名称】電池及び電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/10 20210101AFI20220729BHJP
H01M 50/543 20210101ALI20220729BHJP
H01M 50/183 20210101ALI20220729BHJP
H01M 10/0562 20100101ALI20220729BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20220729BHJP
H01M 6/18 20060101ALI20220729BHJP
H01M 6/16 20060101ALI20220729BHJP
H01G 11/78 20130101ALI20220729BHJP
H01G 11/84 20130101ALI20220729BHJP
【ＦＩ】
H01M2/02 K
H01M2/30 B
H01M2/08 K
H01M10/0562
H01M10/0585
H01M6/18 A
H01M6/16 C
H01G11/78
H01G11/84
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021010521
(22)【出願日】2021-01-26
(71)【出願人】
【識別番号】000237721
【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002918
【氏名又は名称】特許業務法人扶桑国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 隆二
(72)【発明者】
【氏名】眞野 司
(72)【発明者】
【氏名】落合 佑紀
(72)【発明者】
【氏名】花村 玲
【テーマコード（参考）】
5E078
5H011
5H024
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5E078AA06
5E078AB01
5E078AB12
5E078BA05
5E078HA02
5E078HA25
5E078KA06
5E078LA08
5H011AA03
5H011BB03
5H011CC02
5H011CC06
5H011CC10
5H011DD05
5H011DD13
5H011DD23
5H011FF04
5H011GG01
5H011HH02
5H011JJ03
5H024AA03
5H024AA06
5H024AA12
5H024CC04
5H024DD01
5H024DD03
5H024DD11
5H024EE01
5H024EE09
5H024FF11
5H024FF21
5H024FF23
5H029AK01
5H029AL08
5H029AL12
5H029AM11
5H029AM16
5H029BJ04
5H029BJ12
5H029CJ05
5H029DJ02
5H029DJ03
5H029DJ05
5H029DJ14
5H029EJ01
5H029EJ12
5H043AA04
5H043BA02
5H043BA08
5H043BA19
5H043CA08
5H043CA13
5H043DA10
5H043HA12D
5H043HA22D
5H043HA32D
5H043JA13D
5H043JA15D
5H043KA01D
5H043KA24D
5H043KA27D
(57)【要約】
【課題】電池素子の端子と外装フィルムの金属層との短絡を抑えることのできる電池を実現する。
【解決手段】電池１Ａは、電池素子１０及び外装体２０Ａを備える。電池素子１０は、対向する正極層１１及び負極層１２と、それらにそれぞれ接続される正極タブ１４及び負極タブ１５とを有する。外装体２０Ａは、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するように電池素子１０を包む外装フィルム２０により形成される。外装フィルム２０は、対向する絶縁層２２及び絶縁層２３と、それらの間に介在される金属層２１とを有し、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出する側の端面２０ａにおいて、金属層２１が、絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する。これにより、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられても、それらが外装フィルム２０の金属層２１と接触して短絡することが抑えられる。
【選択図】図９
【解決手段】電池１Ａは、電池素子１０及び外装体２０Ａを備える。電池素子１０は、対向する正極層１１及び負極層１２と、それらにそれぞれ接続される正極タブ１４及び負極タブ１５とを有する。外装体２０Ａは、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するように電池素子１０を包む外装フィルム２０により形成される。外装フィルム２０は、対向する絶縁層２２及び絶縁層２３と、それらの間に介在される金属層２１とを有し、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出する側の端面２０ａにおいて、金属層２１が、絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する。これにより、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられても、それらが外装フィルム２０の金属層２１と接触して短絡することが抑えられる。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極層と、前記正極層と対向する負極層と、前記正極層に接続される正極端子と、前記負極層に接続される負極端子とを有する電池素子と、
前記電池素子を、前記正極端子及び前記負極端子が突出するように包む外装フィルムと
を含み、
前記外装フィルムは、
第１絶縁層と、前記第１絶縁層と対向する第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在される金属層とを有し、
前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の端面において、前記金属層が、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置することを特徴とする電池。
前記電池素子を、前記正極端子及び前記負極端子が突出するように包む外装フィルムと
を含み、
前記外装フィルムは、
第１絶縁層と、前記第１絶縁層と対向する第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在される金属層とを有し、
前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の端面において、前記金属層が、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置することを特徴とする電池。
【請求項2】
前記外装フィルムは、前記端面の前記金属層を覆う第３絶縁層を有することを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記正極端子及び前記負極端子と前記外装フィルムとの間に介在される絶縁フィルムを含み、
前記外装フィルムから前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の前記絶縁フィルムの外縁が、前記外装フィルムの前記端面又は前記端面よりも内側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
前記外装フィルムから前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の前記絶縁フィルムの外縁が、前記外装フィルムの前記端面又は前記端面よりも内側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項4】
前記電池素子は、
前記正極層と前記負極層との間に介在されるセパレータと、
前記外装フィルム内に前記正極層、前記負極層及び前記セパレータと共に収容される電解液と
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
前記正極層と前記負極層との間に介在されるセパレータと、
前記外装フィルム内に前記正極層、前記負極層及び前記セパレータと共に収容される電解液と
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
【請求項5】
前記電池素子は、前記正極層と前記負極層との間に介在される固体電解質層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池。
【請求項6】
外装フィルムを準備する工程と、
正極層と、前記正極層と対向する負極層と、前記正極層に接続される正極端子と、前記負極層に接続される負極端子とを有する電池素子を、前記正極端子及び前記負極端子が突出するように前記外装フィルムで包む工程と
を含み、
前記外装フィルムは、第１絶縁層と、前記第１絶縁層と対向する第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在される金属層とを有し、
前記外装フィルムを準備する工程は、前記電池素子を包んだ時に前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の前記外装フィルムの端面において、前記金属層を、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置させる工程を含むことを特徴とする電池の製造方法。
正極層と、前記正極層と対向する負極層と、前記正極層に接続される正極端子と、前記負極層に接続される負極端子とを有する電池素子を、前記正極端子及び前記負極端子が突出するように前記外装フィルムで包む工程と
