JP2007335158A

JP2007335158A - 二次電池及び組電池

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Publication number: JP2007335158A
Application number: JP2006163717A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamamura; 暁山村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: JP5119615B2

Abstract

【課題】過充電等の異常を停止させたり緩和させることが可能な二次電池を提供する。
【解決手段】電極板を有する発電要素を外装部材に収容して封止すると共に、導電部材を介して電極板に接続された電極端子が外装部材から外部に導出している二次電池は、上部外装部材４１の内側樹脂層において正極側導電部材及び負極側導電部材に対向している部分に、当該内側絶縁層の他の部分よりも溶融し易い易溶融部４１ｅが形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電極板を有する発電要素を外装部材に収容して封止すると共に、導電部材を介して電極板に接続された電極端子が外装部材から外部に導出している二次電池及び該二次電池を複数積層し、これらを電気的に接続した組電池に関する。

電極板を有する発電要素を外装部材に収容して封止すると共に、導電部材を介して電極板に接続された電極端子を外装部材から外部に導出した二次電池では、過充電等の異常時に電池内部にガスが発生して内圧が上昇する場合がある。このような内圧上昇を解消するために、外装部材が膨張した際に当該外装部材を穿孔可能な切刃を二次電池に設け、当該穿孔からガスを外部に放出させる技術が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この技術では、ガス放出により電池の内圧を低下させることが出来ても、過充電状態は引き続き継続しているのでガス発生自体を抑制することはできない。

特開２００１−２２２９８６号公報

本発明は、過充電等の異常を停止させたり緩和させることが可能な二次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、本発明によれば、正負極の電極板を積層して形成された発電要素と、金属層、及び、前記金属層の一方の面側に積層された絶縁層、を少なくとも有するシート状部材を、前記絶縁層を内側にして袋状に形成した外装部材と、導電部材を介して前記電極板に接続された電極端子と、を備え、前記発電要素が前記外装部材に収容されて封止され、前記電極端子が前記外装部材から外部に導出した二次電池であって、前記絶縁層において前記導電部材に対向している部分に、当該絶縁層の他の部分よりも溶融し易い易溶融部が形成されている二次電池が提供される。

本発明では、外装部材の絶縁層において、電極板と電極端子とを接続する導電部材に対向する部分に、他の部分よりも相対的に溶融し易い易溶融部を形成し、電池の異常発熱時にこの易溶融部を先に溶融させて、外装部材の金属層を導電部材に対して露出させる。これにより、異常発生時に金属層と導電部材が導通して電池内部のエネルギーが金属層に放電されるので、二次電池を短絡させて異常を停止させたり、二次電池の自然放電を促すことにより異常を緩和させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の実施形態に係る薄型電池の全体を示す平面図及び側面図、図３は図１のIII-III線に沿った拡大断面図、図４〜図６はそれぞれ図２のIV部〜VI部の拡大断面図、図７は図１のVII-VII線に沿った断面図である。

図１及び図２は一つの薄型電池１（単位電池）を示し、この薄型電池１を電気的に複数接続することにより所望の電圧、容量の組電池が構成される。

本実施形態に係る薄型電池１は、積層可能な平板状（薄型）のリチウムイオン二次電池であり、図１〜図３に示すように、発電要素１０、外装部材４０及び電極端子２０、３０から構成されており、例えば１０ｍｍ以下の総厚を有している。

発電要素１０は、図４に示すように、正極電極板１１、セパレータ１２、負極電極板１３及び電解質（不図示）から構成されており、正極電極板１１と負極電極板１３はセパレータ１２を介して交互に積層されている。なお、以下では、正極電極板１１を正極板１１と記載し、負極電極板１３を負極板１３と記載し、正負極の電極板を総称して電極板と記載する。

正極板１１は、正極側集電体１１ａと、この正極側集電体１１ａの両主面にそれぞれ形成された正極層１１ｂ、１１ｃと、を有しており、正極側集電体１１ａは、正極層１１ｂ、１１ｃが形成されていない正極側導電部材２５を介して、正極端子２０に接続されている。

正極側集電体１１ａは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、又は、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔から構成されている。

