JP2007265725A - リチウムイオン電池 - Google Patents

Abstract

【課題】複合フィルムからなる積層体を外装体に用いて、外装体内部の気密性と水蒸気バリア性を十分確保するとともに、内部のガスを逃がすことにより内圧の上昇による外装体の破裂を防止する機能を有し、ガスとともに電解質が漏洩した場合は、漏洩を検知することができるリチウムイオン電池を提供する。
【解決手段】外装体周縁部５ａの一部に外装体内部で発生したガスを外装体外部に逃すための安全弁６を設け、安全弁６が外装体内部のガス圧が所定値を超えたとき開く弁部９と、ガスのみを透過するガス透過部７と弁部９からガス透過部７へガスを導くガス通気路８とで構成し、弁部９とガス透過部７をそれぞれガス通気路８を介して外装体内側と外装体外側に配し、ガス通気路８に電解質の漏れを検知するための検知タブ１５を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池内部で発生したガスを電池外部へ逃す安全弁及び電解質の漏洩を検知する機能を備えたリチウムイオン電池に関する。

リチウムイオン電池とは、リチウム二次電池ともいわれ、液状、ゲル状および高分子ポリマー状の電解質を持ち、正極・負極活物質が高分子ポリマーからなるものを含むものである。このリチウムイオン電池は、充電時には正極活物質であるリチウム遷移金属酸化物中のリチウム原子（Ｌｉ）がリチウムイオン（Ｌｉ⁺）となって負極の炭素層間に入り込み（インターカレーション）、放電時にはリチウムイオン（Ｌｉ⁺）が炭素層間から離脱（デインターカレーション）して正極に移動し、元のリチウム化合物となることにより充放電反応が進行する電池である。

リチウムイオン電池の構成は、正極集電材（アルミニウム、ニッケル）／正極活性物質層（金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料）／電解質層（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸ジメチル、エチレンメチルカーボネート等のカーボネート系電解液、リチウム塩からなる無機固体電解質、ゲル電解質等）／負極活性物質層（リチウム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子負極材料）／負極集電材（銅、ニッケル、ステンレス）及び、これらを包装する外装体からなる。

外装体としては、金属をプレス加工して円筒状または直方体状に容器化した金属製缶、あるいは、プラスチックフィルム、金属箔等のラミネートにより得られる複合フィルムからなる積層体を袋状にしたもの（以下、外装体）が挙げられる。従来、金属製缶が主に用いられていたが、金属製缶の容器外壁がリジッドであるため、電池自体の形状が決められてしまい、ハード側を電池に合わせ設計する必要があった。

そのため、近年、形状の自由度が高い積層体からなる外装体を用いる傾向にある。前記外装体の材質構成は、電池としての必要な物性、加工性、経済性等から、少なくとも基材層、バリア層、ヒートシール層と前記各層を接着する接着層からなり、必要に応じて中間層を設けることがある。前記構成の積層体からパウチを形成し、または、少なくとも片面をプレス成形して電池の収納部を形成して電池本体を収納し、パウチタイプまたは、エンボスタイプ（蓋体を被覆して）において、それぞれの周縁の必要部分をヒートシールにより電池とする。

図６（ａ）は、ピロー状の外装体５を用いるパウチタイプのリチウムイオン電池の斜視図であり、図６（ｂ）はリチウムイオン電池を分解した状態を示す斜視図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、リチウムイオン電池１は、リチウムイオン電池本体２及び外装体５から構成されており、外装体５に収納されたリチウムイオン電池本体２は、その周縁を密封することにより、防湿性を確保している。

図７は、エンボス部が形成されたトレイ５ａとシート５ｂとから成る外装体５を用いてリチウムイオン電池本体２を密封収納するエンボスタイプのリチウムイオン電池の斜視図である。

リチウムイオン電池本体２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と（いずれも図示せず）を含むセル（蓄電部）３と、セル３内の正極及び負極に連結されるとともに先端が外装体５の外部に突出するタブ（電極端子）４から構成されている。

これら外装体において、外装体外部から外装体内部に水蒸気が浸入した場合、電解質と前記水蒸気との反応によりフッ化水素酸が生成し、デラミネーション（剥離）の発生を引き起こす。近年、この問題を解決するため、外装体は様々な積層構造が研究され密封性に優れ外部からの水蒸気の浸入を遮断するものが開発されている。

