JP2016213038A - 蓄電モジュールおよび組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効率の良い蓄電モジュールおよび組電池を提供する。【解決手段】電モジュール１の外装体３０を構成する第一外装材１０および第二外装材２０は金属箔内側露出部１４、２４を有し、それぞれに正極活物質層６１、負極活物質層６３が積層され、外装材１０、２０第一金属箔１１および第二金属箔２１が電池の電極となされている。また、外装体３０の外面はエンボス部１８、２８によって凹凸形状に形成されている。前記蓄電モジュール１を積層した組電池においては、外装体３０の外面の凹凸によって放熱用空間が形成される。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、軽量化、高放熱化、省スペース化がなされた組電池に関する。

なお、本明細書において、「アルミニウム」の語は、ＡｌおよびＡｌ合金を含む意味で用い、「銅」の語は、ＣｕおよびＣｕ合金を含む意味で用い、「ニッケル」の語は、ＮｉおよびＮｉ合金を含む意味で用い、「チタン」の語は、ＴｉおよびＴｉ合金を含む意味で用いている。また、本明細書において、「金属」の語は、単体の金属および合金を含む意味で用いる。

ハイブリッド自動車や電気自動車の電池、家庭用または工業用の定置用蓄電池に使用されるリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池は小型化、軽量化に伴い、従来使用されていた金属製の外装に代えて、金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせたラミネート外装材が用いられることが多くなっている。また、ラミネート外装材を使用した電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ等も自動車やバスに搭載することが検討されている。

電気自動車など、高エネルギーを必要とするデバイスでは小さな容積で大きな電気エネルギーを得るために、蓄電モジュールを積層させ直列に接続することで対応しているが、充放電の際にモジュールの内部抵抗による熱が蓄積しやすく、モジュール内が高温となるため、電池劣化の促進や、性能の低下に影響がでるだけでなく、安全性にも波及がおきる。このため、複数の蓄電モジュールを積層配置した組電池では、蓄電モジュール間に放熱部材を介在させてモジュールの冷却を行うことが提案されている（特許文献１、２参照）
特許文献１に記載された組電池は、蓄電モジュールの間に放熱部材として波形材を介在させて冷風の流通空間を形成して放熱効果を得るようにしている。また、特許文献２に記載された組電池は、蓄電モジュールの間に冷却液を流通させる管部材を配置し、さらにこの管部材と蓄電モジュールとの間に板バネを介装して空冷用の空間を形成することにより、液冷と空冷の両方により高い冷却効果を得ている。

特開２０１２−８４５５１号公報 特開２０１４−１７０６９７号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された冷却方法は、波形材、管部材、板バネといった嵩高い放熱部材必要であり、さらには冷風または冷却液の供給装置が必要であり、組電池はこれらの冷却装置が大きなスペースを占めている。従って、蓄電モジュールの小型化を図っても組電池の小型化は難しい。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、放熱効率の良い蓄電モジュールおよび組電池を提供することを目的とする。

即ち、本発明は下記［１］〜［５］に記載の構成を有する。

［１］第一金属箔の一方の面に第一耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層が積層され、前記第一熱可塑性樹脂層側の面に第一金属箔が露出する第一金属箔内側露出部を有する第一外装材と、
第二金属箔の一方の面に第二耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層が積層され、前記第二熱可塑性樹脂層側の面に第二金属箔が露出する第二金属箔内側露出部を有する第二外装材と、
第一金属箔内側露出部に積層された正極活物質層と、第二金属箔内側露出部に積層された負極活物質層と、これらの間に配置されるセパレーターとを有する電池要素とを備え、
前記第一外装材および第二外装材のうちの少なくとも一方は、第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部を含む領域にエンボス部を有し、前記第一外装材の第一熱可塑性樹脂層と第二外装材の第二熱可塑性樹脂層とが向かい合い、第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着した熱封止部に囲まれることによって、室内に第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部が臨む１室以上の電池要素室を有し、かつ前記エンボス部によって凹凸を有する外面となされた外装体が形成され、
前記電池要素室内に電解質とともに封入された電池要素は、正極活物質層が第一金属箔内側露出部に導通するとともに負極活物質層が第二金属箔内側露出部に導通していることを特徴とする蓄電モジュール。

［２］前記外装体の外面に、第一金属箔が露出する第一金属箔外側露出部および第二金属箔が露出する第二金属箔外側露出部の少なくとも一方が形成されている前項１に記載の蓄電モジュール。

［３］２個以上の、前項１または２に記載された蓄電モジュールを有し、それらの蓄電モジュールが外装体の凹凸表面によって隣合う蓄電モジュール間に空間が形成される態様で積層され、かつそれらの蓄電モジュールが直列に連結されていることを特徴とする組電池。

