JP2004171954A

JP2004171954A - ラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車

Info

Publication number: JP2004171954A
Application number: JP2002336947A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Fukuzawa; 達弘福沢; Koichi Nemoto; 好一根本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】隣接する集電体同士の短絡を簡易な構造によって確実に防止する。
【解決手段】正極または負極となる集電体（２０）とセパレータ（２２）とが交互に積層されてなるラミネート二次電池（１０）において、集電体は、互いに相似形状を保ったままその面積を積層方向に向かって漸次減少するようにし、それぞれの集電体の一方の周端面（２３）には絶縁層（２４）を形成する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接する集電体同士の短絡を簡易な構造によって確実に防止できるラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車の開発が盛んになるにつれて、充電可能な二次電池の開発も活発になってきている。二次電池の中でも、特に、リチウム電池は、小型、軽量、高エネルギー密度といった特徴をもつ高性能の電池であるため、電気自動車に搭載する電池としてふさわしい。
【０００３】
その中でもバイポーラ型のリチウム電池は、下記の特許文献１または特許文献２にも示されているように、１つの電池要素が多数直列に積層された構造を有している。したがって、隣接する電池要素の電極同士が短絡しないように、各電極の周端面にはその両面にまたがる絶縁テープが貼り付けてある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２０４１３６号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１００４７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、バイポーラ型のリチウム電池の電極の大きさおよび形状は、各電極とも同一であるので、電極同士の短絡を完全に防止するためには、各電極の周端面の両面に回り込むように絶縁テープを貼り付ける必要がある。ところが、電極の厚みは箔のように非常に薄いものであるので、その両面に絶縁テープを貼り付ける作業は想像以上に手間と時間のかかる作業となる。
【０００７】
本発明は、以上のような従来の不具合を解消するためになされたものであり、隣接する集電体同士の短絡を簡易な構造によって確実に防止できるラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、発明にかかるラミネート二次電池は、正極または負極となる集電体とセパレータとが交互に積層されてなるラミネート二次電池であって、集電体の形状は互いに相似形状を保ち、集電体の大きさは積層方向に向かって漸次減少されるようにし、それぞれの集電体の一方の周端面に絶縁層を形成したものである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のラミネート二次電池によれば、集電体の大きさをその積層方向に向かって漸次減少させ、それぞれの集電体の一方の周端面に絶縁層を形成したので、隣接する集電体同士の短絡を簡易な構造によって確実に防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車の好適な実施の形態を、［実施の形態１］、［実施の形態２］に分けて詳細に説明する。なお、本発明は以下に記載した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に含まれる範囲内で適宜変更して実施することができる。
［実施の形態１］
本実施の形態は、集電体の面積よりも小さな集電体が積層される側の当該集電体の一方の周端面に正極層の厚さと同程度の厚さの絶縁層を形成したラミネート二次電池に関するものである。
【００１１】
図１は、本発明にかかるラミネート二次電池の外観図であり、図２は、図１に示したラミネート二次電池のＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、本発明にかかるラミネート二次電池１０は、高分子−金属複合ラミネートフィルム１２からなる電池外装材で断面台形形状の電池要素を包み、電池要素に接続される正極電極端子１４および負極電極端子１５をラミネートフィルム１２から外部に露出させ、ラミネートフィルム１２の周囲を熱融着しながらその内部の空気を抜いて減圧し、電池要素を真空包装したものである。
【００１２】
本発明にかかるラミネート二次電池１０は、図２に示すように、正極または負極となる集電体２０とセパレータ２２とが交互に積層されてなるラミネート二次電池１０であって、集電体２０の形状は互いに相似形状を保ち、集電体２０の大きさは積層方向（図示上方向）に向かって漸次減少されるようにし、それぞれの集電体２０の一方の周端面２３に絶縁層２４が形成されてなるものである。
