JP2007073485A - 電池及び組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】振動により亀裂や電極リードの分離断線が生じることが無く、電極端子の位置が安定して所定の位置に維持される強度の高い電極端子を有する電池を提供する。
【解決手段】薄型電池１０の正極端子１０４及び負極端子１０５を、例えば凸形状のような折り目が生じるような形状とする。上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７も正極端子１０４及び負極端子１０５の折り目に合わせた形状とし、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７で端子を挟んで溶着する。端子をこのような形状とすることにより、板状の薄い金属である端子の強度を大幅に高めることができ、振動が常時印加されるような環境下においても、振動により電極に加わる応力により電極に亀裂が入ったり、電極リードが剥離する等の現象を防ぐことができ、薄型電池１０自体の寿命を長くすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電極板や電解液を含む発電要素が外装部材に収容されて封止された例えばリチウム系の二次電池等の電池及びその電池を組み合わせて形成する組電池に関する。

正極電極板（正極板）と負極電極板（負極板）とをセパレータを介して積層した積層体と電界液とを、ラミネートフィルム等のシート状外装部材で被覆し封止収容し、正極板及び負極板に接続された電極端子を外装部材の外周貼着部から導出させた積層型の扁平型（薄型）二次電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。そのような薄型電池の一般的な形態として、２枚のシート状外装部材の外周部を例えば熱溶着等により貼着することにより、その間に形成される内部空間に積層体や電解液を収容した電池が知られている（例えば、特許文献２参照）。この時の外装部材としては、金属箔の表裏両面に樹脂層を形成したラミネートフィルムが広く用いられている。
特開平９−２５９８５９号公報 特開２００４−３１２７０号公報

近年、前述したような薄型電池を複数積層して組電池とし、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の走行用モータを駆動する駆動電力源として使用することが考えられている。しかしながら、このような薄型電池の電極端子は薄い金属板で形成されているため、車両のように常に振動が生じるような環境で使用された場合には、振動による応力により電極端子に亀裂が発生したり、電極端子に接続された電極リードが分離断線したりする可能性がある。また、そのような振動により電極端子の位置が不安定となり、組電池を構成した場合に電極端子の接続が適切に行えなくなり、例えば接続抵抗の増加や、外装部材の剥離等が生じる可能性もある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両等の振動があっても亀裂が生じたり電極リードが分離断線することが無く、また、電極端子の位置が安定して所定の位置に維持されるような、強度の高い電極端子を有する電池を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、接続抵抗の増加や外装部材の剥離等が生じることが無いように各単電池の電極端子の接続が適切に行われた組電池を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明に係る電池は、外装部材により発電要素を被覆収容し、前記発電要素に接続した板状の端子を当該発電要素を収容した内部空間から前記外装部材の周縁部を介して外部に導出した外形略平板状の扁平型電池であって、前記端子に、前記内部空間から前記外部に至る折り目部が形成されている電池である。

端子に折り目を形成することは、すなわち、端子が、平行でない面（面方向の異なる面）が複数接続された形状、あるいは平面を折れ曲げた形状であることを意味する。このような形状は、その部材が平板状あるいはシート状である場合に比べて、３次元的にいかなる方向から作用する力に対しても剛性が高い。従って、外部から加わる振動によって端子の形状や位置が変動したり、あるいは共振してしまう等の事態を防ぐことができる。

また、本発明に係る組電池は、本発明に係る電池を複数積層し、隣接して重ね合わせられた前記電池の、ほぼ接触するように配置された前記各端子を順次接続して構成した組電池である。積層する単電池としては、前述した電池であって、特に、複数の当該電池を所定の形態で積層した場合に、隣接して重ねられた前記電池同士で前記端子がほぼ接触するように配置される端子形状の電池が好適である。また、端子の電池厚み方向の最大寸法が、電池の厚みにほぼ等しいような電池も、そのような接続部を有する電池と実質的に同一の作用を生じるため好適である。

このような構成の組電池においては、単電池の接続に際して端子の形状を変えたり、端子に大きな力を印加する必要が無い。従って、製造時、あるいは使用時に振動が印加された場合に、端子、端子と電極板との接続部、あるいは端子と外装部材との貼着部に無理な応力が作用することが無い。