正極層１１ｂ、１１ｃは、例えば、ＬｉＮｉＯ_２等のリチウム・ニッケル系複合酸化物、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチウム・マンガン系複合酸化物、又は、ＬｉＣｏＯ_２等のリチウム・コバルト系複合酸化物等や、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、ポリフッ化エチレンの水性ディスパージョン等の結着剤と、を混合したものを、正極側集電体１１ａの両主面に塗布し、乾燥及び圧縮することにより形成されている。

本実施形態では、正極側集電体１１ａの一方の端部に正極層１１ｂ、１１ｃが形成されておらず、この正極層１１ｂ、１１ｃが形成されていない部分の正極側集電体１１ａが正極側導電部材２５を構成している。この正極側導電部材２５は、正極端子２０の内側の端部に超音波溶接等の手法により接合されている。なお、本発明においては、特にこれに限定されず、正極側導電部材２５を、正極側集電体１１ａとは別の部材で構成しても良い。

負極板１３は、負極側集電体１３ａと、この負極側集電体１３ａの両主面にそれぞれ形成された負極層１３ｂ、１３ｃと、を有しており、正極側集電体１３ａは、負極層１３ｂ、１３ｃが形成されていない負極側導電部材３５を介して、負極端子３０に接続されている。

負極側集電体１３ａ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ある。

負極層１３ｂ、１３ｃは、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等のような上記の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、乾燥させた後に粉砕することで、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し、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１３ａの両主面に塗布、乾燥及び圧縮することにより形成されている。

本実施形態では、負極側集電体１３ａの一方の端部に負極層１３ｂ、１３ｃが形成されておらず、この負極層１３ｂ、１３ｃが形成されていない部分の負極側集電体１３ａが負極側導電部材３５を構成している。負極側導電部材３５は、負極端子３０の内側の端部に超音波溶接等の手法により接合されている。なお、本発明においては、特にこれに限定されず、負極側導電部材３５を、負極側集電体１３ａとは別の部材で構成しても良い。

セパレータ１２は、上述した正極板１１と負極板１３との短絡を防止するものであり、電解質を保持する機能を備えても良い。このセパレータ１２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をも有する。

なお、本発明におけるセパレータは、ポリオレフィン等の単層膜のみに限定されず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔性膜と有機不織布等を積層したものを用いることもできる。このようにセパレータを複層化することで、過電流防止機能、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。

以上の発電要素１０は、セパレータ１２を介して正極板１１と負極板１３とが交互に積層されて構成されている。そして、全ての正極板１１は、正極側導電部材２５を介して、金属箔製の正極端子２０に接続される一方で、全ての負極板１３は、負極側導電部材３５を介して、同じく金属箔製の負極端子３０に接続されている。

なお、発電要素１０を構成する正極板１１、セパレータ１２及び負極板１３の枚数は、必要に応じた枚数を選択して構成することができ、例えば、１枚の正極板１１、１枚のセパレータ１２及び１枚の負極板１３でも発電要素１０を構成することができる。

正極端子２０も負極端子３０も電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子２０としては、上述の正極側集電体１１と同様に、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることができる。また、負極端子３０としては、上述の負極側集電体１３ａと同様に、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることができる。

以上のように構成される発電要素１０は、外装部材４０に収容されて封止されている。外装部材４０は、発電要素１０を上方から覆うシート状の上部外装部材４１（上部シート部材）と、上部外装部材４１に対向して発電要素１０を下方から覆うシート状の下部外装部材４２（下部シート部材）と、から構成されている。

上部外装部材４１は、図２及び図３に示すように、発電要素１０を収容可能なカップ状の外形形状を有している。この上部外装部材４１は、図５に示すように、薄型電池１の外側から内側に向かって、外側樹脂層４１ａ、接着層４１ｂ、金属層４１ｃ及び内側樹脂層４１ｄが積層されて構成されている。外側樹脂層４１ａは、例えばポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムから構成されている。外側樹脂層４１ａと金属層４１ｃとは接着層４１ｂを介して接着されており、金属層４１ｃは、例えばアルミニウム箔等の金属箔から構成されている。内側樹脂層４１ｄは、例えばポリエチレンやポリプロピレン等の耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている。

