技术领域
[0001] 本
发明涉及一种将
层压薄膜等作为壳体的扁平的薄膜封装电池，特别是涉及一种将
电解液注入壳体的内部的制造方法。
背景技术
[0002] 如
专利文献1所记载的那样，公知有如下一种薄膜封装电池：将由
正极板和
负极板隔着分隔件层叠而成的发电元件与电解液一起收纳在构成为扁平的矩形形状的壳体的内部，在从壳体的一边导出了
端子的状态下，沿着上述壳体的四周的缘部进行密封。在该种薄膜封装电池的制造工序中，通常，对于以使上述端子向侧方突出的姿势将除壳体的上边以外的三个边密封而成的袋状体，从其开口的上边侧注入电解液，并且在注入之后将剩余的一边密封，从而制造出薄膜封装电池。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：(日本)特开2001-102090号
公报发明内容
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 从袋状体的开口的上边侧注入的电解液浸透到内部的发电元件之间的间隙并且向下方流入，由于有端子导出的一侧边的附近存在将端子与正极板相连接、与负极板相连接的延长部等，因此与没有端子导出的另一侧边的附近相比，间隙变小且其流路截面积也较小，所以电解液难以向下方流入。因此，在注入电解液时，电解液有可能从有端子导出的侧边附近经由上边侧向外部泄露。
[0008] 如果电解液像这样泄露，那么有可能导致电解液的注入不充分，并且如果电解液附着于端子、壳体，那么将有可能在形成
电池组之际产生
焊接不良等导致品质降低。
[0009] 本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种能够抑制电解液注入时的泄露的新的薄膜封装电池的制造方法。
[0010] 用于解决问题的方案
[0011] 作为本发明的制造对象的薄膜封装电池，将由正极板和负极板隔着分隔件层叠而成的发电元件与电解液一起收纳在构成为扁平的矩形形状的壳体的内部，并且在从壳体的一边导出了端子的状态下，沿着上述壳体的四周的缘部进行密封。
[0012] 而且，本发明的薄膜封装电池的制造方法具有电解液注入工序，在该电解液注入工序中，对于以使上述端子向侧方突出的姿势将除上述壳体的上边以外的三边密封而成的袋状体，从其开口的上边侧注入电解液，并且具有局部密封工序，在该局部密封工序中，在该电解液注入工序之前，只对上述袋状体的开口的上边之中的、有上述端子导出的一边的附近的一部分进行局部密封。
[0013] 发明的效果
[0014] 采用本发明，因为只对要注入电解液的袋状体的开口的上边之中的、电解液容易泄露的靠端子的一部分进行局部密封，所以能够不阻碍电解液的注入地有效抑制电解液的泄露。
附图说明
[0015] 图1是表示作为本发明的制造对象的薄膜封装电池的一例的立体图。
[0016] 图2是沿着图1的A-A线的薄膜封装电池的剖视图。
[0017] 图3是简略表示薄膜封装电池的制造工序的一部分的说明图。
[0018] 图4是表示本发明的第1
实施例的袋状体的俯视图。
[0019] 图5是简略表示电解液注入工序中所使用的装置的说明图。
[0020] 图6是表示电解液注入工序中的袋状体的俯视图。
[0021] 图7是用于说明电解液的泄露的不良情况的说明图。
[0022] 图8是用于说明相同的电解液的泄露的不良情况的图7的
定位孔附近的剖视图。
[0023] 图9是表示局部密封工序中所使用的装置的侧视图。
[0024] 图10是表示局部密封工序中所使用的装置的加热组件的局部剖立体图。
[0025] 图11是表示本发明的第2实施例的电解液注入工序的袋状体的俯视图。
具体实施方式
[0026] 以下，基于附图对该发明的优选实施方式进行详细说明。首先，基于图1和图2，对作为本发明的制造对象的薄膜封装电池1的一例进行说明。薄膜封装电池1例如是锂离子二次电池，如图1所示，具有扁平的长方形的外观形状，在长度方向的一侧的端缘具有由