【００１３】
各集電体２０の正面の形状は長方形状であり、その一方の面には、その面の中央部分に正極層２５が形成され、また、その反対側の面には、その面の中央部分に負極層２６が形成されている。出力特性に優れた電池を形成するため、正極層２５の活物質としてはリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられ、負極層２６の活物質としてカーボンまたはリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられる。なお、本実施の形態では、正極層２５および負極層２６が形成される領域の長さＬ_１（約５０ｍｍ程度）を集電体２０の全体の長さの約二分の一程度の長さとしている。したがって、すべての集電体２０の正極層２５および負極層２６は、５０×５０ｍｍ^２の面積を有している。
【００１４】
すべての集電体２０の形状は上記のように長方形状であるが、その大きさは積層方向（図示上方向）に向かって漸次小さくなっている。各集電体２０の周端面２３（正極層２５または負極層２６が形成されていない領域）には、隣接する集電体２０が接触しても集電体同士の短絡が起こらないように絶縁層２４を形成してある。絶縁層２４を形成する面は、自身の面積よりも小さな面積の集電体が積層される側の面である。図２では、正極層２５が形成されている側に自身の面積よりも小さな面積の集電体が積層されているので、絶縁層２４は正極層２５が形成される面側に形成されることになる。本実施の形態では、最も下に位置される集電体２０の絶縁層２４は、周端面２３の長さＬ_２（約２０ｍｍ程度）の部分に形成し、最も上に位置される集電体２０の絶縁層２４は、周端面２３の長さからＬ_３（約１０ｍｍ程度）の部分に形成する。図２の場合、５枚の集電体２０を積層しているので、各集電体２０の周端面２３の長さＬ_２は、その積層方向に対して２ｍｍずつ異なっている。なお、絶縁層２４は、具体的には、集電体２０にポリイミド粘着テープを貼り付けることによって形成する。この他、テフロン（登録商標）粘着テープ、ポリオレフィン粘着テープを貼り付けることによって絶縁層２４を形成しても良い。
【００１５】
絶縁層２４、正極層２５、負極層２６が形成された集電体２０は、その面積が最も大きいものから最も小さいものまで、固体高分子からなるセパレータ２２を介して面積の小さいものを上にして順番に積層する。固体高分子を用いるのは、液体を用いた場合のような液絡の恐れがなくなり、電池としての信頼性が著しく向上するからである。そして、一番上に位置する集電体２０に負極電極端子１５が接続され、一番下に位置する集電体２０に正極電極端子１４が接続される。
【００１６】
なお、絶縁層２４が形成される面は、自身の面積よりも小さな面積の集電体が積層される側でなければならない。これとは逆に、自身の面積よりも大きな面積の集電体が積層される側（図２では集電体２０に負極層２６が形成される側）であると、上側に位置する集電体２０のバリなどが下側に位置する集電体２０と接触してしまう恐れがあるからである。
【００１７】
次に、本発明にかかるラミネート二次電池の作成手順を説明する。図３から図６は、集電体２０に絶縁層２４を形成してそれを積層する過程の説明に供する図である。
【００１８】
本発明にかかるラミネート二次電池は、図３に示すように、集電体２０の一方の面に正極層２５が形成され、他方の面に負極層２６が形成されたバイポーラ電極２８を有している。バイポーラ電極を用いると、出力特性に優れた電池が形成できる。まず、このバイポーラ電極２８において集電体２０の正極層２５が形成されている側の周端面２３に、図４に示すように、厚さ５０μｍ程度のポリイミド粘着テープを貼り付ける。集電体２０の正面形状は長方形であるので、ポリイミド粘着テープは長方形の４辺に張り付けることになる。ポリイミド粘着テープは、集電体２０の片面のみに貼り付ければよいので、その作業は非常に簡単であり、かつ時間をかけずにすばやく行うことができる。本実施の形態では、５枚の集電体２０を積層するので、ポリイミド粘着テープを貼り付けたバイポーラ電極２８を５枚作成しておく。
【００１９】
次に、一番下に位置されるバイポーラ電極２８は、その集電体２０の端部からはみ出たポリイミド粘着テープのみを切断する。このバイポーラ電極２８の上に積層されるバイポーラ電極２８は、図５に示すようにその集電体２０の端部から２ｍｍ内側のａ位置で集電体２０とともにポリイミド粘着テープを切断する。その上に積層されるバイポーラ電極２８はａ位置よりも２ｍｍ内側のｂ位置で、さらにその上に積層されるバイポーラ電極２８はｂ位置よりも２ｍｍ内側のｃ位置で、さらにその上に積層されるバイポーラ電極２８はｃ位置よりも２ｍｍ内側のｄ位置で、それぞれ集電体２０とともにポリイミド粘着テープを切断する。
【００２０】