［４］蓄電モジュールの積層方向において、電池要素室と熱封止部とが重なり合うように複数の蓄電モジュールが積層されている前項３に記載の組電池。

［５］積層方向において隣合う蓄電モジュールの間に伝熱体が配置されている前項３または４に記載の組電池。

上記［１］の記載の蓄電モジュールは、第一外装材の第一金属箔および第二外装材の第二金属箔が電池の電極であり、電池要素の正極活物質層が第一金属箔内側露出部に積層され負極活物質層が第二金属箔内側露出部に積層された薄型モジュールであり、かつエンボス部により外装体の外面に凹凸が形成されて表面積が拡大されているため、放熱効率が良い。モジュールが発する熱は効率良く放散されるので、電池性能の低下を抑制することができる。

上記［２］に記載の蓄電モジュールは、外装体の外面に第一金属箔外側露出部および第二金属箔外側露出部が設けられているのでタブリードを引き出す必要がない。そのため、熱封止作業が容易になる。また、熱封止部の電池要素室に接する部分はあまねく第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着しているので密着性が高く、タブリードが引き出された電池要素室よりも高い密閉性が得られる。さらに、タブリードを用いないことで、軽量化、省スペース化を図ることができる。

上記［３］に記載の組電池は、蓄電モジュールの外装体の外面の凹凸によって積層方向に隣合うモジュール間に空間が形成されている。モジュールが発する熱は前記空間に放熱され、さらに前記空間にガスが流れることによって放熱が促進されて組電池が冷却される。前記空間は放熱部材を用いることなく形成されるので、組電池を大型化することなく冷却効果が得られる。

上記［４］に記載の組電池は、積層方向において隣合うモジュールの電池要素室間の距離が拡大されかつ組電池内で電池要素室が分散されるので、放熱効率が向上し、高い冷却効果が得られる。

上記［５］に記載の組電池は、伝熱体に排熱されるので高い冷却効果が得られる。

本発明の蓄電モジュールの一実施形態の斜視図である。 図１Ａにおける１Ｂ−１Ｂ線断面図である。 本発明にかかる組電池の一実施形態の斜視図である。 図２Ａにおける２Ｂ−２Ｂ線断面図である。 本発明にかかる組電池の他の実施形態の断面図である。 本発明にかかる組電池のさらに他の実施形態の断面図である。

図１Ａおよび図１Ｂに本発明の蓄電モジュールの一実施形態を示し、図２Ａ〜図４に前記蓄電モジュールを用いた組電池の実施形態を示す。

以下の説明において同一の符号は同一物を示すものとして重複する説明を省略する。また、外装体を構成する第一外装材および第二外装材において、外装材および形成位置にかかわらず金属箔が露出する部分を指す場合は「金属箔露出部」と総称し、電池要素室内に臨んで露出する部分を「金属箔内側露出部」と総称し、外装体の外面に露出する部分を「金属箔外側露出部」と総称する。
［蓄電モジュール］
図１Ａおよび図１Ｂに示す蓄電モジュール１は、外装体３０が第一外装材１０と第二外装材２０とにより構成され、縦横に交差する熱封止部５０によって３列×３列に区画された９個の電池要素室４０を有し、各電池要素室４０に電池要素としてのコアセル６０と電解質（符号なし）とが封入されている。

前記第一外装材１０は第一金属箔１１の一方の面に第一耐熱性樹脂層１２が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層１３が積層されたラミネート材であり、第一耐熱性樹脂層１２側の面に突出する９個の第一エンボス部１８が形成されている。各第一エンボス部１８の内側の面、即ち第一熱可塑性樹脂層１３側の面において、第一熱可塑性樹脂層１３が除去されて第一金属箔１１が露出する第一金属箔内側露出部１４が形成されている。また、前記第一外装材１０の一辺は熱封止部５０から延長されて両面が露出して外装体３０の外面となる第一フランジ１５となされ、第一熱可塑性樹脂層１３の一部が除去されて第一金属箔１１が露出する第一金属箔外側露出部１６が形成されている。

前記第二外装材２０は第二金属箔２１の一方の面に第二耐熱性樹脂層２２が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層２３が積層されたラミネート材であり、第二熱可塑性樹脂層２３側の面に突出する９個の第二エンボス部２８が形成されている。各第二エンボス部２８の外側の面、即ち第二熱可塑性樹脂層２３側の面において、第二熱可塑性樹脂層２３が除去されて第二金属箔２１が露出する第二金属箔内側露出部２４が形成されている。また、前記第一フランジ１５の対向辺においては第二外装材２０が熱封止部５０から延長されて両面が露出して外装体３０の外面となる第二フランジ２５となされ、第二熱可塑性樹脂層２３の一部が除去されて第二金属箔２１が露出する第二金属箔外側露出部２６が形成されている。

前記コアセル６０は正極活物質層６１、セパレーター６２、負極活物質層６３およびこれらに付随する層によって構成されている。正極活物質層６１は第一外装材１０の第一金属箔内側露出部１４にバインダー層６４を介して積層され、負極活物質層６３は第二外装材２０の第二金属箔内側露出部２４にバインダー層６５を介して積層されている。