一方、外装体内部では、リチウムイオン電池の充放電により電解質と電極の間でイオンの交換がおこなわれており、この過程で少量の水素や酸素等が発生する場合がある。特に急速な充放電や過充電をした場合、ガスが発生し易く、これらのガスは充放電を繰り返すことで、徐々に外装体内部に蓄積し内圧を上昇する。

内圧が上昇し続けた場合、最終的に外装体がその力に抗しきれず破裂し、外装体内部に充填された電解質は破裂と同時に飛び散り、リチウムイオン電池周辺の機器の故障や汚れにつながる。また、複数のリチウムイオン電池を接続して収納する場合、破裂の衝撃または、電解質の飛散により、隣接する他のリチウムイオン電池まで破損しかねない。

これまで、この問題を解決するため種々の提案がなされてきた。例えば、外装材に切り込み部を設け金属箔で塞ぐように接着することにより、ガス圧の上昇により外装体自体が破裂する前に前記金属箔を破断させるもの（特許文献１参照）や、シール部の一部に剥離強度の低い箇所を設け、ガス圧の上昇により当該箇所が剥離しガスを放出し外装体の破裂を防ぐもの（特許文献２参照）が挙げられる。

しかし、これらの発明は、ガスを放出する部分のシール強度が不十分であるため、外装体内部の気密性が低下し水蒸気の浸入の原因となっていた。また、ガスの放出とともに電解質も漏洩するため周辺機器を汚す可能性があった。
特開平１１−１０２６７３ 特開平１１−９７０７０

本発明は上記問題点に鑑み、複合フィルムからなる積層体を外装体に用いて、外装体内部の気密性と水蒸気バリア性を十分確保するとともに、内部のガスを逃がすことにより内圧の上昇による外装体の破裂を防止する機能を有し、ガスとともに電解質が漏洩した場合は、漏洩を検知することができるリチウムイオン電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の構成は、正極と負極と、前記正極及び負極間に充填される電解質とを含むリチウムイオン電池本体を、最内層にシール層を有する積層体からなる外装体に封入し前記外装体の周縁部を密封シールして成るリチウムイオン電池において、前記外装体の周縁部の一部に外装体内部で発生したガスを外装体外部に逃すための安全弁を設け、該安全弁が外装体内部のガス圧が所定値を超えたとき開く弁部と、ガスのみを透過するガス透過部と、前記弁部から前記ガス透過部へガスを導くガス通気路とで構成され、前記弁部と前記ガス透過部がそれぞれ前記ガス通気路を介して外装体内側と外装体外側に配され、前記ガス通気路に電解質の漏れを検知するための検知タブを設けたことを特徴とするリチウムイオン電池である。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記弁部と前記ガス透過部が前記外装体の周縁部に挟持され密封シールされることにより安全弁が形成されることを特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記検知タブが、前記ガス透過部と前記外装体に挟持され密封シールされることを特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記弁部がシールされた前記外装体の周縁部より内側に突出した形状であり、前記シール層よりも接着強度の低いシール樹脂で構成されていることを特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記シール層がポリプロピレンで構成され、且つシール樹脂がポリプロピレンとポリエチレンを含むブレンド樹脂で構成されていること特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記ガス透過部が気体のみを透過する高分子フィルムで構成され、前記安全弁の開口部を塞ぐように配置されていることを特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記高分子フィルムが折り曲げられた構造をとることを特徴とする。

本発明は上記構成のリチウムイオン電池において、前記高分子フィルムがポリプロピレン単層フィルムであることを特徴とする。

本発明の第１の構成によると、外装体の周縁部の一部に外装体内部で発生したガスを外装体外部に逃すための安全弁を設け、安全弁が外装体内部のガス圧が所定値を超えたとき開く弁部と、ガスのみを透過するガス透過部で構成され、弁部とガス透過部をそれぞれガス通気路を介して外装体内側と外装体外側に配し、ガス通気路に電解質の漏れを検知するための検知タブを設けたことにより、ガス圧が一定の間は、弁部により外装体内部の気密性が確保され外部からの水蒸気の浸入を防ぐことができる。また、ガス圧が上昇し弁部が開いた後は、ガス透過部においてガスが透過されるため、ガス圧の上昇を抑え外装体の破裂を防ぐ。このとき、ガス透過部はガスのみを透過し電界質を透過しないため電解質の漏洩を防ぐことができる。