これに対し、下部外装部材４２は、図２及び図３に示すように、平板状の外形形状を有している。この下部外装部材４２は、上部外装部材４１と同様に、薄型電池１の外側から内側に向かって、外側樹脂層４２ａ、接着層４２ｂ、金属層４２ｃ及び内側樹脂層４２ｄが積層されて構成されている。外側樹脂層４２ａは、例えばポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムから構成されている。外側樹脂層４２ａと金属層４２ｃとは接着層４２ｂを介して接着されており、金属層４２ｃは、例えばアルミニウム箔等の金属箔から構成されている。内側樹脂層４２ｄは、例えばポリエチレンやポリプロピレン等の耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている。

本実施形態では、図３及び図６に示すように、上部外装部材４１の内側樹脂層４１ｄにおいて正極側導電部材２５に対向している部分に、易溶融部４１ｅが形成されている。内側樹脂層４１ｄにおいて、易溶融部４１ｅ以外の他の部分が厚さｔ_０を有しているのに対し、易溶融部４１ｅは厚さｔ_１（ｔ_１＜ｔ_０）を有しており、易溶融部４１ｅは内側樹脂層４１ｄの他の部分よりも厚さが相対的に薄くなっている。また、特に図示しないが、負極側においても同様に、上部外装部材４１の内側樹脂層４１ｄにおいて負極側導電部材３５に対向している部分にも、他の部分に対して厚さが相対的に薄い易溶融部４１ｅが形成されている。

この易溶融部４１ｅは、内側樹脂層４１ｄの他の部分よりも溶融し易くなっており、電池の異常発熱時にこの易溶融部４１ｅが先に溶融して、金属層４１ｃが正極側導電部材２５に対して露出するようになっている。このため、異常発生時に金属層４１ｃと正極側導電部材２５が導通して電池内部のエネルギーが上部外装部材４１の金属層４１ｃに放電されるので、薄型電池１を短絡させて異常を停止させたり、薄型電池の自然放電を促すことにより異常を緩和させることができる。

また、例えば、電池に充電器を接続して、電池外部から充電電流を供給している場合には、金属層４１ｅに充電電流をバイパスさせることができる。

なお、本実施形態では、易溶融部４１ｅを薄くすることにより易溶融部４１ｅを内側樹脂層４１ｄの他の部分よりも溶融し易くしたが、本発明においては特にこれに限定されない。例えば、上部外装部材４１の内側樹脂層４１ｄの易溶融部４１ｅ以外をポリプロピレンで構成し、易溶融部４１ｅをポリプロピレンよりも融点が低いポリエチレンで構成しても良い。

本実施形態では、さらに、図３に図示するように、当該電池１内の封止性を維持するために、正極端子２０と外装部材４０との間に、例えば、ポリプロピレン等から構成されるシール部材４３が介装されている。同様に、特に図示しないが、負極端子３０と外装部材４０との間にもシール部材４３が介装されている。

また、本実施形態では、図７に示すように、外装部材４０の例えばコーナー部において、上部外装部材４１の内側樹脂層４１ｄの一部が剥ぎ取られて金属層４１ｃが露出していると共に、下部外装部材４２の内側樹脂層４２ｄの一部も剥ぎ取られて金属層４２ｃが露出しており、これら露出している金属層４１ｃ、４２ｃ同士が接触して導通している。

このように、金属層４１ｃ、４２ｃ同士を導通させることにより、電池の異常発生時に、上部外装部材４１の金属層４１ｃに加えて、下部外装部材４２の金属層４２ｃにも電流が流れるので、薄型電池１の放電電流を増加させることができる。

なお、本発明においては、一枚の樹脂−金属薄膜ラミネート材を折り曲げて外装部材４０を構成することで上部外装部材４１及び下部外装部材４２を１枚のラミネート材で構成しても良い。この場合には、上部外装部材４１の金属層４１ｃと下部外装部材４２の金属層４２ｃとは当初から接続されている。

以上のような構成の外装部材４０によって、上述の発電要素１０、正極端子２０及び負極端子３０の一部を包み込み、当該外装部材４０により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ_４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、外装部材４０により形成される空間を吸引して減圧し、外装部材４０をその外周縁に沿って、例えば、ヒートシーラ等の熱融着機により熱融着して封止する。

有機液体溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のエステル系溶媒を挙げることができるが、本発明の有機液体溶媒は特にこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒その他の混合、調合した有機液体溶媒を用いることもできる。

