JP2011204604A - 電池パックおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックの体積効率を向上させる。
【解決手段】硬質ラミネートフィルム２６と、硬質ラミネートフィルム２６よりも幅が小さく、凹部が形成された軟質ラミネートフィルム２７とを用い、凹部に電池素子を収納した状態で、軟質ラミネートフィルム２７の開口を被うように硬質ラミネートフィルム２６を重ね合わせる。このとき、軟質ラミネートフィルム２７と正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂを介して対向する硬質ラミネートフィルム２６の表面に、融点の高い樹脂材料からなる接着阻害層を設けるか、硬質ラミネートフィルム２６の金属層２６ａを露出させる。この後、開口の周囲４辺を熱融着等により封止した後、硬質ラミネートフィルム２６のサイド側短辺３６ｃおよび３６ｄが当接するように硬質ラミネートフィルム２６を変形し、加熱して熱接着層を溶融させることにより、凹部の外側底面と、硬質ラミネートフィルム２６とを接着する。
【選択図】図６

Description

この発明は、非水電解質二次電池を収納した電池パックおよびその製造方法に関し、特に、高い体積効率を実現する電池パックに関する。

近年、カメラ一体型ＶＴＲ（Videotape recorder：ビデオテープレコーダ）、携帯電話あるいはラップトップコンピュータなどのポータブル電子機器が多く登場し、それらの小型化および軽量化が図られている。それに伴い、ポータブル電子機器の電源として用いられる電池の需要が急速に伸びており、機器の小型軽量化実現のために、電池設計も軽く、薄型であり、かつ機器内の収納スペースを効率的に使うことが求められている。このような要求を満たす電池として、エネルギー密度および出力密度の大きいリチウムイオン二次電池が最も好適である。

中でも、従来の液系電解液を用いた場合に問題となる電解液の液漏れを防止するために、ゲル状のポリマー電解質を用いたリチウムイオンポリマー二次電池が広く用いられている。リチウムイオンポリマー二次電池は、電極端子を接続し、両面にポリマー電解質を塗布した帯状の正極および負極をセパレータを介して積層した後、長手方向に巻回して電池素子を作製する。そして、この電池素子をラミネートフィルムで外装して電池セルとしている。このような電池セルは、保護回路を備える回路基板と接続され、例えばさらに外装材で保護されることにより電池パックとされる。

例えば、以下の特許文献１には、電池セルを従来の樹脂モールドケースに収容することを不要とし、体積効率を高めた電池パックが記載されている。
特許第４２１４９８５号明細書

図１に、特許文献１に記載の電池パック１の構成を示す。電池パック１は、電池素子が備えられた電池セル１０と、電池セル１０から導出された正極端子２ａおよび負極端子２ｂ（以下、限定しない場合は電極端子２と適宜称する）と接続した回路基板４と、回路基板４を収納し、電池セル１０の電極端子２導出側（以下、トップ側と適宜称する）の開口に嵌合されるトップカバー５ａと、電池セル１０のトップ側と対向する側（以下、ボトム側と適宜称する）の開口に嵌合されるボトムカバー５ｂとからなる。

図２Ａないし図２Ｃに、電池パック１の製造途中の状態を示す。図２Ａは、製造途中の電池セル１０の上面図であり、図２Ｂは図２Ａに示す電池セル１０の右側横方向から見た側面図であり、図２Ｃは図２Ａに示す電池セル１０のボトム側方向から見た側面図である。

図２に示すように、電池セル１０は、正極端子２ａと負極端子２ｂとを備えた電池素子９が、矩形状の硬質ラミネートフィルム６と、硬質ラミネートフィルム６と略同等の長辺と、硬質ラミネートフィルム６と略同等、もしくはやや小さい短辺を有する矩形状の軟質ラミネートフィルム７により外装されたものである。

図３Ａおよび図３Ｂに、硬質ラミネートフィルム６および軟質ラミネートフィルム７の断面図を示す。電池パック１の最外装となる硬質ラミネートフィルム６は、図３Ａに示すように、硬質の金属材料からなる金属層６ａの一方の面に外側樹脂層６ｂが形成されており、他方の面に内側樹脂層６ｃが形成されている。また、図３Ｂに示すように、軟質ラミネートフィルム７は、軟質の金属材料からなる金属層７ａの一方の面に外側樹脂層７ｂが形成されており、他方の面に内側樹脂層７ｃが形成されている。

外側樹脂層６ｂおよび外側樹脂層７ｂは、表面保護の機能を有しており、例えばナイロン（Ｎｙ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。また、内側樹脂層６ｃおよび内側樹脂層７ｃは、硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７、もしくは、硬質ラミネートフィルム６とトップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂとの接着機能を有しており、例えば無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）からなる。

軟質ラミネートフィルム７には、電池素子９を収納するための凹部８が、例えば絞り加工を施すことにより形成されている。硬質ラミネートフィルム６は、電池素子９が凹部８に収納された後、凹部８の開口を覆うようにして軟質ラミネートフィルム７と重ね合わされる。このとき、硬質ラミネートフィルム６は、軟質ラミネートフィルム７に対して例えばやや右側にずれた位置に重ね合わされる。これにより、硬質ラミネートフィルム６および軟質ラミネートフィルム７が重ね合わされた状態では、図２Ａに示すように、硬質ラミネートフィルム６のみが位置し、内側樹脂層６ｃが露出する右側領域と、軟質ラミネートフィルム７のみが位置し、内側樹脂層７ｃが露出する左側領域とが生じる。そして、硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７との重なり合う部分が熱融着され、電池素子９の周囲４辺が封止されている。

この後、硬質ラミネートフィルム６および軟質ラミネートフィルム７の左右両端部が、凹部８を包み込むようにして折り曲げられ、両端に開口を有する電池セル１０が作製される。図４に、硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７との当接部分の断面を示す。図４に示すように、硬質ラミネートフィルム６の対向する短辺同士、および軟質ラミネートフィルム７の対向する短辺同士が、それぞれ当接するかわずかな隙間を隔てて対向するように成型される。このとき、凹部８の底面外側には、例えば樹脂材料からなる熱接着フィルム１１が配設される。硬質ラミネートフィルム６と、軟質ラミネートフィルム７とが、電池素子９が包み込まれるように変形された後、電池セル１０を加熱することにより、熱接着フィルム１１を溶融させて凹部８の底部外側と軟質ラミネートフィルム７の両端部とが接着される。

また、このとき、硬質ラミネートフィルム６のみが位置する右側領域および軟質ラミネートフィルム７のみが位置する左側領域が同時に接着される。硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７とがややずれた位置で重ね合わされることにより、硬質ラミネートフィルム６の内側樹脂層６ｃと軟質ラミネートフィルム７の内側樹脂層７ｃとが、凹部８の底面外側で対向した状態とされ、ある程度の幅を持って接着される。

電池セル１０では、硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７との封止部から正極端子２ａと負極端子２ｂとが導出されている。このとき、正極端子２ａと負極端子２ｂとが硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７とに接触する部分には、樹脂片３ａおよび３ｂが設けられている。樹脂片３ａおよび３ｂは、正極端子２ａおよび負極端子２ｂのそれぞれの金属材料との接着性に優れており、正極端子２ａおよび負極端子２ｂと、硬質ラミネートフィルム６と軟質ラミネートフィルム７との接着性を向上させることができる。