また、検知タブに検知装置を接続することにより、弁部が開いた際、ガス透過部側へ押し出される電解質を検知することができる。これにより、弁部が開いたことを確認することができ外装体内部のガス圧が所定値に達したことがわかる。

本発明の第２の構成によると、弁部とガス透過部が前記外装体の周縁部に挟持され密封シールされることにより安全弁が形成されるため、新たに安全弁を構成する部品が簡易なものとなる。このため製造コストを抑えることができる。また、外装体に挟持して密封シールするだけであるので製造工程も従来のままで、安全弁付きのリチウムイオン電池を製造することができる。

本発明の第３の構成によると、検知タブが、ガス透過部と外装体に挟持され密封シールされることで検知タブを容易に設けることができる。また、外装体内部の気密性も確保することができる。

本発明の第４の構成によると、シールされた外装体の周縁部より内側に突出した形状の弁部を外装体最内層に設けられたシール層よりも接着強度の低いシール樹脂で構成することにより、外装体内部でガスが発生し、内圧が上昇したとき外装体周縁部のシール層が剥れる前に弁部のシール樹脂が剥れる。これにより、ガスは弁部を通りガス透過部において外装体外部へ放出される。このとき、電解質はガス透過部で遮断され外部へ漏洩しない。仮に、外装体周縁部のシール層が剥れた場合、その箇所からガスとともに電解質が外部へ漏れ出るが、本発明の構成によりガスのみをガス透過部より放出するため外装体内部のガス圧が下がり、外装体周縁部のシール層の剥れを防ぐことができる。また、弁部のシール樹脂が剥れた際、検知タブが電解質を検知するためシール樹脂が剥れたことを知ることができる。

本発明の第５の構成によると、外装体最内層に設けられたシール層をポリプロピレンで構成し、弁部を構成するシール樹脂をポリプロピレンとポリエチレンを含むブレンド樹脂で構成することにより、ヒートシールする場合シール層と弁部が同程度の融点を有するため、融着させ易い。また、ポリプロピレンとポリエチレンの配合を変えることにより、シール強度を調整することができる。これにより、弁部が開く内圧の所定値も調節が可能となる。

本発明の第６の構成によると、ガス透過部が気体のみを透過する高分子フィルムを外装体に挟持して密封シールするのみでガス透過部を形成することができる。

本発明の第７の構成によると、ガス透過部を形成するフィルムを折り曲げることによりガス透過部におけるフィルムの表面積が大きくなりガス透過部から外装体外部へ放出できるガス量が上昇する。また、ガス透過部の省スペース化を図ることができる。

本発明の第８の構成によると、ガス透過部を形成するフィルムにポリプロピレン単層フィルムを用いることにより、外装体最内層に設けられたシール層がポリプロピレンで構成されている場合、同じ物質で構成されているためヒートシールによるシール強度が高い。また、ポリプロピレンはガス透過性を有し、液体を透過させないため、ガス透過部として好適な基材である。また、金属基材とのシール性も有するため検知タブに金属基材を用いた場合でも、外装体５とポリプロピレン単層フィルムの間に検知タブを挟持して、密封シールすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明では外装体内部に蓄積されたガスを放出する安全弁を設け外装体の破裂を未然に防止するとともに、外部からの水蒸気の浸入を有効に防ぎ、電解質の飛散を防止するリチウムイオン電池を提供しようとするものである。また、リチウムイオン電池は、リチウムイオン電池本体を包装する外装体のタイプにより、パウチタイプと、エンボスタイプとがあり、本発明はいずれのタイプにも適用することができる。なお、従来例の図６、図７と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１（ａ）は本発明に係るリチウムイオン電池１の概略平面図であり、図１（ｂ）は安全弁６近傍を拡大して示すものである。安全弁６は図１（ａ）で示されるようにリチウムイオン電池１の正極と負極のタブ材４の中間付近に設けられている。これは、リチウムイオン電池１の収納効率を上げるために最も好適な配置であり、使用態様又はリチウムイオン電池１の収納スペースに応じてタブ材の中間付近以外に配すことも可能である。

安全弁６は外装体内側に設けられた弁部９と外装体外側に設けられたガス透過部７で構成され、弁部９とガス透過部７の間にはガス通気路８が設けられガスの通路が確保されている。また、検知タブ１５の検知装置１６（図５参照）と接続される部分は外装体外部へ突出し、電界質の漏れを検知する端部１５ａはガス通気路８内に配置されている。