以上までの過程で、集電体２０の周端面２３に絶縁層２４が形成された、大きさの異なる長方形状のバイポーラ電極２８が形成される。次に、このバイポーラ電極２８を、図６に示すように、面積の大きい順に、固体高分子からなるセパレータ２２を介して積層する。なお、バイポーラ電極２８の内、一番下と上に位置するものは、図２に示されているように、セパレータ２２に接する側にのみ電極層を設ける。このようにして、バイポーラ電極２８を積層すると、台形形状の厚さ４ｍｍ程度の電池要素が形成される。この電池要素は、前述のように、ラミネートフィルム１２で真空包装される。
【００２１】
本実施の形態では、図１に示すような形態のラミネート電池を例示したが、本発明はこのような形態のものには限定されず、図７に示すような、正極電極端子１４、負極電極端子１５をラミネート二次電池１０Ａの同一側端面から取り出して、袋状のラミネートフィルム１２Ａに収納し、その開口部を熱融着させたタイプのラミネート二次電池に対しても適用することができる。また、図８に示すように、正極電極端子１４と負極電極端子１５をラミネート二次電池１０Ｂの互いに反対側端面から取り出して、ラミネートフィルム１２Ｂに収納し、その周囲を熱融着させたタイプのラミネート二次電池に対しても適用することができる。さらに、図９に示すように、正極電極端子１４と負極電極端子１５をラミネート二次電池１０Ｃの互いに反対側端面から取り出して、袋状のラミネートフィルム１２Ｃに収納し、その開口部を熱融着させたタイプのラミネート二次電池に対しても適用することができる。
【００２２】
本発明のラミネート二次電池における、ラミネートフィルム１２、正負電極端子１４、１５、集電体２０、セパレータ２２、絶縁層２４、正極層２５、負極層２６を構成する材料は、公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。参考までに、以下、本発明のラミネート二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について簡単に記述する。ただし、本発明のラミネート二次電池は、リチウムイオン二次電池に限定されるわけではない。
【００２３】
［ラミネートフィルム］
ラミネートフィルムは電池の外装材として用いられる。一般には、熱融着性樹脂フィルム、金属箔、剛性を有する樹脂フィルムがこの順序で積層された高分子金属複合フィルムが用いられる。上記の実施の形態では、台形のカップ形状に整形されたものを用いている。このような形状のものを用いることによって、内部に収容される電池要素の形状とマッチし、真空包装後にもしわが生じない。
【００２４】
熱融着性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等を用いることができる。金属箔としては、例えばＡｌ箔、Ｎｉ箔を用いることができる。剛性を有する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン等を用いることができる。具体的には、シール面側から外面に向けて積層したＰＥ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＰＥ／Ａｌ箔／ナイロンの積層フィルム；アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＥＶＡ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；アイオノマー／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム等を用いることができる。熱融着性樹脂フィルムは、電池要素を内部に収納する際のシール層として作用する。金属箔や剛性を有する樹脂フィルムは、湿性、耐通気性、耐薬品性を外装材に付与する。ラミネートフィルムは、超音波融着等を用いて、容易かつ確実に接合させることができる。
【００２５】
［正極、負極の各電極端子］
電極端子には、銅、鉄から選ばれる金属を用いることができるが、アルミニウム、ステンレス鋼といった金属またはこれらを含む合金材料も同様に使用可能である。また、表面被覆層にはニッケルが最も好適に使用できるが、銀、金といった金属材料も同様に使用可能である。
【００２６】
［集電体］
集電体には、電池の電気化学反応による腐食による電池性能の低下を防止するために、純度の高い素材を使用することが好ましい。たとえば、純アルミニウムや純銅、純ニッケルを用いる場合には、純度が９９％以上のものが好ましい。但し、この純度に対する要求は、合金化するために添加される他の成分（合金成分）を排除するものではない。
【００２７】
［セパレータ］
電池要素のセパレータを構成することになるシート状のセパレータ層は、ポリオレフィン系微多孔質セパレータ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いることができ、セパレータ中には、非水電解液が含浸させられる。非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶解することにより調製される。非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても良い。電解質としては、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、四フッ化ホウ素リチウム（ＬｉＢＦ_４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ_６）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２］等のリチウム塩を挙げることができる。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、通常は０．２ｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００２８】