しかしながら、上述の特許文献１に記載の電池パック１では、正極端子２ａと負極端子２ｂとが導出されたトップシールエリアを可能な限り狭くしようとした場合、熱溶着による封止幅を狭くすることが考えられる。しかしながら、熱溶着を行うためのヒータヘッド幅を細くしすぎると、熱容量が不足してシール不良となる。ヒータヘッドの幅を一定幅以上に保ちながら封止幅を狭くするためには、特許公報２７２５８８１号で記載されているように、溶着阻止薄体をあらかじめシールエリアに挟みこんでシールを行う方法がある。しかしながら、上記特許公報のような薄体は剛性が無いため、精度良くシール阻止エリアに配置することはできない。剛性のある厚い溶着阻止体では精度良く配置することができるが、厚すぎることが弊害となり、シール幅が確保できずにシール不良となってしまうという問題があった。

したがって、この発明は、上述の問題点を解消し、高い体積効率の電池パックおよびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するために、第１の発明は、第１の開放端部および第２の開放端部が形成された電池セルと、
電池セルから導出された正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続される回路基板と、
回路基板を収納し、第１の開放端部に嵌合される第１のカバーと、
第２の開放端部に嵌合される第２のカバーと
を備え、
電池セルは、
電池素子と、
第１の金属層と、第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが少なくとも設けられ、第１の内側樹脂層側から、第１の外側樹脂層側に向けて凹部が形成され、凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が凹部の深さ以下である矩形状の第１の外装材と、
第２の金属層と、第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、正極端子および負極端子を介して第１の外装材の端部と対向する第２の内側樹脂層上の一部分に設けられた、第２の内側樹脂層を構成する第１の樹脂材料よりも融点の高い第２の樹脂材料からなる樹脂層が少なくとも設けられた矩形状の第２の外装材と
からなり、
凹部に電池素子が収納され、
凹部の開口を第２の外装材が覆うように、第１の外装材および第２の外装材が重ねられ、
開口の周囲が封止され、
第１の外装材の凹部の底面外側において、第２の外装材の両端部が当接され、
正極端子および負極端子と第２の樹脂材料からなる樹脂層とが接着されず、第２の樹脂材料からなる樹脂層と対向する位置から、正極端子および負極端子が立ち上がって折り曲げられたことを特徴とする。

また、第２の発明は、電池素子を作製する電池素子作製工程と、
第１の金属層と、第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが設けられた矩形状の第１の外装材において、第１の内側樹脂層側から第１の外側樹脂層側に向けて凹部を形成し、凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が凹部の深さ以下となるようにする凹部形成工程と、
凹部に電池素子を収容し、第２の金属層と、第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、正極端子および負極端子を介して第１の外装材の端部と対向する第２の内側樹脂層上の一部分に、第２の内側樹脂層を構成する第１の樹脂材料よりも融点の高い第２の樹脂材料からなる樹脂層を形成した矩形状の第２の外装材を、熱接着層が第１の外装材と対向して凹部の開口を覆うように重ね、開口の周囲を第１の樹脂材料の融点以上第２の樹脂材料の融点以下の温度で封止する封止工程と、
第２の外装材が凹部を包み、第２の外装材の両端部が当接されて第１の開放端部および第２の開放端部が形成されるように成型する成型工程と、
少なくとも第２の外装材の両端部が位置する面を加熱することにより、第１の外装材の凹部の底面外側と第２の外装材の両端部との間に介在する熱接着層を溶融させて、第１の外側樹脂層と第２の内側樹脂層とを接着させる接着工程と、
電池素子と、回路基板とを電気的に接続する回路基板接続工程と、
第２の樹脂材料からなる樹脂層と対向する位置から、正極端子および負極端子を折り曲げる電極折り曲げ工程と、
回路基板を第１のカバーに収納し、第１のカバーを第１の開放端部に嵌合する第１の嵌合工程と、
第２のカバーを第２の開放端部に嵌合する第２の嵌合工程と
を備えることを特徴とする。

第１および第２の発明では、上記第２の樹脂材料からなる樹脂層を、上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の上記正極端子および上記負極端子導出方向端部と、上記第１の外装材の端部とが揃っているか、もしくは上記第２の樹脂材料からなる樹脂層が上記第１の外装材の端部からはみ出すように形成することが好ましい。また、第２の樹脂材料からなる樹脂層の幅が０．５ｍｍ以上であり、第２の樹脂材料からなる樹脂層の厚みが２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

さらに、第２の樹脂材料の融点が、上記第１の樹脂材料の融点よりも３０℃以上高いことが好ましく、下記の化（１）〜化（５）の樹脂材料が用いられることがより好ましい。

第１の開放端部および第２の開放端部が形成された電池セルと、
電池セルから導出された正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続される回路基板と、
回路基板を収納し、第１の開放端部に嵌合される第１のカバーと、
第２の開放端部に嵌合される第２のカバーと
を備え、
電池セルは、
電池素子と、
第１の金属層と、第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが少なくとも設けられ、第１の内側樹脂層側から、第１の外側樹脂層側に向けて凹部が形成され、凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が凹部の深さ以下である矩形状の第１の外装材と、
第２の金属層と、第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、正極端子および負極端子を介して第１の外装材の端部と対向する一部分に第２の内側樹脂層が設けられず、第２の金属層が露出した矩形状の第２の外装材と
からなり、
凹部に電池素子が収納され、
凹部の開口を第２の外装材が覆うように、第１の外装材および第２の外装材が重ねられ、
開口の周囲が封止され、
第１の外装材の凹部の底面外側において、第２の外装材の両端部が当接され、
正極端子および負極端子と第２の金属層とが接着されず、第２の金属層と対向する位置から、正極端子および負極端子が立ち上がって折り曲げられたことを特徴とする。

この発明によれば、電池パックのトップ部に勘合するトップカバーと電池素子との距離を小さくすることができる。

この発明では、電池パック内の空間を小さくし、電池パックの体積効率を向上させることができる。

従来の電池パックの構成を示す略線図である。 従来の電池パックの製造途中の状態を示す略線図である。 従来の電池パックに用いる硬質ラミネートフィルムおよび軟質ラミネートフィルムの構成を示す断面図である。 従来の電池パックの硬質ラミネートフィルムと軟質ラミネートフィルムとの当接部分の構成を示す断面図である。 この発明の一実施形態による電池パックの一構成例を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池セルの製造途中の状態を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの外観を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの構成を示す断面図である。 この発明の一実施形態による電池パックに用いる硬質ラミネートフィルムの構成を示す断面図である。 この発明の一実施形態による電池セルの構成を示す断面図である。 この発明の一実施形態による電池パックに収容する電池素子の構成を示す略線図である。 この発明の一実施形態による硬質ラミネートフィルムの形成方法を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの製造工程を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの製造工程を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの製造工程を示す略線図である。 この発明の一実施形態による電池パックの製造工程を示す略線図である。 この発明の他の実施形態による電池パックに用いる硬質ラミネートフィルムの構成を示す断面図である。 この発明の他の実施形態による電池パックに用いる硬質ラミネートフィルムの構成を示す断面図である。 実施例および比較例の各電池パック構成を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池トップ部の距離を短縮したラミネートフィルム型非水電解質電池の例）