导电性金属箔构成的一对正负极的端子2、3。
[0027] 图2表示沿着图1的A-A线所示的剖面线的薄膜封装电池1的截面。如图2所示，薄膜封装电池1是将构成为长方形的发电元件4与电解液一起收纳在由层压薄膜构成的壳体5的内部而成的电池。上述发电元件4由隔着分隔件43彼此层叠在一起的多个正极板41和多个负极板42构成，例如，包含三片负极板42、两片正极板41以及这些极板之间的四片分隔件43。也就是说，在该例子中，负极板42位于发电元件4的两个面上。但是，也存在正极板41位于发电元件4的最外层的结构。此外，图2的各部的尺寸不一定是准确的，有时为了便于说明而进行了夸张。
[0028] 正极板41是在构成为长方形的正极
集电体41a的两个面上形成正极活性物质层41b、41c而成的。正极集电体41a例如由
铝箔、铝
合金箔、
铜箔或者镍箔等电化学方面稳定的金属箔构成。此外，正极活性物质层41b、41c例如是将由镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)或者钴酸锂(LiCoO2)等锂复合
氧化物构成的正极活性物质、
炭黑等导电助剂以及
粘合剂混合而成的混合物涂覆在正极集电体41a的主面、并且通过干燥和压延而形成的。
[0029] 负极板42是在构成为长方形的负极集电体42a的两个面上形成负极活性物质层42b、42c而成的。负极集电体42a例如由镍箔、铜箔、不锈
钢箔或者
铁箔等电化学方面稳定的金属箔构成。负极活性物质层42b、42c例如是将粘合剂与用于吸收和放出非晶质
碳、难
石墨化碳、易
石墨化碳或者石墨等这样的上述正极活性物质的锂离子的负极活性物质混合而成的混合物涂覆在负极集电体42a的主面、并且通过干燥和压延而形成的。
[0030] 上述负极集电体42a的长度方向的端缘的一部分作为不具有负极活性物质层42b、42c的延长部进行延长，并且其顶端与负极端子3相接合。此外，虽未在图2示出，但是同样地，上述正极集电体41a的长度方向的端缘的一部分作为不具有正极活性物质层41b、41c的延长部进行延长，并且其顶端与正极端子2相接合。
[0031] 上述分隔件43在具有防止正极板41和负极板42之间的
短路的功能的同时，还具有保持
电解质的功能，例如是由微型多孔性膜构成，具有当有涡
电流流过时，利用涡电流的发热将层的空孔封闭从而切断电流的功能，该微型多孔性膜由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯
烃等构成。此外，作为分隔件43，并不限于聚烯烃等
单层膜，能够使用利用聚乙烯膜将聚丙烯膜夹在中间而成的三层结构的构件、将聚烯烃微型多孔性膜和有机
无纺布等层叠在一起而成的构件。
[0032] 此外，作为电解液，并未进行特别限定，但作为锂离子二次电池中通常所使用的电解质，例如能够使用将锂盐溶解在
有机溶剂中而成的非
水电解液。
[0033] 如在图2中将一部分放大所示出的那样，用于一并收纳上述那样的结构的发电元件4和电解液的壳体5是由具有热熔接层51、金属层52以及保护层53的三层结构的层压薄膜构成。中间的金属层52例如由铝箔构成，
覆盖金属层52的内侧面的热熔接层51由能够热熔接的
合成树脂例如聚丙烯(PP)构成，覆盖金属层52的外侧面的保护层53由耐久性出色的合成树脂例如聚对苯二
甲酸乙二醇酯(PET)构成。此外，还能够使用具有多个层的层压薄膜。此外，在上述例子中，虽然将合成树脂层层压在金属层52的两个面上，但是金属层52的外侧的合成树脂层并非必须，也可以是仅在内侧表面具有合成树脂层的结构。
[0034] 上述壳体5在一个例子中构成为，配置在图2的发电元件4的下表面侧的一