を含み、
前記外装フィルムは、第１絶縁層と、前記第１絶縁層と対向する第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在される金属層とを有し、
前記外装フィルムを準備する工程は、前記電池素子を包んだ時に前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の前記外装フィルムの端面において、前記金属層を、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置させる工程を含むことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項7】
前記外装フィルムの前記端面において、前記金属層を、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置させる工程は、前記外装フィルムの前記端面を超音波処理する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の電池の製造方法。
【請求項8】
前記外装フィルムの前記端面を水中で超音波処理することを特徴とする請求項７に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電池素子を外装体の内部に収容する技術を採用した電池が知られている。
例えば、金属箔の表裏両面に絶縁性樹脂層が積層されたラミネートフィルムが扁平袋状に成形されて外装体とされ、その内部に、シート状の正極及び負極がセパレータを介して積層された電極体が電解液と共に密封されるラミネート型蓄電素子が知られている。
例えば、金属箔の表裏両面に絶縁性樹脂層が積層されたラミネートフィルムが扁平袋状に成形されて外装体とされ、その内部に、シート状の正極及び負極がセパレータを介して積層された電極体が電解液と共に密封されるラミネート型蓄電素子が知られている。
【0003】
このほか、正極と負極の間に分離膜が介された構造の電極組立体が、樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチ型の電池ケースに内装された電池セル、その電池ケースの熱融着外周部に密封強化テープが付着された電池セルが知られている。
【0004】
また、金属箔の両面を樹脂フィルムにより被覆したラミネートシートを所定辺で接合して封筒状に形成した外装材内に発電要素を封止したポリマー電池、その外装材の任意端辺に溶融樹脂を固化させた絶縁被覆を形成したポリマー電池が知られている。
【0005】
また、蓄電池やキャパシタ等の蓄電素子のケースとして、一対の金属箔の端部間のヒートシール用樹脂を用いて形成されたヒートシール部と、その外側端面の金属箔の加熱溶接により形成された金属封止部とを有する樹脂金属複合シール容器を用いる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１８－１０７５１号公報
【特許文献2】特表２０１８－５２１４８１号公報
【特許文献3】特開２００４－８７４２２号公報
【特許文献4】国際公開第２０１３／１３３０３９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
金属箔等の金属層とそれに積層される樹脂等の絶縁層とを有するラミネートフィルムやラミネートシートといった外装フィルムが用いられる外装体の、その内部に電池素子が収容される電池では、その電池素子の正負極の端子（リードやタブとも称される）が、外装体の外部に突出するように設けられる。
【0008】
この外装体から突出する端子は、電池の電子デバイスへの実装形態によっては、折り曲げられる場合がある。外装体から突出する端子が折り曲げられる場合において、端子が突出する側の外装体の端面又はその外側に突出して外装フィルムの金属層が存在していると、折り曲げられた端子と外装フィルムの金属層とが接触し、端子と金属層との短絡や、金属層を介した正負極の端子間の短絡が生じる恐れがある。このような短絡は、電池の性能、信頼性の低下を招き得る。
【0009】
１つの側面では、本発明は、電池素子の端子と外装フィルムの金属層との短絡を抑えることのできる電池を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
１つの態様では、正極層と、前記正極層と対向する負極層と、前記正極層に接続される正極端子と、前記負極層に接続される負極端子とを有する電池素子と、前記電池素子を、前記正極端子及び前記負極端子が突出するように包む外装フィルムとを含み、前記外装フィルムは、第１絶縁層と、前記第１絶縁層と対向する第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に介在される金属層とを有し、前記正極端子及び前記負極端子が突出する側の端面において、前記金属層が、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層よりも内側に位置する電池が提供される。
【0011】
また、１つの態様では、上記のような電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
１つの側面では、電池素子の端子と外装フィルムの金属層との短絡を抑えることのできる電池を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】電池の一例について説明する図（その１）である。
【図2】電池の一例について説明する図（その２）である。
【図3】外装フィルムの一例について説明する図である。
【図4】金属層のバリが形成された外装フィルムを用いて得られる電池の一例について説明する図である。
【図5】外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第１の例について説明する図（その１）である。
【図6】外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第１の例について説明する図（その２）である。
【図7】外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第２の例について説明する図である。
【図8】タブリードを用いた電池の一例について説明する図である。
【図9】第１の実施の形態に係る電池の一例について説明する図である。
【図10】第１の実施の形態に係る外装フィルムを用いて得られる電池の一例について説明する図である。
【図11】第１の実施の形態に係る外装フィルムの超音波処理の一例について説明する図である。
【図12】第１の実施の形態に係る外装フィルムの変形例について説明する図である。
【図13】第１の実施の形態に係る電池の変形例について説明する図である。
【図14】第２の実施の形態に係る電池の例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
はじめに、電池の一例について述べる。
図１及び図２は電池の一例について説明する図である。図１（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図１（Ｂ）には電池の一例の分解斜視図を模式的に示している。また、図２（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図２（Ｂ）には図２（Ａ）のII－II断面図を模式的に示している。
図１及び図２は電池の一例について説明する図である。図１（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図１（Ｂ）には電池の一例の分解斜視図を模式的に示している。また、図２（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図２（Ｂ）には図２（Ａ）のII－II断面図を模式的に示している。
【0015】
【0016】
【0017】
電池素子１０の正極層１１には、正極活物質を含む正極材料が用いられる。正極層１１の正極材料には、正極活物質のほか、導電助剤、樹脂成分等が含まれてもよい。正極層１１は、金属箔や金属板等の集電体を含み、その一主面に正極材料を積層したものであってもよい。
【0018】
電池素子１０の負極層１２には、負極活物質を含む負極材料が用いられる。負極層１２の負極材料には、負極活物質のほか、導電助剤、樹脂成分等が含まれてもよい。負極層１２は、金属箔や金属板等の集電体を含み、その一主面に負極材料を積層したものであってもよい。
【0019】
電池１００Ａは、例えば、二酸化マンガンリチウム一次電池とすることができる。この場合、電池素子１０の正極層１１には、正極活物質である二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を含む正極材料が、ステンレス等の集電体の一主面に積層されたものを用いることができる。電池素子１０の負極層１２には、負極活物質であるリチウム（Ｌｉ）を含む負極材料として、金属リチウム又はリチウム合金を用いることができる。
【0020】
電池素子１０のセパレータ１３は、正極層１１と負極層１２との間に介在され、正極層１１と負極層１２とを隔離する。正極層１１及び負極層１２は、それらの双方又は一方に集電体が用いられる場合、互いの正極材料と負極材料とがセパレータ１３を介して対向するように設けられる。セパレータ１３には、多孔質の樹脂、不織布、セラミック等を用いることができる。
【0021】
電池素子１０の正極タブ１４は、正極層１１と電気的に接続される。正極タブ１４は、正極層１１の正極材料と接続され、正極層１１に集電体が用いられる場合には、その集電体と接続される。正極タブ１４には、例えば、帯状の金属箔や金属板等のリード部材（「端子リード」とも言う）が用いられる。
【0022】
電池素子１０の負極タブ１５は、負極層１２と電気的に接続される。負極タブ１５は、負極層１２の負極材料と接続され、負極層１２に集電体が用いられる場合には、その集電体と接続される。負極タブ１５には、例えば、帯状の金属箔や金属板等の端子リードが用いられる。