１．第１の実施の形態
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する図５ないし図１６において、図１ないし図４の構成と対応する部分には、同一の符号を付す。また、この明細書では、電池素子を硬質ラミネートフィルムおよび軟質ラミネートフィルムで外装したものを電池セルと称し、電池セルに回路基板を接続し、トップカバーおよびリアカバーを嵌合したものを電池パックと称する。電池パックおよび電池セルにおいて、正極端子および負極端子導出側をトップ部、トップ部と対向する側をボトム部、それ以外をサイド部と称する。また、サイド部方向の長さを幅方向、トップ部−ボトム部方向の長さを高さと称する。

（１−１）電池パックの構成
図５は、この発明の一実施形態による電池パック２０の一構成例を示す斜視図である。図６は、この発明の一実施形態による電池セル３０の製造途中の状態を示す上面図および側面図である。図７は、電池パック２０の外観を示す外観図である。図８は、電池パック２０のトップ部における内部構成を示す断面図である。

電池パック２０は、例えば、角形または扁平型を有するリチウムイオンポリマー二次電池の電池パックであって、図５に示すように、両端が開放されて開口が形成されており、外装材内に電池素子が収納されてなる電池セル３０と、電池セル３０の両端の開口にそれぞれ嵌合されたトップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂとを備える。

図６に示すように、外装材は、全体としては板状を有し、面方向から見ると矩形状を有する硬質ラミネートフィルム２６と、硬質ラミネートフィルム２６よりもサイド部方向の長さが短い矩形状を有する軟質ラミネートフィルム２７からなる。電池セル３０の両端の開口は、全体としては矩形状を有し、その両短辺が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。

電池セル３０は、凹部２８が設けられた軟質ラミネートフィルム２７と、凹部２８に収納された電池素子２９と、電池素子２９を収納した凹部２８の開口を覆うように設けられた硬質ラミネートフィルム２６とからなる。

また、硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とが封止された封止部からは、電池素子２９の正極および負極とそれぞれ電気的に接続された正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂが導出されている。

トップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂは、電池セル３０の両端の開口に嵌合可能な形状を有し、具体的には、正面から見ると、全体としては矩形状を有し、その両短辺が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。なお、正面とは、トップ側から電池セル３０を見る方向を示している。

軟質ラミネートフィルム２７は、電池パック２０内に収容されて曲げ上げられた正極端子２２ａもしくは負極端子２２ｂに沿って端部が持ち上げられる。このとき、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂは、硬質ラミネートフィルム２６の一部に設けられた接着阻害層２６ｅにより軟質ラミネートフィルム２７の端部領域において硬質ラミネートフィルム２６と接着されないように構成されている。そして、接着阻害層２６ｅの形成領域において正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂが曲げ上げられることにより、従来の電池パックと比較して電池トップ部の封止部を狭い領域としている。

［外装材］
図５および図６に示すように、この外装材は、電池素子２９を収納するための凹部２８が設けられた軟質ラミネートフィルム２７と、この軟質ラミネートフィルム２７上に凹部２８を覆うようにして重ねられる硬質ラミネートフィルム２６とからなる。硬質ラミネートフィルム２６の一部分には、予め熱接着層２６ｄが形成されている。

［軟質ラミネートフィルム］
軟質ラミネートフィルム２７は、矩形状であって、互いに等しい長さのトップ側短辺３７ａおよびボトム側短辺３７ｂと、互いに等しい長さの両サイド側長辺３７ｃおよび３７ｄとを有し、中央部には電池素子２９を収納する凹部２８が絞り加工等により形成されている。軟質ラミネートフィルム２７のトップ側短辺３７ａおよびボトム側短辺３７ｂの長さは、電池素子２９が収納された凹部２８の幅よりも大きくなるように設定されている。なお、一実施形態では、軟質ラミネートフィルム２７のトップ側およびボトム側の対向する２辺を短辺とし、サイド側の対向する２辺を長辺としているが、電池素子２９の形状によってはトップ側およびボトム側を長辺、サイド側を短辺としてもよい。

また、軟質ラミネートフィルム２７の両サイド側長辺３７ｃおよび３７ｄは、硬質ラミネートフィルム２６の両サイド側短辺３６ｃおよび３６ｄよりもやや短いものとされている。これにより、電池セル３０のトップ側およびボトム側において硬質ラミネートフィルム２６のみが存在するように、軟質ラミネートフィルム２７を硬質ラミネートフィルム２６上に積層することができる。硬質ラミネートフィルム２６のみが存在する部分には、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃが露出しているため、後にトップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂを嵌合する際に熱融着層２６ｃとトップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂとを熱融着によって接着することができる。

凹部２８は、例えば、予め金型で絞り加工を施して電池素子２９に応じた形状に形成される。このとき、凹部２８は、凹部２８のサイド側周縁と軟質ラミネートフィルム２７のサイド側端部である長辺３７ｄとの距離ａが、凹部２８の深さｂ以下となるようにして形成される。また、もう一方のサイド部についても同様である。凹部２８の周縁から軟質ラミネートフィルム２７の端部までの部分は、軟質ラミネートフィルム２７が硬質ラミネートフィルム２６と溶着される封止部である。なお、封止部は、溶着幅が必要以上（例えば１．０ｍｍ以上）あればよく、その全ての領域において溶着される必要はない。

これにより、硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７との両サイド部の封止幅は凹部２８の深さ、すなわち電池素子の厚み以下となり、凹部２８の底部外側に軟質ラミネートフィルム２７が回り込むことがなくなる。このため、電池パック２０の厚みをラミネートフィルム１枚分薄くすることができ、体積効率の向上につながる。また、軟質ラミネートフィルム２７の使用量を少なくすることができる。

なお、長辺３７ｃまたは３７ｄと凹部２８の形成端部との距離ａは、水分浸入の影響を考慮して０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、１．０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。

軟質ラミネートフィルム２７は、樹脂保護層と、金属層と、熱融着層とが順に積層されてなる。

金属層は、外装材の強度向上の他、水分、酸素、光の浸入を防ぎ、電池素子２９を守る機能を有している。金属層には、軟質の金属材料、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）等を用いるのが好ましい。

金属層の厚みは、５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。５０μｍ未満の場合、材料強度に劣ってしまう。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、軟質ラミネートフィルム２７の厚さが増してしまい、電池パック２０の体積効率の低下につながってしまう。

樹脂保護層としては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

樹脂保護層の厚みは、５μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましい。５μｍ未満では保護層としての機能に劣り、１５μｍを超えると電池パック２０の体積効率の低下につながってしまう。

熱融着層としては、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

［硬質ラミネートフィルム］
硬質ラミネートフィルム２６は、矩形状であって、互いに等しい長さのトップ側長辺３６ａおよびボトム側長辺３６ｂと、互いに等しい長さの両サイド側短辺３６ｃおよび３６ｄとを有する。硬質ラミネートフィルム２６のトップ側長辺３６ａおよびボトム側長辺３６ｂの長さは、電池素子２９が収納された凹部２８を包み込んだ状態において、両サイドの短辺３６ｃおよび３６ｄ同士が当接するか、わずかな隙間を隔てて対向するように設定されている。

また、硬質ラミネートフィルム２６のトップ側長辺３６ａには、図６に示すように、切り欠き部３８が設けられていてもよい。切り欠き部３８は、図５に示すように、電池セル３０の正面から見て両短辺に位置するように設けられる。切り欠き部３８を設けることにより、トップカバー５ａの嵌合を容易にすることができる。

図８に、硬質ラミネートフィルム２６の熱接着層２６ｄ形成部分の断面図を示す。硬質ラミネートフィルム２６は、樹脂保護層２６ｂと、金属層２６ａと、熱融着層２６ｃと、熱接着層２６ｄとが順に積層されてなる。