図８は本発明の実施形態に係る組電池を示す部分断面図である。

本実施形態に係る組電池１００は、図８に示すように、２つの薄型電池１Ａ、１Ｂと、２つの弾性部材１０２ａ、１０２ｂと、これらを収容しているケース１０１とから構成されている。

薄型電池１Ａ、１Ｂは、いずれも上述した薄型電池１と同様の構成のものであり、正極端子２０が実質的に同一方向を向くような姿勢で、厚さ方向に沿って積層されている。これら薄型電池１Ａ、１Ｂは、正極端子２０同士が接合され電気的に並列接続されている。

上側の薄型電池１Ａとケース１０１の内側上面との間には、弾性変形可能な弾性部材１０２ａが介装されている。この弾性部材１０２ａは、薄型電池１Ａの上部外装部材４１において易溶融部４１ｅが形成されている部分を電池外側から押圧している。また、薄型電池１Ａ、１Ｂ同士の間にも、弾性変形可能な弾性部材１０２ｂが介装されている。この弾性部材１０２ｂも、薄型電池１Ｂの上部外装部材４１において易溶融部４１ｅが形成されている部分を電池外側から押圧している。これら弾性部材１０２ａ、１０２ｂは、例えば、機械的なバネ、柔軟性を有する合成樹脂材料やエラストマー等で構成することができる。

また、特に図示しないが、負極側においても、上側の薄型電池１Ａとケースとの間、及び、薄型電池１Ａ、１Ｂ同士の間に弾性部材１０２ａ、１０２ｂが形成されており、それぞれの電池の上部外装部材４１において易溶融部４１ｅが形成されている部分を弾性部材１０２ａ、１０２ｂが電池外部から押圧している。

電池の異常発生時に易溶融部４１ｅが溶融した場合に、弾性部材１０２ａ、１０２ｂで上部外装部材４１を押圧することにより、露出した金属層４１ｃと正極側導電部材２５とを確実に接触させることができる。

なお、以上説明した実施形態は、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、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施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む趣旨である。

上述の実施形態では、二つの薄型電池１Ａ、１Ｂを用いて組電池１００を構成したが、本発明において組電池を構成する薄型電池の数は特にこれに限定されず、要求される電圧や容量等に応じて、３つ以上の薄型電池を用いて組電池を構成しても良い。

また、上述の実施形態では、薄型電池１Ａ、１Ｂを直列接続して組電池１００を構成したが、本発明においては特に限定されず、要求される電圧や容量等に応じて、薄型電池を並列接続或いは直列並列を混合して接続しても良い。

以下に、本発明をさらに具体化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例及び比較例は、上述した実施形態に係る薄型電池及び組電池の効果を確認するためのものである。

実施例１
スピネル型リチウムマンガン酸化物に黒鉛及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を混合した粉末をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させてスラリーとし、このスラリーを厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両主面に塗布して乾燥させた後、圧縮及び裁断して正極板を作製した。なお、アルミニウム箔の一部にはスラリーを塗布せずに、正極板を正極端子に接続するための正極側導電部材とした。

また、難黒鉛化炭素とポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を混合した粉末をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させてスラリーとし、このスラリーを厚さ１０μｍの銅箔の両主面に塗布して乾燥させた後、圧縮及び裁断して負極板を作製した。なお、銅箔の一部にはスラリーを塗布せず、負極板と負極端子に接続するための負極側導電部材とした。

このように作製した正極板及び負極板を、それらの間にセパレータを挟み、且つ、最外側に負極板が位置するように、交互に積層して電極積層体とした。セパレータとして、２５μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。この電極積層体の大きさは、長さ２００ｍｍ×幅１２０ｍｍ×高さ３ｍｍであった。

この電極積層体から延びている各正極側導電部材を正極端子にそれぞれ溶接すると共に、当該積層体から延びている各負極側導電部材を負極端子にそれぞれ溶接した。正極端子として、厚さ１００μｍのアルミニウム箔を用いた。また、負極端子として、厚さ１００μｍのニッケル箔を用いた。

次いで、電極端子に接続された電極積層体を、２枚の外装部材の間に収容し、電極端子の一部をその外周縁から導出させた状態で、当該外装部材の短辺側二辺と長辺側一辺の合計三辺を熱融着し、当該開口から所定量の電解液を注入した後に、外装部材により形成される空間内を減圧した状態で、残る一辺を熱融着して実施例１の電池サンプルを作製した。