【0023】
上記のような正極層１１、負極層１２、セパレータ１３、正極タブ１４及び負極タブ１５を有する電池素子１０が、その正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部が突出するように、外装体２００Ａの外装フィルム２００で包まれる。外装フィルム２００には、金属層の両主面に絶縁層が積層されたラミネートフィルムを用いることができる。例えば、外装フィルム２００には、アルミニウム（Ａｌ）やステンレス等の金属箔の両主面に、ポリアミドやポリプロピレン等の樹脂層が積層されたラミネートフィルムが用いられる。尚、外装フィルム２００の構成の詳細については後述する。
【0024】
電池１００Ａでは、例えば、所定サイズの２枚の外装フィルム２００の間に、電池素子１０がその正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部が突出するように挟まれる。２枚の外装フィルム２００の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出する側の縁部（「タブ突出側縁部」とも言う）を除く３辺の縁部が、熱圧着治具を用いて、加熱及び加圧により溶着（「熱圧着」とも言う）される。熱圧着されていないタブ突出側縁部から、電解質として電解液（図示せず）が注入され、その後、タブ突出側縁部が、熱圧着治具を用いて熱圧着される。
【0025】
ここで、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部には、先端部を突出させる正極タブ１４及び負極タブ１５が介在する状態で十分な密閉性を実現するため、帯状の絶縁フィルム（「タブフィルム」とも言う）３０が設けられる。タブフィルム３０には、例えば、変性ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が用いられる。タブフィルム３０には、ポリエチレンナフタレート等の基材の両主面に、変性ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が積層されたものが用いられてもよい。正極タブ１４及び負極タブ１５を挟む２枚の外装フィルム２００間にタブフィルム３０が介在され、加熱及び加圧が行われることで、タブフィルム３０が正極タブ１４及び負極タブ１５と接着されると共に、対向するタブフィルム３０同士、タブフィルム３０と外装フィルム２００とが溶着される。これにより、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部が、十分な密閉性で封止される。
【0026】
より具体的には、電池１００Ａは、例えば、次のような方法で製造することができる。まず、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部にタブフィルム３０を熱圧着する。タブフィルム３０が熱圧着された一方の外装フィルム２００上に、正極タブ１４が接続された正極層１１を、その正極タブ１４の一部がタブフィルム３０上に位置し且つそれよりも先端側が外装フィルム２００の外側に突出するように積層し、タブフィルム３０と正極タブ１４の一部とを熱圧着する。同様に、タブフィルム３０が熱圧着された他方の外装フィルム２００上に、負極タブ１５が接続された負極層１２を、その負極タブ１５の一部がタブフィルム３０上に位置し且つそれよりも先端側が外装フィルム２００の外側に突出するように積層し、タブフィルム３０と負極タブ１５の一部とを熱圧着する。外装フィルム２００上に設けられた正極層１１の上にセパレータ１３を配置し、負極層１２が設けられた外装フィルム２００をその負極層１２がセパレータ１３と対面するように重ね合わせ、タブ突出側縁部を除く３辺の縁部を熱圧着し、熱圧着されていないタブ突出側縁部から電解液を注入し、その後、タブ突出側縁部を熱圧着する。例えば、このような方法を用いて、電池１００Ａが製造される。
【0027】
ここでは、２枚の外装フィルム２００の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部を、帯状のタブフィルム３０を用いて密閉する方式を、「タブフィルム方式」とも言う。
【0028】
このように電池１００Ａでは、２枚の外装フィルム２００の縁部を貼り合わせた扁平袋状の外装体２００Ａの内部に、正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部が外装体２００Ａの外部に突出されて、電池素子１０が収容される。
【0029】
電池１００Ａの外装フィルム２００について更に述べる。
図３は外装フィルムの一例について説明する図である。図３（Ａ）には外装フィルムの一例の断面図を模式的に示し、図３（Ｂ）には外装フィルムの切断工程の一例の断面図を模式的に示している。
図３は外装フィルムの一例について説明する図である。図３（Ａ）には外装フィルムの一例の断面図を模式的に示し、図３（Ｂ）には外装フィルムの切断工程の一例の断面図を模式的に示している。
【0030】
外装フィルム２００は、図３（Ａ）に示すように、金属層２１、絶縁層２２及び絶縁層２３を有する。対向する絶縁層２２と絶縁層２３との間に、金属層２１が介在される。電池１００Ａの外装フィルム２００には、例えば、このような金属層２１の両主面に絶縁層２２及び絶縁層２３が積層されたラミネートフィルムが用いられる。
【0031】
金属層２１には、例えば、アルミニウム等の金属箔を用いることができる。絶縁層２２及び絶縁層２３には、例えば、ポリアミドやポリプロピレン等の樹脂を用いることができる。絶縁層２２及び絶縁層２３には、互いに同種の樹脂が用いられてもよいし、互いに異種の樹脂が用いられてもよい。
【0032】
例えば、外装フィルム２００は、一方の絶縁層２２が、外装フィルム２００によって形成される外装体２００Ａの外面側となるように用いられ、他方の絶縁層２３が、外装フィルム２００によって形成される外装体２００Ａの内面側となるように用いられる。この場合、外装体２００Ａの外面側とされる絶縁層２２には、金属層２１の保護層として機能するポリアミド等の樹脂を用いることができる。外装体２００Ａの内面側とされる絶縁層２３には、熱溶着性を有する接着層として機能するポリプロピレン等の樹脂を用いることができる。
【0033】
電池１００Ａの製造の際には、所定サイズの２枚の外装フィルム２００の間に、電池素子１０がその正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部が突出するように挟まれ、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部を除く３辺の縁部の絶縁層２３同士が、熱圧着治具を用いて熱圧着される。熱圧着されていないタブ突出側縁部からの電解液の注入後、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部の、両外装フィルム２００の絶縁層２３の表面に設けられたタブフィルム３０同士（及び各外装フィルム２００の絶縁層２３とその表面に設けられたタブフィルム３０）が、熱圧着治具を用いて熱圧着される。
【0034】
外装フィルム２００は、製造する電池１００Ａのサイズに合わせ、図３（Ｂ）に示すように、予め所定サイズに切断される。外装フィルム２００の切断は、例えば、スリッターを用いたスリット加工や、金型を用いた打ち抜き加工によって行われる。この場合、外装フィルム２００の金属層２１にアルミニウム等の比較的延性の高い材料が用いられていると、外装フィルム２００の切断時に金属層２１が延び、図３（Ｂ）に示すように、外装フィルム２００の切断面（「端面」とも言う）２００ａに、その外側へ飛び出すように、金属層２１のバリ２１０が形成されることがある。
【0035】
【0036】
図４（Ａ）に示す電池１００Ａは、外装フィルム２００の、金属層２１のバリ２１０が形成された端面２００ａ側の縁部が、外装フィルム２００の正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部となった場合の電池の一例である。即ち、図４（Ａ）に示す電池１００Ａでは、所定サイズに切断された２枚の外装フィルム２００の、金属層２１のバリ２１０が形成された端面２００ａ側の縁部同士が、タブフィルム３０、正極タブ１４及び負極タブ１５を介して溶着され、密閉構造の外装体２００Ａが形成される。
【0037】
ここで、電池１００Ａは、それが実装される電子デバイスの形態によっては、その電子デバイスに設けられた端子に正極タブ１４及び負極タブ１５をそれぞれ接続するため、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられて使用されることがある。
【0038】
例えば、図４（Ｂ）に示すように、外装体２００Ａの外部に突出する正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が、２枚の外装フィルム２００のうちの一方の側に９０°折り曲げられた場合を考える。この場合、外装フィルム２００に金属層２１のバリ２１０が形成されていると、図４（Ｂ）のＰ部に示すように、外装フィルム２００の金属層２１のバリ２１０と、折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方とが接触することが起こり得る。
【0039】
一例として、正極タブ１４及び負極タブ１５が共に、同じ外装フィルム２００の金属層２１のバリ２１０に接触してしまうと、正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との短絡が生じる。このように正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１とが短絡すると、正極タブ１４と負極タブ１５とにそれぞれ繋がる正極層１１と負極層１２とが、金属層２１を通じて短絡してしまう。
【0040】