金属層２６ａは、曲げた後の形状を維持し、外部からの変形に耐える機能を有し、硬質の金属材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）あるいはニッケル（Ｎｉ）を材料として適宜用いることができる。中でも、アルミニウム（Ａｌ）およびステンレス（ＳＵＳ）が最も好適であり、特に、焼きなまし処理なしの硬質アルミニウム（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１８）または（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ１８）、もしくはオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４）等を用いるのが好ましい。

金属層２６ａの厚みは、５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。５０μｍ未満の場合、材料強度に劣ってしまう。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、硬質ラミネートフィルム２６の厚さが増してしまい、電池パック２０の体積効率の低下につながってしまう。

樹脂保護層２６ｂとしては、軟硬質ラミネートフィルム２７の樹脂保護層と同様の材料を用いることができる。

樹脂保護層２６ｂの厚みは、５μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましい。５μｍ未満では保護層としての機能に劣り、１５μｍを超えると電池パック２０の体積効率の低下につながってしまう。

なお、電池パック２０の最外装として、ラベル等を巻く場合は、樹脂保護層２６ｂを設けないようにしてもよい。

熱融着層２６ｃは、軟質ラミネートフィルム２７の熱融着層と同様の材料を用いることができる。

熱融着層２６ｃの厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下とされることが好ましい。２０μｍ未満では接着性が低下するとともに、圧力緩衝作用が不十分となってしまう。また、５０μｍを超えると、熱融着層２６ｃを通じて水分が浸入しやすくなっていまい、電池内部でのガス発生およびそれに伴う電池膨れが生じるおそれがある。

熱接着層２６ｄは、熱で溶けて軟質ラミネートフィルム２７と融着する部分であり、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ；Ethylene-Vinyl Acetate copolymer）が用いられる。熱接着層２６ｄは、熱融着層２６ｃ上に、ＥＶＡをグラビア印刷、スクリーン印刷およびフレキソ印刷等により塗布、乾燥することにより形成される。熱接着層２６ｄの形成にグラビア印刷を用いることにより、塗布位置を高い精度で制御することができる。

熱接着層２６ｄは、熱融着層２６ｃが軟質ラミネートフィルム２７と対向せずに露出する領域のうち、トップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂが嵌合された際に接するトップ側およびボトム側の端部と、電池セル３０形成時に合わせ目となるサイド側の端部とを除いた部分に設けられている。なお、熱接着層２６ｄは、上述の領域を除いて、できるだけ大きい面積で設けられることが好ましい。

熱接着層２６ｄの厚みは、１μｍ以上２０μｍ以下となることが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下がより好ましい。１μｍ未満では接着性が低下してしまい、２０μｍを超えると体積効率の低下につながってしまう。

また、熱接着層２６ｄの代わりに凹部２８の底面外側部に熱接着フィルムを設けて、硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とを接着するようにしても良い。

接着阻害層２６ｅは、融着された軟質ラミネートフィルム２７のトップ側端部に対向する領域に設けられる。図９に、硬質ラミネートフィルム２７のトップ側端部の断面を示す。接着阻害層２６ｅは、少なくとも硬質ラミネートフィルム２６が正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂと対向する位置に設けられる。接着阻害層２６ｅは、硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とを接着する際に溶融しないことにより、軟質ラミネートフィルム２７のトップ側端部に対向する領域において、硬質ラミネートフィルム２６と正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂとが接着されないようにするものである。

図１０に、硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とによって電池素子２９を封入した後の断面図を示す。図１０において、Ｘは接着阻害層２６ｅ形成領域、Ｙはヒータヘッドによる熱融着可能領域、Ｚは軟質ラミネートフィルム２７のトップ側短辺３７ａから接着阻害層２６ｅがはみ出す領域である。

図１０に示すように、接着阻害層２６ｅは、軟質ラミネートフィルム２７のトップ側短辺３７ａと揃った位置か、もしくは軟質ラミネートフィルム２７のトップ側短辺３７ａよりも外側に位置するように設けることが好ましい。すなわち、Ｚの幅が０ｍｍ以上となることが好ましく、０ｍｍとなることがより好ましい。

接着阻害層２６ｅの厚みは、２μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上５μｍ以下とされることが好ましい。２μｍ未満では熱融着時に溶融した熱融着層２６ｃがヒータブロックの押圧により流動し、接着阻害層２６ｅ上に乗り上げてしまうため、接着阻害層２６ｅの効果が得られなくなってしまうためである。また、１０μｍを超えると、本来融着されるべき領域において封止幅が確保できず、封止不良となってしまう。

また、接着阻害層２６ｅの幅、すなわちＸの幅は特に限定されず、所定の領域において必要な封止幅を確保することができる様に設けられればよい。すなわち、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの導出方向（電池外部方向）に広がるように接着阻害層２６ｅが設けられることは問題ない。しかしながら、上述のように、接着阻害層２６ｅは軟質ラミネートフィルム２７のトップ側短辺３７ａと揃った位置に形成されることが好ましいと言う観点から、接着阻害層２６ｅの幅は０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ程度であることがより好ましい。

接着阻害層２６ｅは、例えば熱融着層２６ｃの樹脂材料に対して３０℃以上高い融点を有する樹脂材料を用いることができる。硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とは、熱融着層２６ｃの融点よりやや高い温度のヒータブロック等を押圧することにより融着される。このため、熱融着層２６ｃの樹脂材料に対して３０℃以上高い融点を有する樹脂材料が用いられた接着阻害層２６ｅは、ヒータブロック押圧時に溶融されることなく、接着阻害層２６ｅとしての機能を果たすものである。

接着阻害層２６ｅとしては、下記の化（１）に示すシリコーン系樹脂、ならびに化（２）に示すポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、化（３）に示すテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、化（４）に示すテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキル・ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、化（５）ポリクロロ・トリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素系樹脂を用いることがより好ましい。熱融着層４６ｃを構成する樹脂材料との接着性に優れるためである。

接着阻害層２６ｅは、熱接着層２６ｄと同様に、熱融着層２６ｃ上に、上述の樹脂材料をグラビア印刷、スクリーン印刷およびフレキソ印刷等により塗布、乾燥することにより形成される。接着阻害層２６ｅの形成にグラビア印刷を用いることにより、塗布位置を高い精度で制御することができる。

［電池素子］
次に、電池素子２９について説明する。図１１は、この電池パック２０に用いる電池素子２９の構成を示す。この電池素子２９は、帯状の正極３１と、セパレータ３３ａと、正極３１と対向して配された帯状の負極３２と、セパレータ３３ｂとを順に積層し、長手方向に巻回されており、図示しないポリマー電解質層が正極３１および負極３２の両面に形成されている。また、電池素子２９からは、正極３１と接続された正極端子２２ａと、負極３２と接続された負極端子２２ｂ（以下、特定の電極端子を示さない場合は電極端子２２と適宜称する）とが導出されている。正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの硬質ラミネートフィルム２６および軟質ラミネートフィルム２７と接する部分には、それぞれ接着性を向上させるために樹脂片２３ａおよび２３ｂが被覆されている。

［正極］
正極３１は、正極活物質を含有する正極活物質層３１ａが、正極集電体３１ｂの両面上に形成されてなる。正極集電体３１ｂとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔，ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔が用いられる。

正極活物質層３１ａは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、Ｌｉ_XＭＯ₂（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびマンガン（Ｍｎ）等が用いられる。