上部外装部材及び下部外装部材としては、外側樹脂層が厚さ１５μｍのナイロン層、金属層が厚さ４０μｍのアルミニウム合金層、及び、内側樹脂層が厚さ４５μｍのポリプロピレン層、から構成される三層構造の樹脂−金属薄膜ラミネート材を用いた。

また、実施例１では、内側樹脂層において正極側導電部材及び負極側導電部材にそれぞれ対向している部分の厚さを薄くして（本実施例では１５μｍとした）易溶融部を形成した。

電解液としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒に、支持電解質としても六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を溶解したものを使用した。

以上のような電池サンプルを厚さ方向に８個積層し、この８個の電池サンプルをケースに収容して実施例１の組電池を構成した。この際、隣接する電池サンプル同士は、異極の電極端子同士が対向するような方向で積層し、８個の電池サンプルを直列接続した。

表１に実施例１におけるサンプルの作製条件を示す。

この実施例１では５個の組電池サンプルについて以下のような過充電試験と釘刺し試験を行い、電池の異常発生の評価を行った。

過充電試験は、ＳＯＣ（State of Charge）１００％の状態から、電流を一定とした状態を維持して、ＳＯＣ２５０％を目標として充電を行い、その間にいずれのサンプルも電池温度（電極板中心の温度）が２００℃に達しなかった場合には「◎」と評価し、１つのサンプルでも電池温度が２００℃に達しなかった場合には「○」と評価し、全てのサンプルの電池温度が２００℃に達した場合には「×」と評価した。

また、釘刺し試験では、鉄製の釘を組電池の厚さ方向に貫通させ、その後、いずれのサンプルも電池温度が２００℃に達しなかった場合には「◎」と評価し、１つのサンプルでも電池温度が２００℃に達しなかった場合には「○」と評価し、全てのサンプルの温度が２００℃に達した場合には「×」と評価した。

実施例１の過充電試験及び釘刺し試験の結果を表２に示す。

実施例２
実施例２では、弾性部材が、各薄型電池の上部外装部材において易溶融部が形成されている部分を押圧するように、各電池サンプルの間、及び、ケース内側上面と電池サンプルとの間に弾性部材をそれぞれ配置した。それ以外は、実施例１と同様の条件で組電池サンプルを作製した。実施例２におけるサンプルの作製条件を上記の表１に示す。

この実施例２のサンプル５個に対して、実施例１と同様の条件で過充電試験と釘刺し試験を行った。実施例２の過充電試験及び釘刺し試験の結果を上記の表２に示す。

実施例３
実施例３では、組電池を構成する各薄型電池の内側樹脂層において、内側樹脂層の厚さを一定とし、正極側導電部材及び負極側導電部材にそれぞれ対向している部分を、ポリプロピレン（融点約１５０℃）よりも融点が低いポリエチレン（融点約１１０℃）で構成して易溶融部を形成した。それ以外は、実施例１と同様の条件で組電池サンプルを作製した。実施例３におけるサンプルの作製条件を上記の表１に示す。

この実施例３のサンプル5個に対して、実施例１と同様の条件で過充電試験と釘刺し試験を行った。実施例３の過充電試験及び釘刺し試験の結果を上記の表２に示す。

実施例４
実施例４では、弾性部材が各薄型電池の上部外装部材において易溶融部が形成されている部分を押圧するように、各電池サンプルの間、及び、ケース内側上面と電池サンプルとの間に弾性部材をそれぞれ配置した。それ以外は、実施例３と同様の条件で組電池サンプルを作製した。実施例４におけるサンプルの作製条件を上記の表１に示す。

この実施例４のサンプル５個に対して、実施例１と同様の条件で過充電試験と釘刺し試験を行った。実施例４の過充電試験及び釘刺し試験の結果を上記の表２に示す。

比較例１
比較例１では、内側樹脂層に易溶融部を設けなかったこと以外は、実施例１や実施例３と同様の条件で組電池サンプルを作製した。比較例１におけるサンプルの作製条件を上記の表１に示す。

この比較例１のサンプル５個に対して、実施例１と同様の条件で過充電試験と釘刺し試験を行った。比較例１の過充電試験及び釘刺し試験の結果を上記の表２に示す。

比較例２
比較例２では、内側樹脂層に易溶融部を設けなかったこと以外は、実施例２や実施例４と同様の条件で組電池サンプルを作製した。比較例２におけるサンプルの作製条件を上記の表１に示す。