本発明によれば、車両等の振動があっても亀裂が生じたり電極リードが分離断線することが無く、また、電極端子の位置が安定して所定の位置に維持されるような、強度の高い電極端子を有する電池を提供することができる。
また、接続抵抗の増加や外装部材の剥離等が生じることが無いように各単電池の電極端子の接続が適切に行われた組電池を提供することができる。

本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態においては、リチウム系の平板状積層タイプの薄型二次電池について説明する。

図１は、その薄型二次電池（以下、単に薄型電池と称する。）１０の全体形状を示す斜視図である。
図１に示すように、薄型電池１０は、平面形状が長方形で外形略平板状の薄型（扁平型）の電池である。薄型電池１０は、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７の２枚の外装部材の外周部が張り合わされて構成されており、その内部に形成される空間１１１に正極電極板や負極電極板等の発電要素が収容される。また、薄型電池１０の対向する短辺部分において、上部外装部材１０６と下部外装部材１０７との間から板状の正極端子１０４及び正極端子１０５が導出されている。

そして特に本発明に係る薄型電池１０においては、正極端子１０４及び正極端子１０５は、図示のごとく、導出方向に沿って折り目が形成されるように折れ曲がった形状に形成されている。また、その部分では、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７も正極端子１０４及び正極端子１０５の形状に沿って折り曲げられた状態に成形され、その形状で正極端子１０４及び正極端子１０５を間に介在させて貼着される。

以下、図２〜図４を参照して、薄型電池１０の構成についてより詳細に説明する。
図２は、薄型電池１０の構成を示す上面図であり、図３は、薄型電池１０の構成を示す鉛直方向断面図であって図２のＩＩ−ＩＩラインにおける断面図であり、図４は、薄型電池１０の電極端子部分の構成を示す鉛直方向断面図であって図２のＩＩＩ−ＩＩＩラインにおける断面図である。なお、これらの各図において薄型電池１０の各部のサイズやサイズの比率は異なって示されているが、これは、各図が、その図が主に説明対象とする構成部が明白に示されるように模式的に薄型電池１０の構成を表したものであるためである。これらの図示表現上の相違は、何ら薄型電池１０の構成の相違を示すものではない。

薄型電池１０は、図３に示すように、３枚の正極電極板（正極板）１０１、５枚のセパレータ１０２、３枚の負極電極板（負極板）１０３、正極端子１０４、負極端子１０５、上部外装部材１０６、下部外装部材１０７及び図示しない電解液を有する。なお、以下の説明において、このうち正極板１０１、セパレータ１０２及び負極板１０３を積層したものを電極群１０９（図３参照）と称し、さらに、電極群１０９と電解液とを含めて発電要素１０８と称する。

正極板１０１は、正極端子１０４まで伸びている正極側集電体１０１ａと、正極側集電体１０１ａの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層１０１ｂ、１０１ｃとを有する。 正極側集電体１０１ａは、例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、正極層１０１ｂ、１０１ｃは、例えばニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ_２）又はコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合したものを、正極側集電体１０１ａの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。

負極板１０３は、負極端子１０５まで伸びている負極側集電体１０３ａと、当該負極側集電体１０３ａの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層１０３ｂ、１０３ｃとを有する。
負極側集電体１０３ａは、例えばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、負極層１０３ｂ、１０３ｃは、例えば非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素又は黒鉛等のような正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥し、粉砕し、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とする。負極板１０３ｂ、１０３ｃは、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体１０３ａの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延させることにより形成される。
負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、急激な出力低下が無いので、電気自動車の電源として用いると有利である。

セパレータ１０２は、正極板１０１と負極板１０３との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えていてもよい。このセパレータ１０２は、例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能も有する。
なお、セパレータ１０２は、ポリオレフィン等の単層膜に限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜で挟持して形成した３層構造の膜や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層した膜等を用いることもできる。このようにセパレータ１０２を複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持（剛性向上）機能等の諸機能を付与することができる。