非水電解液を保持するポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ビニリデンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体等が挙げられる。
【００２９】
［絶縁層］
絶縁層には、ポリイミド粘着テープを使用する。そのほか、テフロン（登録商標）粘着テープ、ポリオレフィン粘着テープを使用することができる。
【００３０】
［正極層］
正極層は、アルミニウム等からなる正極集電体の両面に正極材料が結着した構造を有する。正極材料としては、種々の酸化物（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのリチウムマンガン酸化物；二酸化マンガン；ＬｉＮｉＯ_２などのリチウムニッケル酸化物；ＬｉＣｏＯ_２などのリチウムコバルト酸化物；リチウム含有ニッケルコバルト酸化物；リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムなど）や、カルコゲン化合物（二硫化チタン、二硫化モリブテンなど）等を挙げることができる。これらの中では、得られるリチウムイオン二次電池の出力特性を考慮すると、リチウムマンガン酸化物またはリチウムニッケル酸化物が好ましい。
【００３１】
正極集電体には、導電性を向上させるために、導電性材料を併せて結着させてもよい。導電性材料としては、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックなど）、ニッケル粉末等が挙げられる。
【００３２】
正極集電体としては、例えばアルミニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタル等を用いることができる。なお、正極は正極集電体の片面に正極材料を結着させた構造であってもよい。
【００３３】
本実施の形態では、活物質としてＬｉＭｎ_２Ｏ_４、導電助材としてアセチレンブラック、ポリマーとしてポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）の共重合体、支持塩としてＬｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、スラリー粘度調整溶媒としてＮＭＰ、重合開始剤としてＡＩＢＮをそれぞれ所定の混合比で混合して正極スラリーを作成し、集電体である厚さ２０μｍ程度のＳＵＳ箔の片面に塗布して熱重合によって硬化させ、膜圧４０μｍ程度の正極層としている。
【００３４】
［負極層］
負極層は、銅などからなる負極集電体の両面に負極材料が結着した構造を有する。負極材料としては、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素材料を用いることができる。このような炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、有機前駆体（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等）を不活性雰囲気中で熱処理して合成した炭素などが挙げられる。好ましくは、負極は非晶質カーボン系材料からなる。非晶質カーボン系材料は熱硬化性樹脂を炭素化することによって得られる。因みに、放電による電圧依存が大きい非晶質カーボン系材料を用いると、２以上のリチウムイオン二次電池を並列に接続した場合におけるリチウムイオン二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
【００３５】
負極集電体としては、例えば銅製エキスパンドメタル、銅製メッシュ、銅製パンチドメタル等を用いることができる。なお、負極は負極集電体の片面に負極材料を結着させた構造であってもよい。
【００３６】
本実施の形態では、活物質としてＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、導電助材としてアセチレンブラック、ポリマーとしてポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）の共重合体、支持塩としてＬｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、スラリー粘度調整溶媒としてＮＭＰ、重合開始剤としてＡＩＢＮをそれぞれ所定の混合比で混合して正極スラリーを作成し、集電体の正極層の反対面に塗布して熱重合によって硬化させ、膜圧４０μｍ程度の負極層としている。
【００３７】