この比較例２のサンプル５個に対して、実施例１と同様の条件で過充電試験と釘刺し試験を行った。比較例２の過充電試験及び釘刺し試験の結果を上記の表２に示す。

考察
実施例１〜４の組電池サンプルは、表２に示すように、釘刺し試験において良好な結果が得られた。これは、薄型電池の上部外装部材に形成された易溶融部が溶融し、露出した金属層が導電部材に接触したためと考えられる。

また、実施例３及び４の組電池サンプルは、同表に示すように、過充電試験においても良好な結果が得られた。これは、薄型電池の上部外装部材において易溶融部が形成されている部分を弾性部材が押圧して、露出した金属層が導電部材に適切に接触しているためと考えられる。

なお、上記の実施例においては、内側樹脂層の一部の厚さを薄くするか、若しくは、低融点の樹脂で形成するかの何れかにより易溶融部を形成したが、本発明においては特にこれに限定されず、例えば、樹脂層の厚さを薄くすると共に低融点の樹脂で形成する等、適宜変更可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る薄型電池の全体構成を示す平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る薄型電池の全体構成を示す側面図である。図３は、図１のIII-III線に沿った拡大断面図である。図４は、図２のIV部の拡大断面図である。図５は、図２のV部の拡大断面図である。図６は、図２のVI部の拡大断面図である。図７は、図１のVII-VII線に沿った断面図である。図８は、本発明の実施形態に係る組電池を示す部分断面図である。

符号の説明

１…薄型電池
１０…発電要素
１１…正極板
１１ａ…正極側集電体
１１ｂ、１１ｃ…正極層
１２…セパレータ
１３…負極板
１３ａ…負極側集電体
１３ｂ、１３ｃ…負極層
２０…正極端子
２５…正極側導電部材
３０…負極端子
３５…負極側導電部材
４０…外装部材
４１…上部外装部材
４１ａ…外側樹脂層
４１ｂ…接着層
４１ｃ…金属層
４１ｄ…内側樹脂層
４１ｅ…易溶融部
４２…下部外装部材
４２ａ…外側樹脂層
４２ｂ…接着層
４２ｃ…金属層
４２ｄ…内側樹脂層
４３…シール部材
１００…組電池
１０１…ケース
１０２ａ、１０２ｂ…弾性部材

Claims

正負極の電極板を積層して形成された発電要素と、
金属層、及び、前記金属層の一方の面側に積層された絶縁層、を少なくとも有するシート状部材を、前記絶縁層を内側にして袋状に形成した外装部材と、
導電部材を介して前記電極板に接続された電極端子と、を備え、
前記発電要素が前記外装部材に収容されて封止され、前記電極端子が前記外装部材から外部に導出した二次電池であって、
前記絶縁層において前記導電部材に対向している部分に、当該絶縁層の他の部分よりも溶融し易い易溶融部が形成されている二次電池。
前記絶縁層の前記易溶融部は、当該絶縁層の他の部分よりも厚さが相対的に薄くなっている請求項１記載の二次電池。
前記絶縁層の前記易溶融部は、当該絶縁層の他の部分を構成する材料よりも融点が相対的に低い材料から構成されている請求項１記載の二次電池
前記外装部材は、前記発電要素を上方から覆う上部シート部材と、当該発電要素を下方から覆う下部シート部材と、から構成されており、
前記上部シート部材が有する前記金属層と、前記下部シート部材が有する前記金属層とは、電気的に接続されている請求項１〜３の何れかに記載の二次電池。
前記絶縁層において前記易溶融部が形成されている部分を前記外装部材の外側から押圧する押圧手段をさらに備えた請求項１〜４の何れかに記載の二次電池。
請求項５記載の二次電池を複数積層すると共に、当該積層された二次電池の電極端子同士を接続して、当該複数の二次電池を電気的に接続した組電池であって、
前記押圧手段は、複数の前記二次電池の間に挟持されることにより、当該各二次電池の前記絶縁層において前記易溶融部が形成されている部分を前記外装部材の外側から押圧する組電池。
前記押圧手段は、弾性変形可能な弾性部材を含む請求項６記載の組電池。