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ₂）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。例えば、ニッケルコバルト複合リチウム酸化物（ＬｉＮｉ_0.5Ｃｏ_0.5Ｏ₂、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂等）がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてＴｉＳ₂、ＭｏＳ₂、ＮｂＳｅ₂、Ｖ₂Ｏ₅等のリチウムを有しない金属硫化物または金属酸化物を使用してもよい。正極活物質としては、これら材料を複数混合して用いてもよい。

また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が用いられる。また、溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。

［負極］
負極３２は、負極活物質を含有する負極活物質層３２ａが、負極集電体３２ｂの両面上に形成されてなる。負極集電体３２ｂとしては、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔が用いられる。

負極活物質層３２ａは、例えば負極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としてはグラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられ、より具体的には熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ₂等の酸化物を使用することができる。

また、リチウムを合金化可能な材料としては多様な種類の金属等が使用可能であるが、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）およびこれらの合金がよく用いられる。金属リチウムを使用する場合は、必ずしも粉体を結着剤で塗布膜にする必要はなく、圧延したリチウム金属板でも構わない。

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が用いられる。また、溶剤としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等が用いられる。

［電解質］
電解質は、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される電解質塩と非水溶媒が使用可能である。非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン、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）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は１種類を単独で用いてもよいし、複数種を所定の組成で混合してもよい。

電解質塩としては、非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオンが組み合わされてなる。カチオンにはアルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられる。アニオンには、Ｃｌ^-，Ｂｒ^-，Ｉ^-，ＳＣＮ^-，ＣｌＯ₄ ^-，ＢＦ₄ ^-，ＰＦ₆ ^-，ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-等が用いられる。具体的には、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂）過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）等が挙げられる。電解質塩濃度としては、溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して０．４ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。

ポリマー電解質を用いる場合は、非水溶媒と電解質塩とを混合してゲル状とした電解液をマトリクスポリマに取り込むことでポリマー電解質を得る。マトリクスポリマは、非水溶媒に相溶可能な性質を有している。このようなマトリクスポリマとしては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が用いられる。また、フッ素系ポリマーとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを繰り返し単位に含む共重合体、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とトリフルオロエチレン（ＴＦＥ）とを繰り返し単位に含む共重合体等のポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

［セパレータ］
セパレータ３３ａおよび３３ｂは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。

一般的にセパレータの厚みは５μｍ以上５０μｍ以下が好適に使用可能であるが、７μｍ以上３０μｍ以下がより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。

［回路基板］
回路基板４４は、電池素子２９の正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂが電気的に接続されるものである。回路基板４４には、ヒューズ、熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）、サーミスタ等の温度保護素子を含む保護回路の他、電池パックを識別するためのＩＤ抵抗等がマウントされ、更に複数個（例えば３個）の接点部が形成されている。保護回路には、充放電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）、二次電池の監視と充放電制御ＦＥＴの制御を行うＩＣ（Integrated Circuit）等が設けられている。

熱感抵抗素子は電池素子と直列に接続され、電池の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズも電池素子と直列に接続され、電池に過電流が流れると、自身の電流により溶断して電流を遮断する。また、ヒューズはその近傍にヒータ抵抗が設けられており、過電圧時にはヒータ抵抗の温度が上昇することにより溶断して電流を遮断する。

また、二次電池の端子電圧が４．３Ｖ〜４．４Ｖを超えると、発熱・発火など危険な状態になる可能性がある。このため、保護回路は二次電池の電圧を監視し、電圧が４．３Ｖ〜４．４Ｖを越えて過充電状態となった場合には充電制御ＦＥＴをオフして充電を禁止する。さらに二次電池の端子電圧が放電禁止電圧以下まで過放電し、二次電池電圧が０Ｖになると二次電池が内部ショート状態となり再充電不可能となる可能性がある。このため、二次電池電圧を監視して過放電状態となった場合には放電制御ＦＥＴをオフして放電を禁止する。

［トップカバー］
トップカバー５ａは、電池セル３０のトップ側開口に嵌合されるものであり、正面方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。トップカバー５ａの電池素子２９の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁が設けられている。この側壁は、トップカバー５ａの外周の一部または全部に沿って設けられており、側壁と、硬質ラミネートフィルム２６の端部が熱融着されて接着される。

トップカバー５ａには、回路基板４が収納される。トップカバー５ａには、回路基板４の複数の接点部が外部に露出するように、接点部に対応する位置に複数の開口が設けられている。回路基板４の接点部は、トップカバー５ａの開口を通じて電子機器と接触する。これにより、電池パック２０と電子機器とが電気的に接続される。このようなトップカバー５ａは、射出成型により予め作製される。

［ボトムカバー］
ボトムカバー５ｂは、電池セル３０のボトム側開口に嵌合されるものであり、正面方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー５ｂの電池素子２９の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁がボトムカバー５ｂの外周の一部または全部に沿って設けられており、側壁と、硬質ラミネートフィルム２６の端部が熱融着されて接着される。

ボトムカバー５ｂには、電池素子２９に対向する側の面からそれとは反対側の面に向けて貫通する貫通孔が、１以上、好ましくは２以上設けられていてもよい。この場合、貫通孔からホットメルト樹脂を注入することにより、電池セル３０とボトムカバー５ｂとをより強固に接着することができる。貫通孔を２以上設けた場合には、樹脂注入時において、少なくとも１つの貫通孔を電池素子２９とボトムカバー５ｂとの間の空気を抜くためのものとして用いることができるので、樹脂の充填性を向上させることができる。

このようなボトムカバー５ｂは、射出成型により予め作製される。また、電池セル３０を金型に設置し、ボトム部にホットメルト樹脂を流し込むことにより、電池セル３０と一体に成型する方法を用いることも可能である。

（１−２）電池パックの作製方法
以下、図１２ないし図１６を参照しながら、電池パック２０の製造方法について説明する。

［電池素子の作製］
まず、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次いで、このスラリーをドクターブレード法等により正極集電体３１ｂ上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより、正極活物質層３１ａが形成される。ここで、正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。

次に、正極集電体３１ｂの一端部にスポット溶接または超音波溶接により正極端子２２ａを接続する。この正極端子２２ａは金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子２２ａの材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。

続いて、負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次にこのスラリーをドクターブレード法等により負極集電体３２ｂ上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層３２ａが形成される。ここで、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。

次に、負極集電体３２ｂの一端部にスポット溶接または超音波溶接により負極端子２２ｂを接続する。この負極端子２２ｂは金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子２２ｂの材料としては、例えば銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。

なお、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂは同じ方向から導出されていることが好ましいが、短絡等が起こらず電池性能にも問題がなければ、どの方向から導出されていても問題はない。また、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの接続箇所は、電気的接触がとれているのであれば取り付ける場所、取り付ける方法はの例に限られない。

続いて、ポリマー電解質を正極活物質層３１ａおよび負極活物質層３２ａ上に塗布した後、正極３１、セパレータ３３ａ、負極３２およびセパレータ３３ｂを順次積層し、この積層体を長手方向に多数回巻回して巻回型の電池素子２９を作製する。