また、図１（ｂ）に示されるように安全弁６を上方から見た場合、ガス透過部７と弁部９を外装体５の所定の位置に挟持させ上下から加圧及び加熱し、ヒートシールするのみで本発明にかかる安全弁６を形成することができる。また、検知タブ１５の電解質の漏れを検知する端部１５ａをガス透過部７と弁部９の間に配し、ガス透過部７と外装体５で、検知タブ１５を挟持しヒートシールすれば、弁部９とガス透過部７と検知タブ１５が一体となったリチウムイオン電池１を構成することができる。このとき、外装体５のガス透過部７と弁部９を挟持する部分はヒートシールしても良いが、ガス透過部７と弁部９の間はガス通気路８となる空間を形成する必要があるため、ヒートシールしてはならない。もし、この領域をヒートシールして外装体５の上面と下面がシールされた場合、弁部９が開いてもガスはガス透過部７へ達することができないため、安全弁６の効果を発揮することができない。また、検知タブ１５の端部１５ａも外装体５の上面と下面にシールされないようガス通気路８に配置する必要がある。

図２は図１（ａ）の矢印ｘ方向からみたリチウムイオン電池１の概略正面図であり、図２（ａ）はヒートシール前の状態を示し、図２（ｂ）はヒートシール後の状態を示す。

図２（ｂ）に示されるようにガス透過部７は外装体５の外側に面するように配されている。これにより弁部９が開いたとき外装体内部のガスはガス透過部７を透過し外装体５の外側へ放出される。また、検知タブ１５はガス透過部７周縁部より外装体外部へ突出している。これは、検知タブ１５が、ガス透過部７と外装体５に挟持され、シールされているからである。また、ガス透過部７及び検知タブ１５の周縁部は外装体５と密封シールされ、ガス透過部７を介すことなく外装体内部のガスは外部へ漏れ出ることはない。したがって、ガス透過部７にガス透過性を有する高分子フィルムを用いる場合、安全弁６（図1参照）により形成される開口部を塞ぐように配置しなければならない。

外装体内側に設けられた弁部９は、ガス内部の圧力が所定値に達するまで外装体内部を閉弁し気密性を確保している。また、外装体外部からの水蒸気の浸入を防ぐために一定のバリア性が必要である。一方、内圧が所定値を超えたとき弁部９は開きガスの通気口を形成する。このとき、内圧の力で外装体内部のガスとともに電解質もガス透過部７側へ押し出される。また、この電解質は、検知タブ１５の端部１５ａ（図１（ｂ）参照）に接触したとき検知装置１６（図５参照）に検知される。

外装体外側に設けられたガス透過部７は、弁部９が開きガス通気路８を通って外装体外部へ抜け出ようとする電解質を遮断し外部への漏洩を防ぐ。したがって、ガス透過部７に高分子フィルムを用い、弁部９にシール樹脂を用いる場合、高分子フィルムはシール樹脂と比較して外装体５と高いシール強度を持つ必要がある。つまり、弁部９に設けられた樹脂が内圧の上昇により凝集破壊することで弁部９が開くため、高分子フィルムと外装体５とのシール強度が低いとその内圧で高分子フィルムも凝集破壊し、ガス透過部７から電解質がガスとともに噴出する恐れがある。

また、ガス透過部７は電解質を遮断しガスのみを透過するため、ガスを外装体外部へ放出して外装体内部のガス圧を下げる役割を果たす。これにより、内圧の上昇により弁部９が凝集破壊した後も電解質の漏洩を防ぐことができる。

ガス透過部７と弁部９の間に電解質を検知する端部１５ａが配置される検知タブ１５は検知装置１６と接続することで弁部９の凝集破壊を検知することができる。これは、弁部９の凝集破壊により外装体内部から押し出される電解質を検知することによるものである。これにより、外装体内部のガス圧が所定値を超えていることが予測できる。

電気自動車などにリチウムイオン電池を搭載しモーターを駆動させる場合、省スペース化や高出力を実現するため複数のリチウムイオン電池を複数並べ収納ケースに収納する必要がある。このときリチウムイオン電池の外装体５が破裂すると周辺のリチウムイオン電池を破損させるだけでなく、強酸性、強アルカリ性の電解質が漏れ出しショート等が原因で発火する可能性がある。