以上の実施の形態では、高分子―金属を複合したラミネートフィルム１２の周辺部全部を熱融着にて接合するラミネート二次電池について述べたが、本発明は、図８に示すように、高分子−金属を複合したラミネートフィルム１２を用いて袋状にしたその開口部を熱融着にて接合するタイプのラミネート二次電池に対しても適用可能である。
【００３８】
さらには２つの電極端子１４をラミネート二次電池１０の互いに反対側端面から取り出してラミネートフィルム１２の周辺部全部を熱融着にて接合するタイプのラミネート二次電池（図９（ａ）参照のこと）、または２つの電極端子１４をラミネート二次電池１０の互いに反対側端面から取り出して、袋状にしたラミネートフィルムに収納し、その開口部を熱融着するタイプのラミネート二次電池（図９（ｂ）参照のこと）に対しても適用可能である。
［実施の形態２］
本実施の形態は、実施の形態１で形成した絶縁層の厚さを、積層されている集電体の間隔よりも小さい範囲で形成したものである。
【００３９】
実施の形態１では、絶縁層２４の厚さは正極層２５の厚さと同程度としている。この場合、絶縁層２４とこれに対向する集電体２０との間には、セパレータ２２と負極層２５とを合わせた分の隙間が生じる。本実施の形態では、絶縁層２４の厚さを集電体の間隔よりも小さい範囲で実施の形態１の場合よりも厚くすることで、集電体２０間の短絡をより確実に防止している。
【００４０】
図１０に示すように、本実施の形態では、図４に示した実施の形態１の場合よりも、ポリイミド粘着テープの厚みを増やして絶縁層２４Ａの厚さを厚くしている。このように絶縁層２４Ａの厚さを増やすと、集電体２０を積層する場合に、図１１に示すように、絶縁層２４Ａとセパレータ２２とが接触する恐れがある。そのため、ポリイミド粘着テープを貼り付ける位置は、正極層２５からＬ_４離すように注意する。もちろん、ポリイミド粘着テープの厚みは、集電体２０の間隔Ｌ_５よりも小さくする。
【００４１】
このように、ポリイミド粘着テープの厚みを増やして絶縁層２４Ａの厚さを厚くすると、隣接する集電体２０の折れ曲がり具合が小さくなるので、集電体２０間の短絡がより確実に防止できる。
【００４２】
本発明では、上記のラミネート二次電池１０を、少なくとも２以上直列または並列に接続して組電池モジュールとすることができる。具体的には、例えば、図１２に示すように、ラミネート二次電池１０を４枚並列に接続し（図１２（ｂ）参照のこと）、４枚並列にしたラミネート二次電池１０をさらに６枚直列にして金属製の組電池ケース３５に収納し（図１２（ａ）、（ｃ）参照）組電池モジュール４０とすることができる。このように、ラミネート二次電池１０を任意の個数直並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応できる組電池モジュール４０を提供することができる。
【００４３】
なお、組電池ケース３５上部の蓋体に設けられた組電池モジュール４０の正極端子４２および負極端子４４と、各ラミネート二次電池１０の正極電極端子１４、および負極電極端子１５とは、組電池モジュール４０の正極および負極端子用リード線４６、４８を用いて電気的に接続されている。また、ラミネート二次電池１０を４枚並列に接続する際には、スペーサ４９のような適当な接続部材を用いて各ラミネート二次電池１０の各電極端子１４、１５を電気的に接続すればよい（図１２（ｂ）参照）。同様に、４枚並列にした各ラミネート二次電池１０をさらに６枚直列に接続する際には、バスバー５０のような適当な接続部材を用いて各ラミネート二次電池１０の各電極端子１４、１５を順次電気的に接続すればよい（図１２（ｃ）参照）。ただし、本発明の組電池モジュール４０は、ここで説明したものに制限されるべきものではなく、従来公知のものを適宜採用することができる。また、この組電池モジュール４０には、使用用途に応じて、各種計測機器や制御機器類を設けてもよく、例えば、組電池ケース３５上部の蓋体には電池電圧を監視するために電圧計測用コネクタ５５などを設けておいてもよいなど、特に制限されるものではない。さらにラミネート二次電池１０同士を連結するためには、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により、または、リベットを用いて、またはカシメの手法を用いて、連結するようにしてもよい。
【００４４】
次に、上記の組電池モジュール４０を、少なくとも２以上直列、並列または直並列に接続し、組電池６０とすることで、使用目的ごとの電池容量や出力に対する要求に、新たに組電池モジュールを作製することなく、比較的安価に対応することが可能になる。組電池としては、例えば、図１３に示したように、上記の組電池モジュール４０を６組並列に接続して組電池６０とするには、各組電池ケース３５上部の蓋体に設けられた組電池モジュール４０の正極端子４２および負極端子４４を、外部正極端子部、外部負極端子部を有する組電池正極端子連結板６２、組電池負極端子連結板６４を用いてそれぞれ電気的に接続する。また、各組電池ケース３５の両側面に設けられた各ネジ孔部（図示せず）に、該固定ネジ孔部に対応する開口部を有する連結板６６を固定ネジ６７で固定し、各組電池モジュール４０同士を連結する。また、各組電池モジュール４０の正極端子４２および負極端子４４は、それぞれ正極および負極絶縁カバー６８、６９により保護され、適当な色、例えば、赤色と青色に色分けすることで識別されている。