［電池セルの作製］
図１２Ａおよび図１２Ｂに、所定の領域に接着阻害層２６ｅが形成された硬質ラミネートフィルム２６の形成方法を示す。図７に示すように、硬質の金属層２６ａの両面にそれぞれ樹脂保護層２６ｂおよび熱融着層２６ｃを形成した後、熱融着層２６ｃ上に、グラビア印刷等により接着阻害層２６ｅの樹脂材料を所定のパターンで塗布し、乾燥する。そして、参照符号Ｐで示す位置で、硬質ラミネートフィルム２６の長辺３６ａの長さと同等の間隔で切断することにより、硬質ラミネートフィルム２６とする。また、必要に応じて、硬質ラミネートフィルム２６のトップ側となる長辺に切り欠き部を設ける。

なお、図１２Ａおよび図１２Ｂの、一方向に硬質ラミネートフィルム２６が連なるラミネートフィルムシートを切断する方法のみならず、縦方向、横方向にそれぞれ硬質ラミネートフィルム２６が連なるラミネートフィルムシートを作製し、所定位置で切断することにより硬質ラミネートフィルム２６を作製するようにしてもよい。また、予め硬質ラミネートフィルム２６の大きさに切断した後、熱接着層２６ｄを形成してもよい。

また、所定の寸法に切断した軟質ラミネートフィルム２７に絞り加工を施すことにより、電池素子２９を収納する凹部２８を設ける。

続いて、図１３および図１４に示すように、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃと、軟質ラミネートフィルム２７の熱融着層とが対向するように配設する。そして、凹部２８に電池素子２９を収納し、凹部２８の開口を硬質ラミネートフィルム２６で覆うようにして硬質ラミネートフィルム２６と軟質ラミネートフィルム２７とを重ね合わせる。この後、硬質ラミネートフィルム２６および軟質ラミネートフィルム２７を、凹部２８の周縁に沿って封止する。封止は、図示しない金属製のヒータヘッドを用い、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃと、軟質ラミネートフィルム２７の熱融着層とを減圧しながら熱溶着することにより行う。

このとき、ヒータヘッドの温度として熱融着層２６ｃと接着阻害層２６ｅのそれぞれの樹脂材料の融点間の温度を選択する。これにより、接着阻害層２６ｅは溶融されず、接着阻害層２６ｅと正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂとが接着されない。このため、ヒータヘッドの幅よりも狭い幅で封止される。

次に、図１５に示すように、サイド側の短辺３６ｃおよび３６ｄが当接するように硬質ラミネートフィルム２６を変形する。この後、短辺３６ｃおよび３６ｄの合わせ目が位置する一面に対してヒータヘッドで加熱することにより、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃと、軟質ラミネートフィルム２７の樹脂保護層とを接着し、電池セル３０とする。なお、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃと、軟質ラミネートフィルム２７の樹脂保護層とは、硬質ラミネートフィルム２６に設けた熱接着層２６ｄか、もしくは別部品として凹部２８の底面外側部に裁置した接着フィルムにより接着される。

なお、電池素子２９に必要以上に高い温度が加わった場合、電池素子２９が損傷するおそれがある。このため、ヒータヘッドは、熱接着層２６ｄの樹脂材料が溶融する程度の温度とする。

［電池パックの作製］
続いて、図１６に示すように、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとを回路基板４に接続した後、回路基板４を、トップカバー５ａと嵌合可能に成型されたホルダー５ｃを用いてトップカバー５ａに収納する。そして、ホルダー５ｃが電池セル３０側となるように方向を変えた後、トップカバー５ａを電池セル３０のトップ側開口に嵌合する。また、ボトムカバー５ｂを、電池セル３０のボトム側開口に嵌合する。

最後に、トップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂの嵌合部をそれぞれヒータヘッドにより加熱し、トップカバー５ａおよびボトムカバー５ｂと、硬質ラミネートフィルム２６の熱融着層２６ｃとを溶着する。これにより、図７に示す外観の電池パック２０が作成される。

このとき、電池パック２０内部では、図１０に示すように正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂが折り曲げられている。正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂは、接着阻害層２６ｅによって接着されなかった一部分を起点に立ち上がり、曲げ上げられる。これにより、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂ導出部の幅が小さくなり、電池パック２０全体としての体積効率が向上する。一方で、ヒータヘッドの幅は従来と同程度とすることができるため、封止部の溶着不良が起こりにくい。

２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態の硬質ラミネートフィルム２６において、接着阻害層２６ｅの設け方を異ならせた硬質ラミネートフィルム４６について説明する。なお、硬質ラミネートフィルム４６の構成以外は第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。

（２−１）硬質ラミネートフィルムの構成
図１７Ａおよび図１７Ｂに、第２の実施の形態における硬質ラミネートフィルム４６の上面図および断面図を示す。硬質ラミネートフィルム４６は、第１の実施の形態と同様に、金属層４６ａの一面に樹脂保護層４６ｂが形成され、かつ他の一面に熱融着層４６ｃと接着阻害層４６ｅとが形成されたものである。硬質ラミネートフィルム４６では、接着阻害層４６ｅが金属層４６ａ上の所定の部分に設けられる点で、第１の実施の形態とは異なる。接着阻害層４６ｅは、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの導出部分に設けられ、軟質ラミネートフィルム２７と硬質ラミネートフィルム４６とが接着される際に、軟質ラミネートフィルム２７のトップ側端部に対向するように設けられる。

硬質ラミネートフィルム４６は、まず、熱融着層４６ｃを樹脂材料の押出成形により所定の位置に成形し、その間の部分に融点が３０℃以上高い樹脂材料層を形成してフィルムとして構成する。この場合、接着阻害層４６ｅに用いる樹脂材料としては、上述の化（１）のシリコーン系樹脂、ならびに化（２）〜化（５）のフッ素系樹脂に加えて、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン・ナフタレート（ＰＥＮ）、全芳香族ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリフェニレン・エーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファィド（ＰＰＳ）、ポリウレタン樹脂（ＰＵＲ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）などが使用できる。第２の実施の形態における硬質ラミネートフィルム４６では、接着阻害層４６ｅの熱接着層４６ｃに対する接着性をほとんど考慮する必要がないため、より広い範囲で樹脂材料の選択が可能となる。

３．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第１の実施の形態の硬質ラミネートフィルム２６において、接着阻害層２６ｅを設けず、また接着阻害層２６ｅに対応する部分の熱融着層２６ｃを除去した硬質ラミネートフィルム５６について説明する。なお、硬質ラミネートフィルム５６の構成以外は第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。

（３−１）硬質ラミネートフィルムの構成
図１８Ａおよび図１８Ｂに、第３の実施の形態における硬質ラミネートフィルム５６の上面図および断面図を示す。硬質ラミネートフィルム５６は、第１の実施の形態と同様に、金属層５６ａの一面に樹脂保護層５６ｂが形成され、かつ他の一面に熱融着層５６ｃが形成されたものである。硬質ラミネートフィルム４６では、所定の部分、すなわち従来接着阻害層が設けられていた部分に熱融着層５６ｃが設けられない点で、第１の実施の形態とは異なる。熱融着層５６ｃが設けられない部分、すなわち金属層５６ａ露出部分は、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの導出部分に設けられ、軟質ラミネートフィルム２７と硬質ラミネートフィルム４６とが接着される際に、軟質ラミネートフィルム２７のトップ側端部に対向するように設けられる。

なお、電池パック２０形成時において、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの硬質ラミネートフィルム５６および軟質ラミネートフィルム２７と接する部分には、それぞれ接着性を向上させるために樹脂片２３ａおよび２３ｂが被覆されている。このため、正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂの導出部分において金属層５６ａが露出していても、樹脂辺２３ａおよび２３ｂにより金属層５６ａと正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂとの接触を防止することができる。したがって、金属層５６ａと正極端子２２ａおよび負極端子２２ｂとの短絡による電池の異常発熱等は防止できる。