また、外装フィルム２００の金属層２１にアルミニウムが用いられ、負極層１２の負極活物質にリチウムが用いられるような電池１００Ａの場合、負極タブ１５が外装フィルム２００の金属層２１のバリ２１０に接触してしまうと、負極タブ１５と金属層２１との短絡が生じる。このように負極タブ１５と金属層２１とが短絡すると、金属層２１のアルミニウムがリチウム電位となってリチウムアルミニウム合金となり、それによって金属層２１に亀裂が生じ、その亀裂から水分が浸入して、外装フィルム２００の腐食や電池１００Ａの劣化等を招く恐れがある。
【0041】
薄型の電池１００Ａ、例えば、０．６ｍｍ以下といった厚さとされる薄形の電池１００Ａでは、湾曲されて使用されることも想定され、正極タブ１４及び負極タブ１５と外装フィルム２００の金属層２１のバリ２１０との距離が近付く可能性がある。そのため、上記のような正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１のバリ２１０との接触、短絡が生じるリスクも高くなる可能性がある。
【0042】
尚、ここでは、外装フィルム２００の切断によってその端面２００ａに形成される金属層２１のバリ２１０と、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方との接触、短絡について述べた。このほか、外装フィルム２００が、その端面２００ａに金属層２１のバリ２１０が形成されずに切断された場合、即ち、絶縁層２２及び絶縁層２３の端面位置に金属層２１の端面が位置する場合でも、折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方と、その金属層２１の端面との接触、短絡は起こり得る。
【0043】
上記のような外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるため、例えば、次のような技術を採用することも考えられる。
図５及び図６は外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第１の例について説明する図である。図５（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図５（Ｂ）には図５（Ａ）のV－V断面図を模式的に示している。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には電池製造工程の一例の平面図を模式的に示している。
図５及び図６は外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第１の例について説明する図である。図５（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図５（Ｂ）には図５（Ａ）のV－V断面図を模式的に示している。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には電池製造工程の一例の平面図を模式的に示している。
【0044】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す電池１００Ｂは、外装フィルム２００の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部に、外装フィルム２００の端面２００ａの内側から外側まで延びるタブフィルム３０が設けられた構成を有する。電池１００Ｂは、このような構成を有する点で、上記電池１００Ａ（図２等）と相違する。
【0045】
電池１００Ｂでは、外装フィルム２００の端面２００ａの外側まで延びるタブフィルム３０が設けられることで、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられても、それらと外装フィルム２００の端面２００ａとの距離が遠ざけられ、互いの接触が抑えられる。その結果、折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方と、外装フィルム２００の端面２００ａに露出する金属層２１、その金属層２１のバリ２１０との接触、短絡が抑えられる。
【0046】
しかし、電池１００Ｂでは、タブフィルム３０が外装フィルム２００の端面２００ａの外側まで延ばされることで、外装フィルム２００から突出する正極タブ１４及び負極タブ１５が部分的にタブフィルム３０で覆われてしまう。そのため、正極タブ１４及び負極タブ１５の、電池１００Ｂが実装される電子デバイスの端子と接続可能な面積が低減してしまうことが起こり得る。電池１００Ｂが実装される電子デバイスの端子と接続可能な面積を確保するために、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さを伸長すると、電池１００Ｂの大型化を招いてしまうことが起こり得る。
【0047】
また、電池１００Ｂの製造工程では、２枚の外装フィルム２００の縁部同士を熱圧着して密閉構造の外装体を形成する際、図６（Ａ）に示すような、外装フィルム２００及びその端面２００ａの外側まで延ばされたタブフィルム３０を囲む位置決め治具３００が用いられる。外装フィルム２００及びタブフィルム３０の外縁が、位置決め治具３００の内側に揃えられ、熱圧着前の位置決めが行われる。
【0048】
しかし、タブフィルム３０が外装フィルム２００の端面２００ａの外側まで延ばされていると、図６（Ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂が用いられるタブフィルム３０が、熱圧着時の加熱によって変形し、位置決め治具３００内の外装フィルム２００に位置ずれが生じてしまう場合がある。その結果、熱圧着治具による熱圧着時に、その熱圧着領域にずれが生じてしまったり、電池素子１０の収容領域に熱圧着治具が衝突して電池素子１０の破損等を招いてしまったりすることが起こり得る。
【0049】
また、図７は外装フィルムとタブとの接触に起因した短絡を抑えるための技術の第２の例について説明する図である。図７（Ａ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図７（Ｂ）には図７（Ａ）のVII－VII断面図を模式的に示している。
【0050】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す電池１００Ｃは、外装フィルム２００の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部に設けられるタブフィルム３０の一部が、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延ばされた構成を有する。電池１００Ｃは、このような構成を有する点で、上記電池１００Ｂ（図５等）と相違する。
【0051】
電池１００Ｃでは、タブフィルム３０の一部が正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延ばされることで、上記のような位置決め治具３００（図６）を用いても、タブフィルム３０の熱変形による位置決め治具３００内の外装フィルム２００の位置ずれ、それによる熱圧着領域のずれ、電池素子１０の破損等が抑えられる。
【0052】
しかし、電池１００Ｃの製造においては、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延びるような形状とされたタブフィルム３０を予め準備したり、準備されたそのような形状のタブフィルム３０を正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に対して位置合わせすることを要したりするため、製造コストの増大を招き得る。上記電池１００Ａのような、外装フィルム２００の端面２００ａの外側に延びないタブフィルム３０を用いて熱圧着を行った後、再度正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域付近に熱をかけてタブフィルム３０を溶融することで、電池１００Ｃのような構成を得ることも考えられるが、工数の増大等のために、やはり製造コストの増大を招き得る。
【0053】
また、電池１００Ｃでは、上記電池１００Ｂと同様に、外装フィルム２００から突出する正極タブ１４及び負極タブ１５が部分的にタブフィルム３０で覆われてしまうため、正極タブ１４及び負極タブ１５の接続可能面積の低減、突出長さの伸長による電池１００Ｃの大型化を招き得る。
【0054】
尚、外装フィルムの端面を、絶縁性テープや紫外線硬化樹脂で保護する技術も知られているが、それに伴う工数及び製造コストの増大、電池厚さの増大を招いてしまう。また、２枚の外装フィルムの金属層をレーザー溶接して金属封止部を形成する技術も知られている。この技術は、密閉性の向上に一定の効果が得られるものの、外装フィルムのタブ突出側縁部に対しては採用することができず、外装フィルムとタブとの短絡を抑えるための対策としては不十分である。
【0055】
また、上記のような電池素子１０の正極層１１及び負極層１２にそれぞれ接続される端子としては、予め端子リードの途中にタブフィルムが接着されている部材（「タブリード」とも言う）を用いる技術も知られている。
【0056】
ここで、図８はタブリードを用いた電池の一例について説明する図である。図８（Ａ）にはタブリードの一例の平面図を模式的に示し、図８（Ｂ）には電池の一例の平面図を模式的に示し、図８（Ｃ）には図８（Ｂ）のVIII－VIII断面図を模式的に示している。
【0057】
例えば、図８（Ａ）に示すような、予め端子リード４１の途中にタブフィルム４２が接着されたタブリード４０が準備される。このようなタブリード４０が用いられ、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すような電池１００Ｄが製造される。電池１００Ｄでは、２本のタブリード４０の、タブフィルム４２に対して一方側の端子リード４１の部位がそれぞれ、電池素子１０の正極層１１及び負極層１２に接続される。２本のタブリード４０の、タブフィルム４２に対して他方側の端子リード４１の部位（先端部）がそれぞれ、外装フィルム２００の外側に突出される。外装フィルム２００は、タブリード４０の端子リード４１の一部が突出するタブ突出側縁部が、タブリード４０のタブフィルム４２と重なるように熱圧着される。