【００４５】
このように、組電池モジュールを複数直並列接続されてなる組電池モジュールは、一部の電池、組電池が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能である。
【００４６】
組電池６０を、電気自動車に搭載するには、図１４に示したように、電気自動車７０の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、電池を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。
【００４７】
なお、本発明では、組電池６０だけではなく、使用用途によっては、組電池モジュールを搭載するようにしてもよいし、これら組電池と組電池モジュールを組み合わせて搭載するようにしてもよい。また、本発明の組電池または組電池モジュールを搭載することのできる車両としては、上記の電気自動車やハイブリッドカーが好ましいが、これらに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるラミネート二次電池の外観図である。
【図２】図１に示したラミネート二次電池のＡ−Ａ断面図である。
【図３】集電体に絶縁層を形成してそれを積層する過程の説明に供する図である。
【図４】集電体に絶縁層を形成してそれを積層する過程の説明に供する図である。
【図５】集電体に絶縁層を形成してそれを積層する過程の説明に供する図である。
【図６】集電体に絶縁層を形成してそれを積層する過程の説明に供する図である。
【図７】本発明にかかるラミネート二次電池の他の形態を示す外観図である。
【図８】本発明にかかるラミネート二次電池の他の形態を示す外観図である。
【図９】本発明にかかるラミネート二次電池の他の形態を示す外観図である。
【図１０】本発明にかかるラミネート二次電池の他の実施の形態を示す図である。
【図１１】本発明にかかるラミネート二次電池の他の実施の形態を示す図である。
【図１２】本発明に係る組電池モジュール構造の代表的な一実施形態を模式的に表した概略図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図１３】本発明に係る組電池構造の代表的な一実施形態を模式的に表した概略図である。
【図１４】本発明に係る組電池を搭載した車両を模式的に表した概略図である。
【符号の説明】
１０…ラミネート二次電池、
１２…ラミネートフィルム、
１４…正極電極端子、
１５…負極電極端子、
２０…集電体、
２２…セパレータ、
２３…周端面、
２４…絶縁層、
２５…正極層、
２６…負極層、
２８…バイポーラ電極、
３５…組電池ケース、
４０…組電池モジュール、
４２…正極端子、
４４…負極端子、
４６…正極端子用リード線、
４８…負極端子用リード線、
４９…スペーサ、
５０…バスバー、
５５…電圧計測用コネクタ、
６０…組電池、
６２…組電池正極端子連結板、
６４…組電池負極端子連結板、
６６…連結板、
６７…固定ねじ、
６８…正極絶縁カバー、
６９…負極絶縁カバー、
７０…電気自動車。

Claims

正極または負極となる集電体とセパレータとが交互に積層されてなるラミネート二次電池であって、
前記集電体は、互いに相似形状を保ったままその面積が積層方向に向かって漸次減少され、それぞれの集電体の一方の周端面には絶縁層が形成されていることを特徴とするラミネート二次電池。
前記集電体の絶縁層は、当該集電体の面積よりも小さな集電体が積層される側の周端面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
前記絶縁層の厚さは、積層されている集電体の間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
前記ラミネート二次電池は、
前記集電体の一方の面に正極層が形成されるとともにその他方の面に負極層が形成されたバイポーラ電極を、前記セパレータを介して複数積層してなるバイポーラ二次電池であることを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
正極の活物質としてリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられ、負極の活物質としてカーボンまたはリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられることを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
前記セパレータには固体高分子が用いられることを特徴とする請求項１に記載のラミネート二次電池。
請求項１から６に記載のいずれかのラミネート二次電池が並列接続、直列接続または直並列接続されてなる組電池モジュール。
請求項７に記載の組電池モジュールが並列接続、直列接続または直並列接続されてなる組電池。
請求項１から６に記載のいずれかのラミネート二次電池、請求項７に記載の組電池モジュール、請求項８に記載の組電池のいずれかの電池を搭載したことを特徴とする電気自動車。