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。なお、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

＜実施例＞
［正極の作製］
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）９２重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン３重量％と、粉状黒鉛５重量％とを均一に混合し、これをＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状の正極合剤を調製した。この正極合剤を正極集電体となるアルミニウム（Ａｌ）箔の両面に均一に塗布し、１００℃で２４時間減圧乾燥することにより正極活物質層を形成した。

次に、これをロールプレス機で加圧成形することにより正極シートとし、当正極シートを帯状に切り出して正極とした。さらに、正極集電体上の正極活物質未形成部分にアルミニウム（Ａｌ）リボンからなる正極端子を溶接した。なお、アルミニウム（Ａｌ）リボンには、後にラミネートフィルムで外装する際にラミネートフィルムと対向する部分に、酸変性ポリプロピレンからなる樹脂片を設けた。

［負極の作製］
人造黒鉛９１重量％と、粉状ポリフッ化ビニリデン９重量％とを均一に混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状の負極合剤を調製した。次に、この負極合剤を負極集電体となる銅（Ｃｕ）箔の両面に均一に塗布し、１２０℃で２４時間減圧乾燥することにより負極活物質層を形成した。

次に、これをロールプレス機で加圧成形することにより負極シートとし、当負極シートを帯状に切り出して負極とした。さらに、負極集電体上の負極活物質未形成部分にニッケル（Ｎｉ）リボンからなる負極端子を溶接した。なお、ニッケル（Ｎｉ）リボンには、後にラミネートフィルムで外装する際にラミネートフィルムと対向する部分に、酸変性ポリプロピレンからなる樹脂片を設けた。

［ポリマー電解質の作製］
ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）が６．９％の割合でフッ化ビニリデン（ＶｄＦ）に共重合された高分子材料と、非水電解液と、希釈溶剤のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを混合し、撹拌、溶解させてゾル状の電解質溶液を得た。電解液にはエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を６：４の重量比で混合し、０．８ｍｏｌ／ｋｇの六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）と０．２ｍｏｌ／ｋｇの四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）とを溶解して作製した。混合比は、高分子材料：電解液：ＤＭＣ＝１：６：１２の重量比とした。次いで、得られたゾル状の電解質溶液を正極および負極の両面に均一に塗布した。その後、溶剤を除去して、正極および負極の両面にポリマー電解質層を形成した。

次いで、両面にポリマー電解質層が形成された帯状の正極と、両面にポリマー電解質層が形成された帯状の負極とを、セパレータを介して長手方向に巻回することにより電池素子を得た。セパレータには厚さ１０μｍ、空孔率３３％の多孔質ポリエチレンフィルムを用いた。

［外装材の作製］
焼きなまし処理済みの軟質アルミニウム（ＪＩＳ Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）の両面に、樹脂保護層としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層を、熱融着層として無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）層を設けて軟質ラミネートフィルムとした。

焼きなまし処理なしの硬質アルミニウム（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１８）の両面に、樹脂保護層としてナイロン（Ｎｙ）層を、熱融着層として無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）層を設けた。このあと、無軸延伸ポリプロピレン層上に、グラビアロールを使用して厚み５μｍ、幅１ｍｍのシリコーン樹脂（信越化学工業株式会社製 シリコーン樹脂ＫＳ−７７４）層を接着阻害層として設けた。また、熱融着層の所定部分には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）層を設け、熱融着層とした。

［電池パックの作製］
上述のようにして作製した電池素子を、軟質ラミネートフィルムおよび硬質ラミネートフィルムにて外装した。軟質ラミネートフィルムの中央部には凹部が設けられており、凹部に電池素子を収納した後、凹部の開口を硬質ラミネートフィルムで覆うようにした。その後、開口の周囲４辺をヒータヘッドにて加熱し、熱融着により封止した。このとき、トップ部の溶着に用いるヒータヘッド幅は２．０ｍｍ、サイド部の溶着に用いるヒータヘッド幅は３．０ｍｍとした。

続いて、硬質ラミネートフィルムのサイド側短辺が当接するように変形させた。その後、ヒータヘッドにより硬質ラミネートフィルムの合わせ目が位置する一面を加熱して熱接着層を溶融させ、電池セルを作製した。

続いて、電池セルから導出された正極端子および負極端子を回路基板と接続し、回路基板をトップカバーに収納した。最後に、トップカバーおよびリアカバーを電池セルのトップ側開口およびボトム側開口にそれぞれ嵌合し、ヒータブロックにてトップカバーおよびリアカバーの嵌合部分を加熱して、電池パックを作製した。

なお、電池パックは、外形が厚さ４．５ｍｍ、幅４０．０ｍｍ、高さ５０．０ｍｍとなるようにし、電池素子は、上述の電池パック外形に合わせて正極、負極およびセパレータの厚さ等を最適化した。

＜比較例＞
接着阻害層を設けない硬質ラミネートフィルムを用いた以外は、実施例と同様にして電池パックを作製した。なお、比較例では、電池パックの外形寸法を実施例と同等とし、導出された正極端子および負極端子の折り曲げ部からトップカバーまでの距離が同一となるように電池パックを作製した。

［電池パックの評価］
（ａ）初期容量
実施例および比較例の各電池パックについて、１０００ｍＡの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電を行ったのち、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電を行った。次に、８００ｍＡの定電流で電池電圧が３．０Ｖに達するまで定電流放電を行い、このときの放電容量を測定した。

この結果、実施例の電池パックの放電容量は９７０ｍＡｈであるのに対し、比較例の電池パックの放電容量は９５７ｍＡｈであった。

（ｂ）硬質ラミネートフィルム端部から電池素子までの距離の比較
実施例および比較例の各電池パックにおいて、図１９に示すように、電池パックトップ部における硬質ラミネートフィルム端部から電池素子までの距離を比較した。

この結果、実施例の硬質ラミネートフィルム端部から電池素子までの距離Ｌ１は、比較例の硬質ラミネートフィルム端部から電池素子までの距離Ｌ２よりも５ｍｍ短くなった。また、比較例の電池パックでは、軟質ラミネートフィルムのトップ側短辺部分からＣＰＰ樹脂が溶融してはみ出し硬質ラミネートフィルムと接着していた。

上述のように、この発明の硬質ラミネートフィルムを用いた実施例では、ヒータヘッドの幅よりも狭い幅で外装材を封止できるとともに、封止幅を精密に制御することが可能となった。また、硬質ラミネートフィルムと、硬質ラミネートフィルムと対向する正極端子および負極端子の一部分とが接着されないため、従来よりも電池素子に近い位置で電極端子を曲げることができた。これにより、電池素子とトップカバーとの距離を短くでき、同サイズの電池素子を用いた場合でも、電池パックのサイズを小さくすることができた。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の一実施形態において挙げた材料および数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる材料および数値を用いてもよい。また、上述の一実施形態ではリチウムイオン二次電池を用いた電池パックについて説明したが、リチウムイオン二次電池以外の電池を用いることもできる。

上述の一実施形態では、熱接着層が予め設けられた硬質ラミネートフィルムを用いたが、熱接着層が設けられていない硬質ラミネートフィルムと、凹部形成後、凹部の底面外側に熱接着層が設けられた軟質ラミネートフィルムとを用いて電池パックを形成してもよい。