【0058】
ここでは、２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部を、タブリード４０に予め設けられたタブフィルム４２を用いて密閉する方式を、「タブリード方式」とも言う。
電池１００Ｄでは、タブリード４０に設けられているタブフィルム４２により、端子リード４１の先端部が折り曲げられても、外装フィルム２００の端面２００ａとの接触、短絡が抑えられる。しかし、電池１００Ｄでは、タブリード４０の準備に要する製造コストの増大のほか、タブリード４０の端子リード４１と電池素子１０の正極層１１及び負極層１２との接続に伴う工数、製造コストの増大を招き得る。２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部をタブリード４０に予め設けられたタブフィルム４２を用いて密閉するタブリード方式は、上記のような正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部を帯状のタブフィルム３０を用いて密閉するタブフィルム方式に比べて、電池製造の低コスト化の観点では不利となり得る。
電池１００Ｄでは、タブリード４０に設けられているタブフィルム４２により、端子リード４１の先端部が折り曲げられても、外装フィルム２００の端面２００ａとの接触、短絡が抑えられる。しかし、電池１００Ｄでは、タブリード４０の準備に要する製造コストの増大のほか、タブリード４０の端子リード４１と電池素子１０の正極層１１及び負極層１２との接続に伴う工数、製造コストの増大を招き得る。２枚の外装フィルム２００のタブ突出側縁部をタブリード４０に予め設けられたタブフィルム４２を用いて密閉するタブリード方式は、上記のような正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部を帯状のタブフィルム３０を用いて密閉するタブフィルム方式に比べて、電池製造の低コスト化の観点では不利となり得る。
【0059】
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような手法を用い、電池素子のタブ（端子）と外装フィルムの金属層との短絡を抑えることのできる電池を実現する。
【0060】
［第１の実施の形態］
図９は第１の実施の形態に係る電池の一例について説明する図である。図９（Ａ）には第１の実施の形態に係る電池の一例の平面図を模式的に示し、図９（Ｂ）には図９（Ａ）のIX－IX断面図を模式的に示している。
図９は第１の実施の形態に係る電池の一例について説明する図である。図９（Ａ）には第１の実施の形態に係る電池の一例の平面図を模式的に示し、図９（Ｂ）には図９（Ａ）のIX－IX断面図を模式的に示している。
【0061】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す電池１Ａは、薄形電池の一例である。電池１Ａは、電池素子１０、及びそれを収容する外装体２０Ａを備える。電池素子１０は、正極層１１、負極層１２、セパレータ１３、正極タブ１４及び負極タブ１５を有する。
【0062】
電池１Ａは、例えば、二酸化マンガンリチウム一次電池とすることができる。電池１Ａが備える電池素子１０の正極層１１、負極層１２、セパレータ１３、正極タブ１４及び負極タブ１５にはそれぞれ、上記電池１００Ａについて述べたのと同様のものを用いることができる。電池１Ａが備える外装体２０Ａは、２枚の外装フィルム２０の縁部を熱圧着により貼り合わせることで形成され、当該縁部よりも内側の空間に、電池素子１０が、その正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部を外装体２０Ａの外部に突出させて、収容される。電池１Ａにおいて、外装フィルム２０の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部には、熱可塑性樹脂が用いられた帯状のタブフィルム３０が設けられる。電池１Ａにおいて、タブフィルム３０は、外装フィルム２０のタブ突出側縁部（その端面２０ａ）よりも内側に設けられ、タブ突出側縁部よりも外側には設けられない。
【0063】
電池１Ａの外装体２０Ａを形成する外装フィルム２０には、上記同様、対向する絶縁層２２及び絶縁層２３と、それらの間に介在される金属層２１とを有する、いわゆるラミネートフィルムが用いられる。金属層２１には、例えば、アルミニウム等の金属箔が用いられる。外装体２０Ａの外面側とされる絶縁層２２には、例えば、金属層２１の保護層として機能するポリアミド等の樹脂が用いられる。外装体２０Ａの内面側とされる絶縁層２３には、例えば、熱溶着性の接着層として機能するポリプロピレン等の樹脂が用いられる。
【0064】
２枚の外装フィルム２０の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部を除く縁部は、絶縁層２３同士が熱圧着されることで封止される。２枚の外装フィルム２０のタブ突出側縁部は、外装フィルム２０の絶縁層２３とタブフィルム３０、タブフィルム３０と正極タブ１４及び負極タブ１５、並びにタブフィルム３０同士が熱圧着されることで、封止される。
【0065】
電池１Ａは、図９（Ｂ）に示すように、外装体２０Ａを形成する外装フィルム２０の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成を有する。電池１Ａは、外装フィルム２０のタブ突出側縁部の端面２０ａのうち、少なくとも正極タブ１４及び負極タブ１５が突出する部位において、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成を有する。電池１Ａは、このような外装フィルム２０が用いられて外装体２０Ａが形成されている点で、上記電池１００Ａ等と相違する。
【0066】
電池１Ａの外装フィルム２０について更に述べる。
図１０は第１の実施の形態に係る外装フィルムを用いて得られる電池の一例について説明する図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）にはそれぞれ、第１の実施の形態に係る電池の一例の部分断面拡大図を模式的に示している。
図１０は第１の実施の形態に係る外装フィルムを用いて得られる電池の一例について説明する図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）にはそれぞれ、第１の実施の形態に係る電池の一例の部分断面拡大図を模式的に示している。
【0067】
図１０（Ａ）に示すように、電池１Ａでは、外装フィルム２０の、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａ側の縁部が、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部となっている。電池１Ａの外装フィルム２０には、その金属層２１に、外装フィルム２０の外側に飛び出す、上記のようなバリ２１０（図３及び図４）は形成されない。電池１Ａの外装フィルム２０は、タブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１の端面２１ａが、絶縁層２２の端面２２ａ及び絶縁層２３の端面２３ａよりも内側に位置する構成を有する。尚、外装フィルム２０のタブ突出側縁部の端面２０ａは、金属層２１の端面２１ａ、絶縁層２２の端面２２ａ及び絶縁層２３の端面２３ａによって形成される。
【0068】
電池１Ａは、それが実装される電子デバイスの形態によっては、その電子デバイスに設けられた端子に正極タブ１４及び負極タブ１５をそれぞれ接続するため、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられて使用されることがある。
【0069】
例えば、図１０（Ｂ）に示すように、外装体２０Ａの外部に突出する正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が、２枚の外装フィルム２０のうちの一方の側に９０°折り曲げられた場合を考える。この場合、電池１Ａの外装フィルム２０は、タブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置しているため、正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられたとしても、それらが外装フィルム２０の金属層２１と接触することが抑えられる。正極タブ１４及び負極タブ１５の双方又は一方が折り曲げられ、外装フィルム２０の絶縁層２２及び絶縁層２３の双方又は一方に接触することがあったとしても、正極タブ１４及び負極タブ１５が外装フィルム２０の金属層２１と接触することは抑えられる。電池１Ａによれば、電池素子１０の正極タブ１４及び負極タブ１５と、外装フィルム２０の金属層２１との短絡が、効果的に抑えられるようになる。
【0070】
電池１Ａでは、このように折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との接触、短絡が抑えられることで、例えば、正極タブ１４と負極タブ１５とにそれぞれ繋がる電池素子１０の正極層１１と負極層１２とが、金属層２１を通じて短絡してしまうことが抑えられる。
【0071】
また、電池１Ａが、外装フィルム２０の金属層２１にアルミニウムが用いられ、負極層１２の負極活物質にリチウムが用いられるようなものである場合、負極タブ１５と金属層２１とが短絡してその金属層２１のアルミニウムがリチウム電位となってリチウムアルミニウム合金となること、それによって金属層２１に亀裂が生じること、その亀裂から水分が浸入して外装フィルム２０の腐食や電池１Ａの劣化等を招くことが抑えられる。
【0072】