また、走行中にこれらリチウムイオン電池の破裂が起こった場合、車両の故障にとどまらず自動車事故等、２次災害につながる危険性もある。したがって、リチウムイオン電池の破裂を高精度に防ぐ必要がある。

次にガス透過部７、弁部９及び検知タブ１５について具体的に説明する。図３（ａ）は図１（ａ）の安全弁をＡ−Ａ‘方向からみた横断面図である。安全弁６において弁部９は外装体内側、ガス透過部７は外装体外側に直列的に配されている。また、検知タブ１５は検知タブ１５の電解質を検知する端部１５ａが弁部９とガス透過部７の間に配置されるよう設けられている。これにより弁部９が開きガス透過部７側へ電解質が押し出されたとき、電解質は端部１５ａに付着する。このとき、検知装置１６（図５参照）が電解質を検知する。

弁部９は、外装体５に上下に挟持された状態でシールしている。このため、内圧が所定値に達するまでは、外装体内部は高い機密性を保ち、外部からの水蒸気の浸入に対しても高いバリア性を有する。

また、弁部９を構成する基材としてはポリプロピレン（以下ＰＰと略す）とポリエチレン（以下ＰＥと略す）のブレンド樹脂が用いられる。この樹脂はＰＥをブレンドすることによりＰＰ樹脂と比較して強度が弱くなる。したがって、外装体５最内層のヒートシール層にＰＰ層を用いた場合、外装体５が重なりＰＰ層間でシールされる外装体周縁部５ａと比較してＰＰ層とブレンド樹脂のシール強度は低下する。これにより、外装体内部でガスが蓄積され外装体５が膨張し外装体５上面と外装体５下面を引き剥がす圧力がかかったとき、ブレンド樹脂のシール部分が外装体周縁部５ａのシール部分より先に剥離する。

これにより、外装体周縁部５ａからガスとともに電解質が外装体外部へ漏洩することを防ぎ、ガスおよび電解質をガス透過部７へ導くことができる。その後、ガス透過部７においてガスのみを外装体外部へ放出し内圧を下げることで外装体５の破裂および電解質の漏洩を防ぐことができる。また、弁部９の凝集破壊後、検知タブ１５が電解質を検知することにより、外装体外部から外装体内部における弁部９の凝集破壊を知ることができる。これにより、前もって外装体５の破裂に対処することができる。

また、弁部９と外装体５のシール強度が低過ぎる場合、外装体内部の気密性が確保されず外部からの蒸気の浸入を招き易い。また、弁部９のシール強度が高過ぎる場合、外装体内部の圧力が相当高くなった状態で弁部９が凝集破壊され、その衝撃でガス透過部７も破裂する可能性がある。したがって弁部９には、強度の高いＰＰと強度の低いＰＥの構成比率を調整し好適な強度のブレンド樹脂を用いる必要がある。なお、弁部９は内圧が上昇したときに外装体周縁部５ａのシール部より先に剥離させる必要がある。このため図２（ｂ）に示すようにシールされた外装体周縁部５ａよりも先端を外装体内側に突出した形状とすることが好ましい。

ガス透過部７は図３に示すように蛇腹状に折込まれたＰＰ単層フィルム１０で構成することができる。このとき、ＰＰ単層フィルム１０の上端部１０ａは外装体５内面にシールされ、ＰＰ単層フィルム１０の下端部１０ｂと外装体５内面は検知タブ１５を挟持してシールされ、外装体内部の気密性が確保されている。これにより、ＰＰ単層フィルム１０はガスを透過させるための一定の表面積を確保した上で安全弁６における開口部を密封シールすることができる。なお、図示されていないがＰＰ単層フィルムの幅方向における両端も外装体５に挟持され密封シールされている。

また、ＰＰは熱融着性であり、外装体５の最内層をＰＰ層で構成した場合、ガス透過部７と外装体５のヒートシール層が同質で融点が等しく親和性が高いため、シール強度に優れ外装体内部の高い気密性を確保することができる。また、金属基材との接着性も有するため、金属基材で構成される検知タブ１５を挟持して外装体５とシールしても外装体内部の気密性は失われない。なお、ＰＰとのシール強度を向上させるため、予め検知タブ１５の表面に熱融着性樹脂を被覆したものを用いてもよい。