１，２０・・・電池パック
２ａ，２２ａ・・・正極端子
２ｂ，２２ｂ・・・負極端子
５ａ・・・トップカバー
５ｂ・・・ボトムカバー
８，２８・・・凹部
９，２９・・・電池素子
１０，３０・・・電池セル
１１・・・熱接着フィルム
２６・・・硬質ラミネートフィルム
２６ａ，４６ａ，５６ａ・・・金属層
２６ｂ，４６ｂ，５６ｂ・・・外側樹脂層
２６ｃ，４６ｃ，５６ｃ・・・内側樹脂層
２６ｅ，４７ｅ・・・接着阻害層
２７・・・軟質ラミネートフィルム
３８・・・切り欠き部

Claims (14)

1. 第１の開放端部および第２の開放端部が形成された電池セルと、
   上記電池セルから導出された正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続される回路基板と、
   上記回路基板を収納し、上記第１の開放端部に嵌合される第１のカバーと、
   上記第２の開放端部に嵌合される第２のカバーと
   を備え、
   上記電池セルは、
   電池素子と、
   第１の金属層と、該第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、該第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが少なくとも設けられ、該第１の内側樹脂層側から、上記第１の外側樹脂層側に向けて凹部が形成され、該凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が上記凹部の深さ以下である矩形状の第１の外装材と、
   第２の金属層と、該第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、該第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、上記正極端子および上記負極端子を介して上記第１の外装材の端部と対向する上記第２の内側樹脂層上の一部分に設けられた、該第２の内側樹脂層を構成する第１の樹脂材料よりも融点の高い第２の樹脂材料からなる樹脂層が少なくとも設けられた矩形状の第２の外装材と
   からなり、
   上記凹部に上記電池素子が収納され、
   上記凹部の開口を上記第２の外装材が覆うように、該第１の外装材および上記第２の外装材が重ねられ、
   上記開口の周囲が封止され、
   上記第１の外装材の上記凹部の底面外側において、上記第２の外装材の両端部が当接され、
   上記正極端子および上記負極端子と上記第２の樹脂材料からなる樹脂層とが接着されず、上記第２の樹脂材料からなる樹脂層と対向する位置から、上記正極端子および上記負極端子が立ち上がって折り曲げられた
   電池パック。
2. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の上記正極端子および上記負極端子導出方向端部と、上記第１の外装材の端部とが揃っているか、もしくは上記第２の樹脂材料からなる樹脂層が上記第１の外装材の端部からはみ出している
   請求項１に記載の電池パック。
3. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の幅が、０．５ｍｍ以上である
   請求項２に記載の電池パック。
4. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の厚みが、２μｍ以上１０μｍ以下である
   請求項３に記載の電池パック。
5. 上記第２の樹脂材料の融点が、上記第１の樹脂材料の融点よりも３０℃以上高い
   請求項４に記載の電池パック。
6. 上記第２の樹脂材料が、下記の化（１）〜化（５）のいずれかである
   請求項５に記載の電池パック。
   

   

   

   

   

   
7. 上記第２の外装材の上記第２の金属層は硬質金属材料からなる
   請求項１に記載の電池パック。
8. 電池素子を作製する電池素子作製工程と、
   第１の金属層と、該第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、該第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが設けられた矩形状の第１の外装材において、上記第１の内側樹脂層側から上記第１の外側樹脂層側に向けて凹部を形成し、該凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が上記凹部の深さ以下となるようにする凹部形成工程と、
   上記凹部に上記電池素子を収容し、第２の金属層と、該第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、該第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、上記正極端子および上記負極端子を介して上記第１の外装材の端部と対向する上記第２の内側樹脂層上の一部分に、該第２の内側樹脂層を構成する第１の樹脂材料よりも融点の高い第２の樹脂材料からなる樹脂層を形成した矩形状の第２の外装材を、上記熱接着層が上記第１の外装材と対向して該凹部の開口を覆うように重ね、上記開口の周囲を第１の樹脂材料の融点以上第２の樹脂材料の融点以下の温度で封止する封止工程と、
   上記第２の外装材が上記凹部を包み、上記第２の外装材の両端部が当接されて第１の開放端部および第２の開放端部が形成されるように成型する成型工程と、
   少なくとも上記第２の外装材の両端部が位置する面を加熱することにより、上記第１の外装材の上記凹部の底面外側と上記第２の外装材の両端部との間に介在する熱接着層を溶融させて、上記第１の外側樹脂層と上記第２の内側樹脂層とを接着させる接着工程と、
   上記電池素子と、回路基板とを電気的に接続する回路基板接続工程と、
   上記第２の樹脂材料からなる樹脂層と対向する位置から、上記正極端子および上記負極端子を折り曲げる電極折り曲げ工程と、
   上記回路基板を第１のカバーに収納し、該第１のカバーを上記第１の開放端部に嵌合する第１の嵌合工程と、
   第２のカバーを上記第２の開放端部に嵌合する第２の嵌合工程と
   を備える電池パックの製造方法。
9. 上記第２の樹脂材料部を、上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の上記正極端子および上記負極端子導出方向端部が上記第１の外装材の端部とが揃っているか、もしくは上記第２の樹脂材料からなる樹脂層が上記第１の外装材の端部からはみ出すように形成する
   請求項８に記載の電池パック。
10. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の幅を、０．５ｍｍ以上となるように形成する
    請求項９に記載の電池パック。
11. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層の厚みを、２μｍ以上１０μｍ以下となるように形成する
    請求項９に記載の電池パック。
12. 上記第２の樹脂材料からなる樹脂層を、印刷法により形成する
    請求項９に記載の電池パックの製造方法。
    
13. 上記第２の樹脂材料として、融点が上記第１の樹脂材料の融点よりも３０℃以上高い樹脂材料を用いる
    請求項９に記載の電池パック。
14. 第１の開放端部および第２の開放端部が形成された電池セルと、
    上記電池セルから導出された正極端子および負極端子のそれぞれと電気的に接続される回路基板と、
    上記回路基板を収納し、上記第１の開放端部に嵌合される第１のカバーと、
    上記第２の開放端部に嵌合される第２のカバーと
    を備え、
    上記電池セルは、
    電池素子と、
    第１の金属層と、該第１の金属層の一面に形成された第１の外側樹脂層と、該第１の金属層の他の面に形成された第１の内側樹脂層とが少なくとも設けられ、該第１の内側樹脂層側から、上記第１の外側樹脂層側に向けて凹部が形成され、該凹部のサイド側周縁と対向するサイド側端部との距離が上記凹部の深さ以下である矩形状の第１の外装材と、
    第２の金属層と、該第２の金属層の一面に形成された第２の外側樹脂層と、該第２の金属層の他の面に形成された第２の内側樹脂層と、上記正極端子および上記負極端子を介して上記第１の外装材の端部と対向する一部分に第２の内側樹脂層が設けられず、上記第２の金属層が露出した矩形状の第２の外装材と
    からなり、
    上記凹部に上記電池素子が収納され、
    上記凹部の開口を上記第２の外装材が覆うように、該第１の外装材および上記第２の外装材が重ねられ、
    上記開口の周囲が封止され、
    上記第１の外装材の上記凹部の底面外側において、上記第２の外装材の両端部が当接され、
    上記正極端子および上記負極端子と上記第２の金属層とが接着されず、上記第２の金属層と対向する位置から、上記正極端子および上記負極端子が立ち上がって折り曲げられた
    電池パック。

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