また、電池１Ａでは、折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との接触、短絡が抑えられるため、タブフィルム３０を外装フィルム２０のタブ突出側縁部の外側に延ばすことを要しない。これにより、正極タブ１４及び負極タブ１５は、外装フィルム２０のタブ突出側縁部よりも外側において、部分的にタブフィルム３０で覆われてしまうことがないため、電池１Ａが実装される電子デバイスの端子と接続可能な面積が低減してしまうことが抑えられる。接続可能な面積の低減が抑えられるため、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さの伸長、それによる電池１Ａの大型化が抑えられる。
【0073】
更に、電池１Ａでは、タブフィルム３０を外装フィルム２０のタブ突出側縁部の外側に延ばすことを要しないため、上記のような位置決め治具３００（図６）を用い、外装フィルム２０の外縁を位置決め治具３００の内側に揃えて位置決めし、熱圧着を行うことができる。その際、電池１Ａでは、外装フィルム２０のタブ突出側縁部にタブフィルム３０がはみ出さないため、熱可塑性樹脂が用いられるタブフィルム３０が、熱圧着時の加熱により変形することによって位置決め治具３００内の外装フィルム２０に位置ずれが生じることが抑えられる。これにより、熱圧着治具による熱圧着領域のずれや、電池素子１０の収容領域への熱圧着治具の衝突による電池素子１０の破損等が抑えられる。
【0074】
更にまた、電池１Ａでは、折り曲げられた正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との接触、短絡が抑えられるため、タブフィルム３０の一部を正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延ばすことを要しない。これにより、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延びるような形状のタブフィルム３０の準備及びその位置合わせが不要になり、それらに伴う製造コストの増大が抑えられる。或いは、タブフィルム３０の一部を正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域に部分的に延びるような形状とするために、外装フィルム２０の端面２０ａの外側に延びないタブフィルム３０を用いて熱圧着を行った後、再度正極タブ１４及び負極タブ１５の突出領域付近に熱をかけてタブフィルム３０を部分的に溶融することが不要になり、製造コストの増大が抑えられる。
【0075】
上記のように電池１Ａでは、外装体２０Ａを形成する外装フィルム２０の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する。これにより、電池素子１０の正極タブ１４及び負極タブ１５と、外装フィルム２０の金属層２１との短絡を抑えることのできる高品質の電池１Ａが、大型化及び製造コストの増大を抑えて、安定的に実現される。
【0076】
正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する電池１Ａの外装フィルム２０は、例えば、外装フィルム２０に対して超音波処理を行うことで準備される。
【0077】
図１１は第１の実施の形態に係る外装フィルムの超音波処理の一例について説明する図である。図１１（Ａ）には外装フィルムの一例を模式的に示し、図１１（Ｂ）には図１１（Ａ）のＱ部拡大図を模式的に示し、図１１（Ｃ）には外装フィルムの超音波処理工程の一例を模式的に示している。
【0078】
電池１Ａの外装フィルム２０には、例えば、図１１（Ａ）に示すようなロール状の外装フィルム２５を所定サイズに切断したものが用いられる。例えば、切断前のロール状の外装フィルム２５に対し、超音波処理が行われる。
【0079】
ロール状の外装フィルム２５は、図１１（Ｂ）の左図に示すように、対向する絶縁層２２及び絶縁層２３と、それらの間に介在される金属層２１とを有する。ロール状の外装フィルム２５の端面には、絶縁層２２及び絶縁層２３と、それらの間に介在される金属層２１とが露出する。尚、超音波処理前のロール状の外装フィルム２５の、露出する金属層２１には、絶縁層２２及び絶縁層２３よりも外側に飛び出すバリ２１０が形成されていてもよい。
【0080】
このようなロール状の外装フィルム２５の少なくとも一端面が、図１１（Ｃ）に示すように、処理槽４００に貯留された処理液４１０中に浸漬される。処理液４１０には、例えば、水（純水）又は水を主体とする液体が用いられる。ロール状の外装フィルム２５の少なくとも一端面が、水等の処理液４１０に浸漬された状態で、処理液４１０に対し超音波が印加される。これにより、処理液４１０に浸漬されるロール状の外装フィルム２５の少なくとも一端面に対し、超音波処理が行われる。
【0081】
図１１（Ｃ）に示すように、ロール状の外装フィルム２５の少なくとも一端面が、水等の処理液４１０によって超音波処理されることで、当該端面に露出する金属層２１（バリ２１０が形成されている場合にはバリ２１０を含む金属層２１）が除去される。これにより、図１１（Ｂ）の右図に示すような、金属層２１の端面２１ａが、絶縁層２２の端面２２ａ及び絶縁層２３の端面２３ａよりも内側に位置する、ロール状の外装フィルム２５が形成される。
【0082】
尚、超音波処理の際の処理液４１０には、絶縁層２２及び絶縁層２３の除去を抑えつつ金属層２１の除去を行うことができるものであれば、水（純水）又は水を主体とする液体に限らず、他の液体を用いることもできる。
【0083】
超音波処理後、ロール状の外装フィルム２５が所定サイズに切断されることで、電池１Ａの外装体２０Ａに用いる外装フィルム２０が準備される。準備された外装フィルム２０は、超音波処理によって金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置するように形成された端面が、上記のような、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａとなるようにして用いられる。
【0084】
電池１Ａの製造では、例えば、まず、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａが形成された２枚の外装フィルム２０の、各々の端面２０ａ側の縁部に、タブフィルム３０を熱圧着する。タブフィルム３０が熱圧着された一方の外装フィルム２０上に、正極タブ１４が接続された正極層１１を、その正極タブ１４の一部がタブフィルム３０上に位置し且つそれよりも先端側が外装フィルム２０の外側に突出するように積層し、タブフィルム３０と正極タブ１４の一部とを熱圧着する。同様に、タブフィルム３０が熱圧着された他方の外装フィルム２０上に、負極タブ１５が接続された負極層１２を、その負極タブ１５の一部がタブフィルム３０上に位置し且つそれよりも先端側が外装フィルム２０の外側に突出するように積層し、タブフィルム３０と負極タブ１５の一部とを熱圧着する。外装フィルム２０上に設けられた正極層１１の上にセパレータ１３を配置し、負極層１２が設けられた外装フィルム２０をその負極層１２がセパレータ１３と対面するように重ね合わせ、タブ突出側縁部を除く３辺の縁部を熱圧着し、熱圧着されていないタブ突出側縁部から電解液を注入し、その後、タブ突出側縁部を熱圧着する。例えば、このような方法を用いて、上記図９及び図１０に示したような電池１Ａが製造される。
【0085】
電池素子１０の正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する外装フィルム２０が用いられることで、正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との短絡を抑えることのできる高品質の電池１Ａが、大型化及び製造コストの増大を抑えて、安定的に製造される。
【0086】
尚、ここでは、ロール状の外装フィルム２５に対して超音波処理を行い、その後、それを所定サイズに切断して、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａを有する外装フィルム２０を得るようにした。このほか、予めロール状の外装フィルム２５から所定サイズに切断したものに対して超音波処理を行い、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａを有する外装フィルム２０を得るようにしてもよい。
【0087】
超音波処理後に得られる外装フィルム２０の端面２０ａには、必ずしも金属層２１の端面２１ａが露出していることを要しない。
ここで、図１２は第１の実施の形態に係る外装フィルムの変形例について説明する図である。図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）にはそれぞれ、外装フィルムの変形例の部分断面拡大図を模式的に示している。
ここで、図１２は第１の実施の形態に係る外装フィルムの変形例について説明する図である。図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）にはそれぞれ、外装フィルムの変形例の部分断面拡大図を模式的に示している。
【0088】
外装フィルム２０の端面２０ａは、例えば、図１２（Ａ）に示すように、金属層２１の端面２１ａに酸化膜５０（絶縁層）が形成された態様を有してもよい。酸化膜５０は、例えば、上記のような水等の処理液４１０を用いた超音波処理により、金属層２１を除去すると共に、その金属層２１に用いられるアルミニウム等の金属の表面を酸化させることで、形成することができる。外装フィルム２０の金属層２１の端面２１ａに、このような酸化膜５０を形成することで、金属層２１と、正極タブ１４及び負極タブ１５との短絡を、より一層抑えることが可能になる。
【0089】
また、外装フィルム２０の端面２０ａは、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、金属層２１の端面２１ａに樹脂膜５１（絶縁層）が形成された態様を有してもよい。樹脂膜５１は、例えば、上記のような外装フィルム２０の熱圧着時における温度及び圧力を調整し、絶縁層２２又は絶縁層２３に用いられる樹脂を、金属層２１の端面２１ａを覆うように溶融させることで、形成することができる。外装フィルム２０の金属層２１の端面２１ａに、このような樹脂膜５１を形成することで、金属層２１と、正極タブ１４及び負極タブ１５との短絡を、より一層抑えることが可能になる。