以上の電極群１０９は、図３に示すように、セパレータ１０２を介して正極板１０１と負極板１０３とが交互に積層されている。
なお、発電要素１０８の正極板１０１、セパレータ１０２及び負極板１０３の枚数は、上記の枚数に限定されない。例えば、１枚の正極板１０１、３枚のセパレータ１０２及び１枚の負極板１０３でも発電要素１０８を構成することができ、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することができる。

正極端子１０４は、薄型電池１０内部の正極板１０１と接続された板状の端子である。前述した３枚の正極板１０１は、電極リードとしての正極側集電体１０１ａを介して、正極端子１０４にそれぞれ接続される。正極端子１０４は、電気化学的に安定した金属材料であれば任意の材料を用いてよいが、例えば、正極側集電体１０１ａと同様にアルミニウム、アルミニウム合金、銅又はニッケル等を用いるのが好適である。

負極端子１０５は、薄型電池１０内部の負極板１０３と接続された板状の端子である。前述した３枚の負極板１０３は、電極リードとしての負極側集電体１０３ａを介して、負極端子１０５にそれぞれ接続される。負極端子１０５も、電気化学的に安定した金属材料であれば任意の材料を用いてよいが、例えば、負極側集電体１０３ａと同様に、ニッケル、銅、ステンレス又は鉄等を用いるのが好適である。

本実施形態において正極端子１０４及び薄型電池１０５は、図４に正極端子１０４の例を示すように、各々、凸形状に折り曲げられた形状に形成される。すなわち、正極端子１０４は、薄型電池１０の上面付近にその上面と平行に形成された上面１０４ａ、上面１０４ａの両端で折れ曲がって薄型電池１０の底面方向に傾斜して形成された傾斜面１０４ｃ、及び、傾斜面１０４ｃに連続して上面１０４ａに平行に薄型電池１０の両脇方向に延伸した下面１０４ｂとを有し、図示のごとくこれら各面が角度を成して薄型電池１０の短辺方向に連続することにより、正極端子１０４の導出方向に折れ目が形成され、その導出方向から見た時（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た時。すなわち図４）に、その形状が凸形状となるように形成される。

また、負極端子１０５も、薄型電池１０の上面付近にその上面と平行に形成された上面１０５ａ、上面１０５ａの両端で折れ曲がって薄型電池１０の底面方向に傾斜して形成された傾斜面１０５ｃ、及び、傾斜面１０５ｃに連続して上面１０５ａに平行に薄型電池１０の両脇方向に延伸した下面１０５ｂとを有し、これら各面が角度を成して薄型電池１０の短辺方向に連続することにより、正極端子１０４の導出方向に折れ目が形成され、その導出方向から見た時（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た時。）に、その形状が凸形状となるように加工される。

正極端子１０４及び負極端子１０５は、各々、このような形状で、図２に示すように、薄型電池１０の内部空間１１１から、上部外装部材１０６と下部外装部材１０７との間の溶着部を介して薄型電池１０の外部にまで導出している。
なお、これら正極端子１０４及び負極端子１０５の上面１０４ａ，１０５ａ及び下面１０４ｂ、１０５ｂの位置及びその高さは、この薄型電池１０を用いて組電池を構成する時に他の電池と端子を接続するのに適した位置、配置とするのが好ましい。本実施形態において、電極端子の高さ（上面１０４ａ，１０５ａと下面１０４ｂ，１０５ｂ荷より規定される厚み方向の長さ）は、薄型電池１０の高さとほぼ同じとする。

なお、本実施形態では、電極板１０１、１０３の集電体１０１ａ、１０３ａを構成する金属箔を電極端子１０４、１０５まで延長することにより、電極板１０１、１０３を電極端子１０４、１０５に直接接続しているが、電極板１０１、１０３の集電体１０１ａ，１０３ａと、電極端子１０４、１０５とを、集電体１０１ａ、１０３ａを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続してもよい。

上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７は、電極群１０９及び図示せぬ電解液を被覆収容する外装部材である。薄型電池１０においては、上部外装部材１０６にのみ発電要素１０８を収容すうための凹部（カップ）が形成されており、この上部外装部材１０６に平板状の下部外装部材１０７を合わせて外周部を熱溶着することにより、そのカップ部が電極群１０９及び発電要素１０８を収容する薄型電池１０の内部空間１１１として形成される。