片层压薄膜和配置在上表面侧的另一片层压薄膜的双层结构，通过将上述两片层压薄膜的周围的四条边重叠在一起并且彼此热熔接在一起而形成。图示例示出了这样的双层结构的壳体5。此外，在另一例中构成为，壳体5由一片比较大的层压薄膜构成，在将其对折的状态下将发电元件4配置在内侧，然后将周围的三条边重叠在一起并且彼此热熔接在一起而形成。
[0035] 在对层压薄膜进行热熔接之际，位于构成为长方形的薄膜封装电池1的短边侧的一对端子2、3穿过层压薄膜的接合面向外部导出。
[0036] 接下来，简单说明上述薄膜封装电池1的制造顺序。图3是简略地表示制造工序的一部分的图。首先，将正极板41、负极板42以及分隔件43依次层叠在一起，并且通过
点焊、
超声波焊接等将正极集电体41a和负极集电体42a安装于正负极的端子2、3而构成发电元件4。接下来，在三边密封工序S11中，如图4所示，利用构成壳体5的层压薄膜覆盖该发电元件4，对周缘的四个边11A～11D、详细而言是包含设置有端子2、3的一边11A在内的一对短边11A、
11B和未设置有端子2、3的一对长边11C、11D中的、除长边的一边11D以外的周围的三边11A～11C在沿着该三边11A～11C的直线状的
密封线12A～12C的
位置进行热熔接。由此，形成为壳体5的一边11D开口的袋状体13。
[0037] 之后，经由后述的局部密封工序S12进入到电解液注入工序S13。在该电解液注入工序S13中，如图5和图6所示，从开口的一边11D(上边)侧将电解液注入到处于
真空状态的
外壳14内。具体而言，多个袋状体13以其端子2、3向侧方突出、并且开口的一边11D以作为上侧、也就是作为上边11D的
姿态被保持，使用注入
喷嘴15将电解液从该开口的上边11D侧注入袋状体13。
[0038] 在注入了电解液之后，沿着密封线12D(参照图4)对开口的上边11D侧进行热熔接，从而使壳体5处于密闭状态。由此，完成了薄膜封装电池1，接下来，对其充电到适合的程度，并且在该状态下，以规定时间对其进行时效处理等。
[0039] 如图4所示，为了在热熔接时将两片层压薄膜保持在规定位置，而在上述制造工序中的袋状体13的四个
角贯穿形成有供固定于托盘28(参照图9)的四根定位销(省略图示)插入的总计四个定位孔16。但是，袋状体13的长边11C、11D的缘部在比定位孔16靠内侧且比密封线12C、12D靠外侧的
切割线17处被切断，因为将包含定位孔16在内的废弃部分18切掉，所以定位孔16不会残留在最终的薄膜封装电池1中。
[0040] 此外，该种薄膜封装电池1作为在扁平的箱状的外壳内收纳有将多个薄膜封装电池1彼此电连接在一起而成的电池组的
蓄电池模
块来使用。
[0041] 接下来，参照图7，针对在电解液注入工序S13中发生电解液泄露的不良情况进行说明。在将电解液从开口的上边11D侧注入袋状体13的内部之际，从注入喷嘴15注入的电解液浸透到发电元件4等之间的间隙并且向下方流入，如图2所示，在设置有端子2、3的一边11A侧(图2的左侧)存在有端子2、3以及与端子2、3相连接的正极板41、负极板42的延长部等，因此，与未设置有端子2、3的其他边侧(图2的右侧)相比，间隙较窄且流路截面积较小。
因此，如图7所示，在注入电解液时，在设置有端子2、3的一边11A侧的附近，由于电解液的浸透迟缓，也就是电解液未迅速向下方流入，电解液有可能从上边11D侧泄露。
[0042] 特别是，如上所述，在袋状体13的四个角贯穿形成有用于定位的定位孔16的情况下，如图7和图8所示，在真空气氛下
沸腾的泡状的电解液19容易从靠端子2、3且位于上侧的定位孔16A泄露。这样一来，如果发生电解液泄露，那么电解液的注入将会不充分，或电解液附着于端子2、3以及壳体5，在对多个薄膜封装电池1的端子2、3彼此进行焊接而形成电池组之际产生焊接不良等，有可能导致
质量下降。