また、ＰＰ単層フィルム１０を蛇腹状に構成した場合、ガス透過面積が広がりガス透過部７から外部へ放出するガス量を増加させるためである。これにより、内圧の上昇をいっそう防ぐことができる。なお、ＰＰ単層フィルムの形状は特に蛇腹状に限定するものではなく、ガス透過のための表面積が十分確保され、安全弁６における開口部を塞ぎ密封シールするものであれば、一つ折り又は折り曲げられていないものでもよい。

また、外装体５の最内層をＰＰ層で構成した場合、外装体内部で発生したガスはガス透過部７以外に、外装体周縁部５ａ（図１（ａ）参照）からも放出される。図４は、図１（ａ）で示されるリチウムイオン電池をＢ−Ｂ‘方向からみた横断面図である。１１は基材層、１２は金属箔等からなるバリア層、１３はヒートシール層であるＰＰ層を表す。矢印ｙ方向において、外装体周縁部５ａでは外装体内部と外装体外部は金属箔等を介さずＰＰ層のみで繋がっている。したがって内部のガスはバリア層１２の内側に設けられたヒートシール層１３の層間をｙ方向に透過し外部へ放出される。しかし、このＰＰ層の厚みは、外部からの水蒸気の浸入を防ぐため非常に薄く外装体周縁部５ａにおけるガス排出量は非常に少ない。

したがって、外装体内部で発生するガスが微量である場合、上記外装体周縁部５ａのＰＰ層の層間よりガスが放出され外装体５の内圧が上昇することはないが、ガス発生量が外装体周縁部５ａのＰＰ層の層間より放出されるガス放出量を上回る場合、内圧が上昇し弁部９の凝集破壊につながる。また、弁部９の凝集破壊後、ガス透過部７と外装体周縁部５ａのＰＰ層の層間から放出されるガス放出量の総量がガス発生量を上回らなければ内圧は上昇し続け、ガス透過部７が破裂し電解質がガス透過部７から噴出することになる。

したがって、ガス透過部７におけるガス放出量を十分確保するため、ＰＰ単層フィルム１０を蛇腹状に折り込み一定の表面積を確保する必要がある。なお、外装体周縁部５ａのＰＰ層の層間におけるガス放出量は、外装体周縁部５ａの長さにＰＰ層の厚さを乗じた表面積に比例する。これにより、外装体内部におけるガス発生量とこの外装体周縁部５ａの表面積から、ガス透過部７におけるＰＰ単層フィルム１０の必要表面積を計算し予測することができる。

次に検知タブ１５の構造について説明する。図５（ｂ）は検知タブ１５を拡大して示した概略平面図である。検知タブ１５は導電性金属１７が平行に近接するように成形され、その両端が検知装置１６内の電源と接続されている。また、導電性金属１７には所定の電流が流されている。ここで、電解質が導電性金属１８に接触すると、その部分の抵抗値が変化し導電性金属１７にかかる電圧も変化する。この電圧の変化を検知装置１６が検知し、電解質の漏洩と判断する。なお、本発明に係る検知タブ１５は上記構造に限定されず、電解質を検知タブ１５が検知しその情報を検知装置１６へ送信できるものであればよい。

なお、本発明において検知タブ１５は電解質の漏洩を検知するために用いているが、本発明に係る検知タブ１５と同様の方法で外装体外部からガス透過部７を介して浸入した水蒸気を検知する検知タブを設け、水蒸気の浸入を検知することも可能である。また、これら２つの検知タブ設けることにより、外装体５の破裂だけでなく外装体５のデラミネーション（剥離）の発生を未然に防止することができると解する。

次に、ガス透過部７に蛇腹状に折り込んだＰＰ単層フィルム１０を用いる場合の外装体５へのシール方法について説明する。リチウムイオン電池は袋状に形成された外装体５の中にリチウムイオン電池本体を入れて密封する。このとき、外装体５開口部において、予め蛇腹状に形成したＰＰ単層フィルム１０とＰＰとＰＥのブレンド樹脂のフィルム片、を所定の位置で外装体５に挟持させヒートシールすることでガス透過部７と弁部９が形成される。また、検知タブ１５の端部１５ａをＰＰ単層フィルム１０とブレンド樹脂のフィルム片の間に配し、ＰＰ単層フィルム１０の下端１０ｂと外装体５で検知タブ１５を挟持してヒートシールすれば、安全弁６と検知タブ１５が一体となった状態で構成される。