薄型電池１０の短辺側の周縁部においては、上部外装部材１０６と下部外装部材１０７との間を介して、薄型電池１０の内部空間１１１の正極板１０１及び負極板１０３に接続された正極端子１０４及び負極端子１０５が導出されている。前述したように、薄型電池１０において正極端子１０４及び負極端子１０５は導出方向に折れ目が形成するような折れ曲がって凸形状に形成された部材である。従って、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７も、図４に示すおうに、この正極端子１０４及び負極端子１０５の形状に沿って折れ曲がった形状に形成し、薄型電池１０の内部を封止するとともに正極端子１０４及び負極端子１０５を保護する。

なお、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７は、金属箔と、耐電解液性に優れた樹脂により形成された内側樹脂シートと、電気絶縁性に優れた樹脂により形成された表面樹脂シートとの３層構造のラミネートフィルムである。具体的には、内部金属箔としては例えばアルミニウム箔が好適であり、また、外側層としての表面樹脂シートとしては、ナイロン等のポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂等が好適である。また、内側樹脂シートとしては、例えばポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン又はアイオノマー等が好適である。これらの樹脂は、熱溶着性にも優れているため、上部外装部材１０６と下部外装部材１０７とを熱溶着する構成の場合には一層好適である。

このように、本実施形態の薄型電池１０は、正極端子１０４及び負極端子１０５を折り目が生じるような形状とし、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７もその折り目に合わせた形状とし、上部外装部材１０６及び下部外装部材１０７の間から正極端子１０４及び負極端子１０５を導出している。正極端子１０４をこのような形状とすることにより、板状の薄い金属である電極端子の強度を大幅に高めることができる。その結果、振動が常時印加されるような車両に搭載されたような環境下においても、振動により電極に加わる応力により電極に亀裂が入ったり、電極リードが剥離する等の現象を防ぐことができ、薄型電池１０自体の寿命を長くすることができる。

第２実施形態
本発明の第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
第２実施形態においては、図１〜図４を参照して前述した第１実施形態の薄型電池１０を複数組み合わせて構成する組電池について説明する。

図５は、その組電池５０の構成を示す図である。
図示のごとく、組電池５０は、８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８（セル１〜セル８）が積層されて形成されている。
８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８は、交互に上下が逆さにされて（反転されて）積層されている。図５に示す例においては、最上部に配置される１番目の薄型電池１０_−１から順次次１枚おきに、すなわち１番目、３番目、５番目及び７番目の薄型電池１０_−１、１０_−３、１０_−５及び１０_−７が、上下反転されて積層されている。

上下反転される薄型電池１０_−ｊ（ｊ＝１，３，５，７）は、薄型電池１０_−ｊの短辺方向を回転軸方向として薄型電池１０_−ｊを回転した形態で上下が反転される。従って、薄型電池１０_−ｊをその長手側面方向から見た場合（すなわち、図５のような方向から見た場合）、両側に配置される電極端子は、上下反転しない電池と反転した電池とで正極端子１０４_−ｊと負極端子１０５_−ｊとが反対となって積層されることになる。その結果、図５に示すように、各端子部分は、正極端子１０４と負極端子１０５とが交互に配置される状態となる。

すなわち、１番目の薄型電池１０_−１（セル１）の正極端子１０４_−１の下側（図５、紙面向かって左側の端子群）には、２番目以降の薄型電池１０_−２〜１０_−８の電極端子が、負極端子１０５_−２、正極端子１０４_−３、負極端子１０５_−４、正極端子１０４_−５、負極端子１０５_−６、正極端子１０４_−７、負極端子１０５_−８の順に配置される。また、１番目の薄型電池１０_−１（セル１）の負極端子１０５_−１の下側（図５、紙面向かって右側の端子群）には、２番目以降の薄型電池１０_−２〜１０_−８の電極端子が、正極端子１０４_−２、負極端子１０５_−３、正極端子１０４_−４、負極端子１０５_−５、正極端子１０４_−６、負極端子１０５_−７、正極端子１０４_−８の順に配置される。