【0090】
外装フィルム２０の端面２０ａは、例えば、図１２（Ｃ）に示すように、金属層２１の端面２１ａに形成される酸化膜５０と、その酸化膜５０を覆う樹脂膜５１との積層膜５２（絶縁層）が形成された態様を有してもよい。積層膜５２は、例えば、超音波処理によって金属層２１の表面を酸化して酸化膜５０を形成し、その後の熱圧着時の条件を調整して絶縁層２２又は絶縁層２３を溶融させて酸化膜５０を覆う樹脂膜５１を形成することで、得られる。積層膜５２により、金属層２１と、正極タブ１４及び負極タブ１５との短絡を、より一層抑えることが可能になる。
【0091】
次に、上記のような電池１Ａの評価結果の一例について述べる。
評価用の電池１Ａの外装フィルム２０には、ロール状の外装フィルム２５のタブ突出側縁部となる端面を、処理槽４００に貯留した純水に浸漬し、周波数３６．５ｋＨｚの超音波を１６時間印加する超音波処理を行い、その超音波処理後に所定サイズに切断したものを使用した。外装フィルム２０（切断前のロール状の外装フィルム２５）には、外装体２０Ａの外面側となる絶縁層２２にポリアミドが用いられ、外装体２０Ａの内面側となる絶縁層２３にポリプロピレンが用いられ、それらの間に介在される金属層２１にアルミニウムが用いられたものを使用した。
評価用の電池１Ａの外装フィルム２０には、ロール状の外装フィルム２５のタブ突出側縁部となる端面を、処理槽４００に貯留した純水に浸漬し、周波数３６．５ｋＨｚの超音波を１６時間印加する超音波処理を行い、その超音波処理後に所定サイズに切断したものを使用した。外装フィルム２０（切断前のロール状の外装フィルム２５）には、外装体２０Ａの外面側となる絶縁層２２にポリアミドが用いられ、外装体２０Ａの内面側となる絶縁層２３にポリプロピレンが用いられ、それらの間に介在される金属層２１にアルミニウムが用いられたものを使用した。
【0092】
超音波処理後に所定サイズに切断された外装フィルム２０を用い、電池素子１０が、その正極タブ１４及び負極タブ１５の先端部が超音波処理された端面側に突出するように外装体２０Ａで包まれる、平面サイズ２７ｍｍ×２２ｍｍ、厚さ０．４５ｍｍの電池１Ａ（図９及び図１０）を形成した。電池１Ａのタブフィルム３０には、ポリエチレンナフタレートの両主面に変性ポリプロピレンが積層された３層構造のものを使用した。
【0093】
【0094】
上記のようにして形成された１０個の電池１Ａ、及び比較例の１０個の電池１００Ａについてそれぞれ、正極タブ１４及び負極タブ１５を９０°折り曲げた時の短絡の発生の有無を評価した。評価結果を表１に示す。
【0095】
【表1】
【0096】
表１より、超音波処理を行っていない外装フィルム２００を用いた電池１００Ａ（表１の「超音波処理なし」）では、１０個中、８個で短絡の発生が認められた。これに対し、超音波処理を行った外装フィルム２０を用いた電池１Ａ（表１の「超音波処理あり」）では、１０個中、短絡の発生が認められたのは０個であった。超音波処理を行った外装フィルム２０を用いることで、正極タブ１４及び負極タブ１５を折り曲げた時の短絡が効果的に抑えられることが確認された。
【0097】
尚、上記の説明では、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａを有する外装フィルム２０又はロール状の外装フィルム２５を得る方法として、超音波処理を行う方法を例示した。このほか、超音波処理に代えて、プラズマ処理、コロナ処理、レーザー加工処理、エッチング処理、切削加工処理等の他の処理によって、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する端面２０ａを有する外装フィルム２０又はロール状の外装フィルム２５を得ることもできる。
【0098】
また、外装フィルム２０又はロール状の外装フィルム２５に対する、金属層２１を絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置させる処理は、正極タブ１４及び負極タブ１５を突出させるタブ突出側縁部の端面２０ａの全体に限らず、タブ突出側縁部の端面２０ａのうち、正極タブ１４及び負極タブ１５を突出させる部位のみに行うこともできる。
【0099】
次に、上記のような電池１Ａの変形例について述べる。
図１３は第１の実施の形態に係る電池の変形例について説明する図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）にはそれぞれ、第１の実施の形態に係る電池の変形例の断面図を模式的に示している。
図１３は第１の実施の形態に係る電池の変形例について説明する図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）にはそれぞれ、第１の実施の形態に係る電池の変形例の断面図を模式的に示している。
【0100】
図１３（Ａ）に示す電池１Ａａは、外装体２０Ａの外装フィルム２０の、正極タブ１４及び負極タブ１５が突出するタブ突出側縁部の端面２０ａとは異なる他の縁部の端面２０ｂにおいて、タブ突出側縁部の端面２０ａと同様に、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成を有する。例えば、電池１Ａａは、外装フィルム２０の、タブ突出側縁部以外の３辺の縁部の端面２０ｂにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成とされる。
【0101】
この電池１Ａａのように、外装フィルム２０の、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成は、必ずしもタブ突出側縁部の端面２０ａのみに設けられることを要しない。外装フィルム２０の、少なくともタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成となっていれば、他の縁部の端面２０ｂにおいても同様の構成を採用することもできる。このように他の縁部の端面２０ｂにおいても金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成が採用されることで、その金属層２１の、電池１Ａａとは異なる他の電池の端子や、電池１Ａａが実装される電子デバイスの導電性部位との接触、短絡も抑えられるようになる。
【0102】
また、図１３（Ｂ）に示す電池１Ａｂは、正極タブ１４及び負極タブ１５が、外装体２０Ａの外装フィルム２０の対向する縁部からそれぞれ突出するように、即ち、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出方向が反対になるように、設けられた構成を有する。電池１Ａｂでは、外装フィルム２０の正極タブ１４及び負極タブ１５がそれぞれ突出する対向する２辺の縁部に、タブフィルム３０が設けられる。外装フィルム２０の、正極タブ１４が突出する縁部の端面２０ａ１、及び負極タブ１５が突出する縁部の端面２０ａ２において、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成が採用される。
【0103】
この電池１Ａｂのように、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出方向は、必ずしも同じ方向であることを要しない。正極タブ１４及び負極タブ１５の突出方向が反対になる場合でも、正極タブ１４及び負極タブ１５がそれぞれ突出する２辺の縁部の端面２０ａ１及び端面２０ａ２に対し、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成を採用することができる。このような構成が採用されることで、２辺の縁部の端面２０ａ１及び端面２０ａ２の各々において、正極タブ１４及び負極タブ１５と金属層２１との接触、短絡が抑えられる。
【0104】
尚、ここでは、正極タブ１４及び負極タブ１５が、外装体２０Ａの外装フィルム２０の対向する縁部からそれぞれ突出する例を示したが、正極タブ１４及び負極タブ１５を、隣接する縁部からそれぞれ突出するように、即ち、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出方向が交差するように、設けることもできる。
【0105】
以上、第１の実施の形態について説明した。
以上の第１の実施の形態の説明では、外装フィルム２０を用いて形成される外装体２０Ａに収容される電池素子１０として、正極層１１と負極層１２とを１層ずつ含む１層型のものを例示した。このような１層型の電池素子１０を備える電池１Ａ，１Ａａ，１Ａｂ等の厚さは、０．６ｍｍ以下とすることができる。電池１Ａ等が備える電池素子１０としては、このような１層型のものに限らず、複数の正極層１１及び複数の負極層１２を含む多層型のものを用いることもできる。また、１層型又は多層型の電池素子１０を備える電池１Ａ等において、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さ（外装フィルム２０の端面２０ａよりも外側に突出する先端部の長さ）は、５ｍｍ以下とすることができる。第１の実施の形態によれば、厚さ０．６ｍｍ以下、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さ５ｍｍ以下といった小型の電池１Ａ等について、正極タブ１４及び負極タブ１５の、外装フィルム２０の金属層２１との接触、短絡を効果的に抑えることができる。