[0043] 因此，在本实施例中，如图3所示，在三边密封工序S11之后且在电解液注入工序S13之前设有局部密封工序S12，在该局部密封工序S12中，仅对作为开口的上边11D中的、有端子2、3导出的一边11A的附近(比电解液的注入位置靠一边11A的位置)的一部分的密封部21进行局部密封。
[0044] 在该局部密封工序S12中，如图4和图6所示，以将有端子2、3导出的侧边11A的上侧的定位孔16A的周围密封的方式以至少包含定位孔16A的下侧部分21A在内的形态形成有密封部21。
[0045] 特别是，在该第1实施例中，密封部21形成为将定位孔16A的下侧部分21A和两侧部分21B、21C这三部分包围的槽状·U字状。此外，该定位孔16A配置在比靠端子2、3的沿着侧边11A的密封线12A靠内侧的位置，因此，密封部21也形成于比密封线12A靠内侧的位置。此外，为了不使由于热熔接产生的毛刺等堵塞住定位孔16A，需要在密封部21和定位孔16A之间确保规定的间隔22。
[0046] 这样一来，通过将密封部21设置在端子2、3附近的上侧的定位孔16A的周围，能够可靠地防止经由该定位孔16A的电解液的泄露。而且，在开口的上边11D中，密封部21仅局部设置在靠端子2、3的一部分，因此，其他的上边11D形成为开设有较大开口的形态，也不会阻碍电解液的注入。
[0047] 特别是，在该第1实施例中，密封部21形成为包围定位孔16A的下侧部分21A和两侧部分21B、21C这三部分的形状，能够可靠地防止电解液从下方和侧方进入定位孔16A。
[0048] 图9和图10表示在上述局部密封工序S12中所使用的装置的一例。该装置具有：加热组件23，其将顶端部24形成为与密封部21的形状对应的槽状·U字状；
气缸25，其用于沿着规定方向(图9的上下方向)驱动该加热组件23。如图10所示，在加热组件23中内置有作为热源的筒式加热器26。而且，针对载置在托盘28上的袋状体13(壳体5)，通过利用气缸25驱动加热组件23使加热组件23的顶端部24按压在壳体5的适当位置(也就是端子2、3附近的定位孔16A的周围)并进行加热，从而将上述密封部21热熔接。
[0049] 图11表示本发明的第2实施例。在该第2实施例中，密封部31的形状与第1实施例不同。也就是说，在该第2实施例中，利用局部密封工序S12密封的密封部31构成为具有定位孔16A的下侧部分31A和距有端子2、3导出的侧边11A较远一侧的部分31B的L字状。而且，使密封部31的下侧部分31A与沿着导出有端子2、3的侧边11A的密封线12A交叉。因此，利用构成为L字状的密封部31和密封线12A的一部分形成为将定位孔16A的下侧和两侧这三侧包围的形状，与上述第1实施例一样，能够可靠地防止电解液从下方和侧方进入定位孔16A。
[0050] 如上所述，基于具体的实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不限于上述实施例，而是包含各种
变形和变更。例如，密封部的形状并不限于上述第1、第2实施例中的形状，例如也可以是包围定位孔的圆形形状或者半圆形形状，或者也可以是仅将定位孔的下侧部分密封的形状。
[0051] 另外，在上述实施例中，虽然局部密封工序S12是在三边密封工序S11和电解液注入工序S13之间进行的，但是在电解液注入工序之前进行局部密封工序即可，例如也可以与三边密封工序同时或者在三边密封工序之前进行局部密封工序。
[0052] 此外，在上述实施例中，都能够防止电解液从设置有端子2、3的一边11A侧的附近的定位孔16A泄露，但是并不限于此。例如，即使在未设置有定位孔16A的情况下，在注入电解液的工序中的壳体5的短边11A、11B较短且不能充分确保从壳体5的开口缘到内部的发电元件4的距离的情况下，存在电解液从壳体5的开口缘的设置有端子2、3的一边11A的附近泄露的可能性。即使在这样的情况下，如上述实施例所记载的那样，通过对袋状的壳体5的开口缘的设置有端子2、3的一边11A附近进行密封，能够防止电解液从开口缘泄露。