組電池５０においては、このように各薄型電池１０_−ｊの電極端子が配置された状態で、図示のごとく隣接して積層されている電池の電極端子同士を順次溶接して（図５において、溶接部分を符号５０２で示す）電気的に接続する。また、積層されているものの電気的に接続しない各電極端子の間には、絶縁プレート５０１を配置する。その結果、８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８は全体として直列に接続され、１番目の薄型電池１０_−１の正極端子１０４_−１及び８番目の薄型電池１０_−８の負極端子１０５_−８が、この８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８の直列回路全体の電極端子、すなわち組電池５０の電極端子とされる。

各薄型電池１０の電極端子の形状は図１〜図４を参照して前述したように凸形状となっており、その上面１０４ａ（図４）と下面１０４ｂとの間隔は、薄型電池１０の高さとほぼ等しく形成されている。従って、図５に示すように８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８を交互に上下反転させて積層した場合、隣接して積層されている薄型電池において、各電極端子の上面１０４ａ又は１０５ａ同士（凸部中央同士）、又は、下面１０４ｂ又は１０５ｂ同士（凸部両脇同士）が接触して、あるいはごく僅かの間隙を介して対向するように配置される。

従って、接触あるいはごく僅かの間隙で配置されている電極端子の部分同士を溶接することにより、隣接する薄型電池を順次接続することができる。図５に示す組電池５０の２番目の薄型電池１０_−２（セル２）を例として示すと、図６に示すように、正極端子１０４_−２については、その上面１０４ａ_−２（凸部中央部）を溶接することにより（溶接部５０２）、上下反転して配置されている１番目の薄型電池１０_−１（セル１）の負極端子１０５_−１の凸部中央（上面）と接続される。また、負極端子１０５_−２については、その下面１０４ｂ_−２（凸部両脇部）を溶接することにより（溶接部５０２）、上下反転して配置されている３番目の薄型電池１０_−３（セル３）の正極端子１０４_−３の凸部両脇（下面）と接続される。

このような形態で積層された８枚の薄型電池１０_−１〜１０_−８は、図示しない拘束板により上下方向から挟まれて厚み方向に圧力が加えられて固定保持される。そして、その状態でケース等に収容されて組電池５０として利用に供される。

このような本実施形態の組電池５０においては、電池の厚さにほぼ等しい高さで凸形状に形成された電極端子を有する薄型電池１０を積層して組電池５０を構成しているので、薄型電池１０を順次接続する際には、積層した段階で既にごく近くに配置されている電極端子の特定の面通しを溶接すればよい。従来の単純な平板状の電極端子を接続する際には、接続する端子同士を屈曲させて位置を合わせて接触させ、これを溶接しなければならなかったが、本実施形態の組電池５０では、組電池５０を構成する際にそのような接続端子の加工(曲げる等）や位置合わせをする必要が無く、実質的に重なるように配置されている電極板を溶接すればよい。従って、薄型電池１０の接続工程の作業性が向上し、組電池５０の製作作業時間を短縮することができる。

第３実施形態
本発明の第３実施形態について、図７〜図１０を参照して説明する。
本実施形態においても、第１実施形態と同じく、単電池としてのリチウム系の平板状積層タイプの薄型二次電池について説明する。
なお、以下の説明において、第１実施形態と同一の構成部には同一の符号を付してその説明は省略する。

図７は、その薄型二次電池（以下、単に薄型電池と称する。）２０の全体形状を示す斜視図である。
図７に示すように、薄型電池２０は、平面形状が長方形で薄型（扁平型）の電池である。薄型電池２０は、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７の２枚の外装部材の外周部が張り合わされて構成されており、その内部に形成される空間１１１に正極電極板や負極電極板等の発電要素が収容される。また、薄型電池２０の対向する短辺部分において、上部外装部材２０６と下部外装部材２０７との間から正極端子２０４及び正極端子２０５が導出されている。