なお、図１（ｂ）を示して前述したようにガス透過部７と弁部９の間はヒートシールせず、ガス通気路８を形成する必要がある。

しかし、蛇腹状に形成したＰＰ単層フィルム１０を外装体５で挟持して単にヒートシールしただけでは、ＰＰ単層フィルム１０自体が熱融着性を有するため蛇腹状の山折り部と谷折り部が一体となって外装体５最内層のＰＰ層及び検知タブ１５と融着する。また、ＰＰ単層フィルム１０の端部１０ａまたは１０ｂにおいて、外装体５の上面と下面が検知タブ１５を介して接着した場合も蛇腹状にガス透過部７を形成することができない。

したがって、ＰＰ単層フィルム１０が蛇腹状に形成された状態で外装体内部を密封シールするにはＰＰ単層フィルム１０の上端部１０ａを外装体５上面に下端部１０ｂを外装体５下面にシールする必要がある。そのためには、図３（ｂ）に示すように上端部１０ａの下面及び下端部１０ｂの上面に融着防止フィルム１４を介して上端部１０ａと下端部１０ｂとシールする部分を加圧及び加熱すればよい。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、エネルギー貯蔵用や電気自動車用の電源として好適な、耐久性、安全性の高いリチウムイオン電池に関するものである。

は、本発明に係るリチウムイオン電池及び安全弁の概略平面図である。 は、本発明に係るリチウムイオン電池の概略正面図である。 は、本発明に用いられる安全弁の横断面図である。 は、本発明に係るリチウムイオン電池の概略平面図及び本発明に係るその横断面図である。 は、本発明に係るリチウムイオン電池の一使用態様を示す斜方概略図である。 は、従来のリチウムイオン電池（パウチタイプ）の斜視図及び分解斜視図である。 は、従来のリチウムイオン電池（エンボスタイプタイプ）の斜視図及び分解斜視図である。

符号の説明

１ リチウムイオン電池
２ リチウムイオン電池本体
３ セル（蓄電部）
４ タブ
４ａ タブ材
４ｂ リチウムイオン電池金属端子部密封用接着性フィルム
５ 外装体
５ａ 外装体周縁部
７ ガス透過部
８ ガス通気路
９ 弁部
１０ ＰＰ単層フィルム
１０ａ 上端部
１０ｂ 下端部
１１ 基材層
１２ バリア層
１３ 最内層（ヒートシール層）
１４ 融着防止フィルム
１５ 検知タブ
１５ａ 端部
１６ 検知器
１７ 導電性金属

Claims (8)

1. 正極と負極と、前記正極及び負極間に充填される電解質とを含むリチウムイオン電池本体を、最内層にシール層を有する積層体からなる外装体に封入し前記外装体の周縁部を密封シールして成るリチウムイオン電池において、
   前記外装体の周縁部の一部に外装体内部で発生したガスを外装体外部に逃すための安全弁を設け、
   該安全弁が外装体内部のガス圧が所定値を超えたとき開く弁部と、
   ガスのみを透過するガス透過部と、
   前記弁部から前記ガス透過部へガスを導くガス通気路とで構成され、
   前記弁部と前記ガス透過部がそれぞれ前記ガス通気路を介して外装体内側と外装体外側に配され、
   前記ガス通気路に電解質の漏れを検知するための検知タブを設けたことを特徴とするリチウムイオン電池。
2. 前記弁部と前記ガス透過部が前記外装体の周縁部に挟持され密封シールされることにより前記安全弁が形成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池。
3. 前記検知タブが、前記ガス透過部と前記外装体に挟持され密封シールされることを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン電池。
4. 前記弁部がシールされた前記外装体の周縁部より内側に突出した形状であり、前記シール層よりも接着強度の低いシール樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１及至請求項３のいずれか１に記載のリチウムイオン電池。
5. 前記シール層がポリプロピレンで構成され、且つシール樹脂がポリプロピレンとポリエチレンを含むブレンド樹脂で構成されていること特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン電池。
6. 前記ガス透過部が気体のみを透過する高分子フィルムで構成され、前記安全弁の開口部を塞ぐように配置されていることを特徴とする請求項１及至請求項５のいずれか１に記載のリチウムイオン電池。
7. 前記高分子フィルムが折り曲げられた構造をとることを特徴とする請求項６に記載のリチウムイオン電池。
8. 前記高分子フィルムがポリプロピレン単層フィルムであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のリチウムイオン電池。