以上の第１の実施の形態の説明では、外装フィルム２０を用いて形成される外装体２０Ａに収容される電池素子１０として、正極層１１と負極層１２とを１層ずつ含む１層型のものを例示した。このような１層型の電池素子１０を備える電池１Ａ，１Ａａ，１Ａｂ等の厚さは、０．６ｍｍ以下とすることができる。電池１Ａ等が備える電池素子１０としては、このような１層型のものに限らず、複数の正極層１１及び複数の負極層１２を含む多層型のものを用いることもできる。また、１層型又は多層型の電池素子１０を備える電池１Ａ等において、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さ（外装フィルム２０の端面２０ａよりも外側に突出する先端部の長さ）は、５ｍｍ以下とすることができる。第１の実施の形態によれば、厚さ０．６ｍｍ以下、正極タブ１４及び負極タブ１５の突出長さ５ｍｍ以下といった小型の電池１Ａ等について、正極タブ１４及び負極タブ１５の、外装フィルム２０の金属層２１との接触、短絡を効果的に抑えることができる。
【0106】
また、以上の第１の実施の形態の説明では、電池１Ａ等として二酸化マンガンリチウム一次電池を例示したが、上記外装フィルム２０は、負極材料に金属リチウム等を用いる各種リチウム一次電池の外装体に利用することができる。例えば、上記外装フィルム２０は、正極材料にフッ化黒鉛を用いるフッ化黒鉛リチウム一次電池、正極材料に塩化チオニルを用いる塩化チオニルリチウム一次電池、正極材料に硫化鉄を用いる硫化鉄リチウム一次電池、正極材料に酸化銅を用いる酸化銅リチウム一次電池等の外装体に利用することもできる。このほか、上記外装フィルム２０は、負極材料にリチウム等を用い正極材料に二酸化マンガン等を用いるリチウム二次電池、負極材料にグラファイト等を用い正極材料にコバルト酸リチウム等を用いるリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ等の外装体に利用することもできる。
【0107】
また、以上の第１の実施の形態の説明では、２枚の外装フィルム２０を用いて外装体２０Ａを形成する場合を例示したが、１枚の外装フィルムで電池素子１０を包み、縁部を熱圧着して封止することで外装体を形成することもできる。
【0108】
【0109】
例えば、図１４（Ａ）に示す電池１Ｂａは、薄形固体電池の一例である。電池１Ｂａは、正極層１１Ｂ、負極層１２Ｂ、固体電解質層１６Ｂ、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂを有する固体電池素子１０Ｂを含む。固体電池素子１０Ｂが、上記第１の実施の形態で述べたような外装フィルム２０、即ち、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂが突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する外装フィルム２０を用いて形成される外装体２０Ａに収容される。電池１Ｂａでは、外装フィルム２０のタブ突出側縁部に、タブフィルム３０が設けられる。
【0110】
電池１Ｂａは、例えば、リチウムイオン二次電池とすることができる。固体電池素子１０Ｂの固体電解質層１６Ｂには、例えば、酸化物系や硫化物系の固体電解質が用いられる。固体電池素子１０Ｂの正極層１１Ｂには、正極活物質を含む正極材料が用いられ、正極材料には、正極活物質のほか、導電助剤、樹脂成分、固体電解質等が含まれてよい。固体電池素子１０Ｂの負極層１２Ｂには、例えば、負極活物質を含む負極材料が用いられ、負極材料には、負極活物質のほか、導電助剤、樹脂成分、固体電解質等が含まれてよい。
【0111】
電池１Ｂａは、その固体電池素子１０Ｂの固体電解質層１６Ｂにポリマー電解質（セパレータ）を用いたものであってもよい。また、電池１Ｂａは、その固体電池素子１０Ｂの負極層１２Ｂに、金属リチウム又はリチウム合金を用いたものや、カーボン材料を用いたものであってもよい。
【0112】
電池１Ｂａでは、外装フィルム２０の封止途中で電解液を注入することを要しない。そのため、タブ突出側縁部を除く外装フィルム２０の３辺の縁部を熱圧着してからタブ突出側縁部を熱圧着することができるほか、タブ突出側縁部を含む外装フィルム２０の４辺の縁部を一括で熱圧着することもできる。尚、この点は、後述する図１４（Ｂ）の電池１Ｂｂでも同様である。
【0113】
上記のような構成を有する固体電池素子１０Ｂの正極層１１Ｂ及び負極層１２Ｂにそれぞれ、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂが接続される。固体電池素子１０Ｂは、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの先端部が突出するように、外装体２０Ａに収容される。電池１Ｂａにおいて、その外装体２０Ａの外装フィルム２０には、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂが突出するタブ突出側縁部の端面２０ａにおいて、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置するものが用いられる。これにより、上記第１の実施の形態で述べたのと同様に、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの双方又は一方が折り曲げられたとしても、それらが外装フィルム２０の金属層２１と接触することが抑えられる。電池１Ｂａによれば、固体電池素子１０Ｂの正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂと、外装フィルム２０の金属層２１との短絡が、効果的に抑えられる。
【0114】
尚、電池１Ｂａにおいて、外装フィルム２０の、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成は、必ずしもタブ突出側縁部の端面２０ａのみに設けられることを要しない。外装フィルム２０の他の縁部の端面２０ｂにおいても同様の構成を採用することができる。
【0115】
また、図１４（Ｂ）に示す電池１Ｂｂは、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂが、外装体２０Ａの外装フィルム２０の対向する縁部からそれぞれ突出するように、即ち、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの突出方向が反対になるように、設けられた構成を有する。電池１Ｂｂでは、外装フィルム２０の正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂがそれぞれ突出する対向する２辺の縁部に、タブフィルム３０が設けられる。外装フィルム２０の、正極タブ１４Ｂが突出する縁部の端面２０ａ１、及び負極タブ１５Ｂが突出する縁部の端面２０ａ２において、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成が採用される。
【0116】
この電池１Ｂｂのように、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの突出方向は、必ずしも同じ方向であることを要しない。正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの突出方向が反対になる場合でも、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂがそれぞれ突出する２辺の縁部の端面２０ａ１及び端面２０ａ２に対し、金属層２１が絶縁層２２及び絶縁層２３よりも内側に位置する構成を採用することができる。このような構成が採用されることで、２辺の縁部の端面２０ａ１及び端面２０ａ２の各々において、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂと金属層２１との接触、短絡が抑えられる。
【0117】
尚、ここでは、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂが、外装体２０Ａの外装フィルム２０の対向する縁部からそれぞれ突出する例を示したが、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂを、隣接する縁部からそれぞれ突出するように、即ち、正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂの突出方向が交差するように、設けることもできる。
【0118】
第２の実施の形態によれば、固体電池素子１０Ｂの正極タブ１４Ｂ及び負極タブ１５Ｂと、外装フィルム２０の金属層２１との短絡を抑えることのできる高品質の電池１Ｂａ，１Ｂｂが、大型化及び製造コストの増大を抑えて、安定的に実現される。
【符号の説明】
【0119】
１Ａ，１Ａａ，１Ａｂ，１Ｂａ，１Ｂｂ，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 電池
１０ 電池素子
１０Ｂ 固体電池素子
１１，１１Ｂ 正極層
１２，１２Ｂ 負極層
１３ セパレータ
１４，１４Ｂ 正極タブ
１５，１５Ｂ 負極タブ
１６Ｂ 固体電解質層
２０，２５，２００ 外装フィルム
２０Ａ，２００Ａ 外装体
２０ａ，２０ｂ，２０ａ１，２０ａ２，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２００ａ 端面
２１ 金属層
２２，２３ 絶縁層
３０，４２ タブフィルム
４０ タブリード
４１ 端子リード
５０ 酸化膜
５１ 樹脂膜
５２ 積層膜
２１０ バリ
３００ 位置決め治具
４００ 処理槽
４１０ 処理液
１０ 電池素子
１０Ｂ 固体電池素子
１１，１１Ｂ 正極層
１２，１２Ｂ 負極層
１３ セパレータ
１４，１４Ｂ 正極タブ
１５，１５Ｂ 負極タブ
１６Ｂ 固体電解質層
２０，２５，２００ 外装フィルム
２０Ａ，２００Ａ 外装体
２０ａ，２０ｂ，２０ａ１，２０ａ２，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２００ａ 端面
２１ 金属層
２２，２３ 絶縁層
３０，４２ タブフィルム
４０ タブリード
４１ 端子リード
５０ 酸化膜
５１ 樹脂膜
５２ 積層膜
２１０ バリ
３００ 位置決め治具
４００ 処理槽
４１０ 処理液
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】