薄型電池２０においては、正極端子２０４及び正極端子２０５が、図示のごとく、第１実施形態の薄型電池１０の正極端子１０４及び負極端子１０５（図１参照）とは異なる形態で、導出方向に沿って折り目が形成されるように折れ曲がった形状に形成されている。また、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７も正極端子２０４及び正極端子２０５の形状に沿って折り曲げられた状態に成形され、その形状で正極端子２０４及び正極端子２０５を間に介在させて貼着されている。

以下、図８及び図９を参照して、薄型電池２０の構成についてより詳細に説明する。
図８は、薄型電池２０の構成を示す上面図であり、図９は、薄型電池２０の電極端子部分の構成を示す鉛直方向断面図であって図８のＩＩＩ−ＩＩＩラインにおける断面図である。

薄型電池２０の発電要素１０８の構成、発電要素１０８の電極群１０９の正極板１０１、負極板１０３及びセパレータの構成、材質、機能等は、図２〜図４を参照して前述した第１実施形態の薄型電池１０と同じである。また、正極端子１０４及び負極端子１０５の機能や材質も、図２〜図４を参照して前述した第１実施形態の薄型電池１０と同じである。

本実施形態の正極端子２０４及び薄型電池２０５は、図９に正極端子２０４の例を示すように、各々、１段の階段形状（以下、段形状と称する。）に折り曲げられて形成される。すなわち、正極端子２０４は、薄型電池２０の上面付近でその上面と平行に形成され、薄型電池２０の短辺上の中央部から一方の端部にわたって形成された上面２０４ａ、上面２０４ａの薄型電池２０の短辺上の中央部で折れ曲がって薄型電池２０の底面方向に傾斜して形成された傾斜面２０４ｃ、及び、傾斜面２０４ｃに連続して上面２０４ａに平行に薄型電池２０の短辺上の他方の端部にわたって形成されている２０４ｂとを有し、図示のごとくこれら各面が角度を成して薄型電池２０の短辺方向に連続することにより、正極端子２０４の導出方向に折れ目が形成され、その導出方向から見た時（図８のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た時。すなわち図９）に、その形状が段形状となるように加工される。

また、負極端子２０５も、薄型電池２０の上面付近でその上面と平行に形成された上面２０５ａ、上面２０５ａの両端で折れ曲がって薄型電池２０の底面方向に傾斜して形成された傾斜面２０５ｃ、及び、傾斜面２０５ｃに連続して上面２０５ａに平行に薄型電池２０の両脇方向に延伸した下面２０５ｂとを有し、これら各面が角度を成して薄型電池２０の短辺方向に連続することにより、正極端子２０４の導出方向に折れ目が形成され、その導出方向から見た時（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た時。）に、その形状が段形状（１段の階段形状）となるように加工される。

正極端子２０４及び負極端子２０５は、各々、このような形状で、図８に示すように、薄型電池２０の内部空間１１１から、上部外装部材２０６と下部外装部材２０７との間の溶着部を介して薄型電池２０の外部にまで導出している。
これら正極端子２０４及び負極端子２０５の、上面２０４ａ，２０５ａ及び下面２０４ｂ、２０５ｂの位置及びその高さは、この薄型電池２０を用いて組電池を構成する時に他の電池と端子を接続するのに適した位置、配置とするのが好ましい。本実施形態において、電極端子の高さ（上面２０４ａ，２０５ａと下面２０４ｂ，２０５ｂ荷より規定される厚み方向の長さ）は、薄型電池２０の高さとほぼ同じとする。

上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７は、電極群１０９及び図示せぬ電解液を被覆収容する外装部材である。薄型電池２０において、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７は、各々、一方の長辺に沿って、発電要素１０８を収容するための内部空間１１１を形成するための段（段差）が形成されており、他方の端部は平板状に形成されている。そして、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７のこの段部分が対向するように合わせることにより、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７で周囲を囲まれた内部空間１１１が形成され、その外周部を熱溶着することにより、内部空間１１１に電極群１０９及び発電要素１０８を封止収容する。

薄型電池２０の短辺側の周縁部においては、上部外装部材２０６と下部外装部材２０７との間を介して、薄型電池２０の内部空間１１１の正極板１０１及び負極板１０３に接続された正極端子２０４及び負極端子２０５が導出されている。前述したように、薄型電池２０において正極端子２０４及び負極端子２０５は導出方向に折れ目が形成するような折れ曲がって段形状に形成された部材である。従って、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７も、図９に示すように、この正極端子２０４及び負極端子２０５の形状に沿って折れ曲がった形状に形成し、薄型電池２０の内部を封止するとともに正極端子２０４及び負極端子２０５を保護する。

このように、本実施形態の薄型電池２０は、第１実施形態の薄型電池１０と同様に、正極端子２０４及び負極端子２０５を折り目が生じるような形状とし、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７もその折り目に合わせた形状とし、上部外装部材２０６及び下部外装部材２０７の間から正極端子２０４及び負極端子２０５を導出している。正極端子２０４をこのような形状とすることにより、板状の薄い金属である電極端子の強度を大幅に高めることができる。その結果、振動が常時印加されるような車両に搭載されたような環境下においても、振動により電極に加わる応力により電極に亀裂が入ったり、電極リードが剥離する等の現象を防ぐことができ、薄型電池２０自体の寿命を長くすることができる。

第４実施形態
本発明の第４実施形態について、図１０を参照して説明する。
第４実施形態においては、図７〜図９を参照して前述した第３実施形態の薄型電池２０を複数組み合わせて構成する組電池について説明する。

図１０は、その組電池５０の構成を示す図である。
図１０に示すように組電池５０は、８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８（セル１〜セル８）が積層されて形成されている。
８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８は、図５を参照して前述した組電池５０と同様に、交互に上下が逆さにされて（反転されて）積層されている。図１０に示す例においては、最上部に配置される１番目の薄型電池２０_−１から順次次１枚おきに、すなわち１番目、３番目、５番目及び７番目の薄型電池２０_−１、２０_−３、２０_−５及び２０_−７が、上下反転されて積層されている。

上下反転される薄型電池２０_−ｊ（ｊ＝１，３，５，７）は、薄型電池２０_−ｊの短辺方向を回転軸方向として薄型電池２０_−ｊを回転した形態で上下が反転される。従って、薄型電池２０_−ｊをその長手側面方向から見た場合（すなわち、図１０のような方向から見た場合）、両側に配置される電極端子は、上下反転しない電池と反転した電池とで正極端子２０４_−ｊと負極端子２０５_−ｊとが反対となって積層されることになる。その結果、図１０に示すように、各端子部分は、正極端子２０４と負極端子２０５とが交互に配置される状態となる。

組電池６０においては、このように各薄型電池２０_−ｊの電極端子が配置された状態で、図示のごとく隣接して積層されている電池の電極端子同士を順次溶接して（図１０において、溶接部分を符号６０２で示す）電気的に接続する。また、積層されているものの電気的に接続しない各電極端子の間には、絶縁プレート６０１を配置する。その結果、８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８は全体として直列に接続され、１番目の薄型電池２０_−１の正極端子２０４_−１及び８番目の薄型電池２０_−８の負極端子２０５_−８が、この８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８の直列回路全体の電極端子、すなわち組電池６０の電極端子とされる。

各薄型電池２０の電極端子の形状は図７〜図９を参照して前述したように段形状となっており、その上面２０４ａ（図９）と下面２０４ｂとの間隔は、薄型電池２０の高さとほぼ等しく形成されている。従って、図１０に示すように８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８を交互に上下反転させて積層した場合、隣接して積層されている薄型電池において、各電極端子の上面２０４ａ又は２０５ａ同士（凸部中央同士）、又は、下面２０４ｂ又は２０５ｂ同士（凸部両脇同士）が接触して、あるいはごく僅かの間隙を介して対向するように配置される。従って、接触あるいはごく僅かの間隙で配置されている電極端子の部分同士を溶接することにより、隣接する薄型電池を順次接続することができる。
このような形態で積層された８枚の薄型電池２０_−１〜２０_−８は、図示しない拘束板により上下方向から挟まれて厚み方向に圧力が加えられて固定保持される。そして、その状態でケース等に収容されて組電池６０として利用に供される。

このような本実施形態の組電池６０は、電池の厚さにほぼ等しい高さで段形状に形成された電極端子を有する薄型電池２０を積層して組電池６０を構成しているので、薄型電池２０を順次接続する際には、積層した段階で既にごく近くに配置されている電極端子の特定の面通しを溶接すればよく、従来の平板状の電極端子を接続する際の接続端子の加工や位置合わせをする必要が無い。従って、薄型電池１０の接続工程の作業性が向上し、また、作業時間を短縮することができる。

変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。

例えば、正極端子や負極端子の形状は、前述した例に限られない。
例えば、図１〜図４を参照して前述した薄型電池１０及び図７〜図９を参照して前述した薄型電池２０ともに、正極端子１０４，２０４及び負極端子１０５，２０５の折れ目は、電極端子の導出方向に平行に形成されていた。しかし、これは端子導出方向に平行でなくともよい。

例えば、薄型電池１０と同様に正極端子１０４及び負極端子１０５を凸形状に形成する場合には、図１１（Ａ）に示すように（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）においては、理解を容易にするために、薄型電池１０及び薄型電池２０の説明の際に参照した符号と同一の符号を対応箇所に付する）、正極端子１０４（負極端子１０５）の上面１０４ａが台形形状となるように、その傾斜面（側面）１０４ｃを、端子導出方向に特定の角度を成すように形成してもよい。
また、薄型電池２０と同様に正極端子２０４及び負極端子２０５を段形状に形成する場合には、図１１（Ｂ）に示すように、その傾斜面（側面）２０４ｃを、端子導出方向に対して傾斜させて（特定の角度を成すように）形成してもよい。

図１は、本発明の第１実施形態の薄型電池の全体形状を示す斜視図である。 図２は、図１に示す薄型電池の構成を示す上面図である。 図３は、図１に示す薄型電池の構成を示す鉛直方向断面図であって、図２のＩＩ−ＩＩラインにおける断面図である。 図４は、図１に示す薄型電池の電極端子部分の構成を示す鉛直方向断面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩラインにおける断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態の組電池の構成を示す図である。 図６は、図５に示した組電池に用いられる薄型電池の溶接箇所を説明するための図である。 図７は、本発明の第３実施形態の薄型電池の全体形状を示す斜視図である。 図８は、図７に示す薄型電池の構成を示す上面図である。 図９は、図７に示す薄型電池の電極端子部分の構成を示す鉛直方向断面図であって、図８のＩＩＩ−ＩＩＩラインにおける断面図である。 図１０は、本発明の第４実施形態の組電池の構成を示す図である。 図１１は、本発明に係る薄型電池の変形例を示す図である。

符号の説明

１０，２０…薄型電池
１０１…正極板
１０２…セパレータ
１０３…負極板
１０４，２０４…正極端子
１０５，２０５…負極端子
１０６，２０６…上部外装部材
１０７，２０７…下部外装部材
１０８…発電要素
１０９…電極群
１１１…内部空間
５０，６０…組電池
５０１，６０１…溶接部
５０２，６０２…絶縁プレート

Claims (6)

1. 外装部材により発電要素を被覆収容し、前記発電要素に接続した板状の端子を当該発電要素を収容した内部空間から前記外装部材の周縁部を介して外部に導出した外形略平板状の扁平型電池であって、
   前記端子に、前記内部空間から前記外部に至る折り目部が形成されていることを特徴とする電池。
2. 前記端子は、当該端子の導出方向に垂直な面における断面形状が、中央付近に凸起した上面を有する凸形状に折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 前記端子は、当該端子の導出方向に垂直な面における断面形状が、段部を有する段形状に折り曲げて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
4. 前記端子は、複数の当該電池を所定の形態で積層した場合に、積層方向に隣接して重ねられた前記電池同士で前記端子の一部がほぼ接触するように配置される形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池。
5. 前記端子の当該電池の厚み方向の最大寸法が、当該電池の厚みにほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池。
6. 請求項４又は５の前記電池を複数積層し、
   隣接して重ね合わせられた前記電池の、前記ほぼ接触するように配置された前記各端子を順次接続したことを特徴とする組電池。

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