前記電池要素室４０は、第一外装材１０の第一熱可塑性樹脂層１３と第二外装材２０の第二熱可塑性樹脂層２３とをセパレーター６２を挟んで向かい合わせ、各第一エンボス部１８内に第二エンボス部２８をはめ込んで外装体３０を組み立てることにより形成されている。前記電池要素室４０は電解質を注入した状態でエンボス部１８、２８の周囲を熱封止して第一熱可塑性樹脂層１３と第二熱可塑性樹脂層２３とが融着した熱封止部５０を形成することにより封止されている。前記電池要素室４０は、バインダー層６４、正極活物質層６１、セパレーター６２、負極活物質層６３、バインダー層６５および電解質が占める空間である。前記セパレーター６２は正極活物質層６１と負極活物質層６３とを確実に隔離するために少なくともエンボス部１８、２８の開口を覆う寸法が必要であり、好ましくは熱封止部５０に重なる寸法に拡大されていることが好ましい。また、本実施形態のように複数の電池要素室４０を有する蓄電モジュール１では、電池要素室４０ごとに別々のセパレーターを用いるのではなく、熱封止部５０を跨いで複数の電池要素室４０をカバーできる大きい寸法のセパレーター６２を用いることができる。図１Ｂは９個の電池要素室４０に対して１枚のセパレーター６２を使用し、熱封止部５０の全領域にもセパレーター６２が挟み込まれている。

前記コアセル６０を構成する正極活物質層６１は第一金属箔内側露出部１４に積層され、負極活物質層６３は第二金属箔内側露出部２４に積層されているので、正極活物質層６１を付与した第一外装材１０、負極活物質層６３を付与した第二外装材２０およびセパレーター６２の３つの部材を組み立て、電解質を注入して熱封止する工程により、外装体３０とコアセル６０とが一体化した状態で蓄電モジュール１が作製される。

前記蓄電モジュール１において、前記第一外装材１０の第一金属箔１１が正極となり、第二外装材２０の第二金属箔２１が負極となり、これらは各電池要素室４０内においてセパレーター６２で隔離されている。また、前記蓄電モジュール１と外部デバイスとの接続は、外装体３０の第一金属箔外側露出部１６および第二金属箔外側露出部２６において行う。

前記外装体３０は、エンボス部１８、２８の嵌め合わせによって電池要素室４０が形成されているので、各電池要素室４０が熱封止部５０に対して第一外装材１０側に突出している。図面上においては、電池要素室４０は上向きに突出し熱封止部５０は下向きに突出している。複数の各電池要素室４０は熱封止部５０に囲まれ、電池要素室４０と熱封止部５０とが交互に配置されているので、外装体３０の断面形状は凸部と凹部とが交互に繰り返される矩形波形に形成されている。このように、外面に凹凸を有して立体的に形成された外装体３０はフラットな外面に比べて表面積が拡大されるので放熱効率が良く、モジュールが発する熱は効率良く放散される。良好に放熱されることで蓄電モジュール１の温度上昇が抑制され、ひいては電池性能の低下を抑制することができる。前記エンボス部１８、２８を設けることで外装体３０の厚みは増すが、エンボス部１８、２８の高さ分という少しの寸法増大により放熱性能を高めることができる。

前記蓄電モジュール１において、電池の電極として機能は外装体３０の一部である第一金属箔１１および第二金属箔２１が担っているので、電池要素室４０として必要な空間の高さはバインダー層６４、正極活物質層６１、セパレーター６２、負極活物質層６３、バインダー層６５の厚みの合計であり、薄型化が可能である。一方、電池要素室４０内に臨む第一金属箔内側露出部１４および第二金属箔内側露出部２４はそれぞれ第一熱可塑性樹脂層１３および第二熱可塑性樹脂層２３が除去された部分であるから、２枚の外装材１０、２０を向かい合わせるとこれら２層分の空間が生じる。セパレーター６２は熱封止部５０にも挟み込まれる層であるから、第一熱可塑性樹脂層１３の厚みとバインダー層６４および正極活物質層６１の合計厚みが同程度であり、第二熱可塑性樹脂層２３の厚みとバインダー層６５および負極活物質層６３の合計厚みが同程度であれば、電池要素室４０は第一外装材１０および第二外装材２０の合計厚み内に収まる。図示例の蓄電モジュール１においてもコアセルは第一金属箔露出部１４および第二金属箔内側露出部２４の形成により生じた空間に収容されているので、エンボス部を持たないフラットな外装体であってもコアセルを収容することができる。本発明においては、外装材の厚みに電池要素が収まる場合でも、外装体３０の外面に凹凸を形成するためにエンボス部１８，２８を有する第一外装材１０および第二外装材２０を用いる。エンボス部１８、２８を形成したことで外装体３０の総厚みは大きくなっているが、電池要素室４０における実質的な外部厚みは２つの外装材の合計厚みと同等であり薄型である。このように、蓄電モジュール１は電池要素室４０が薄いのでもとより放熱性が高く、さらに外装体３０の表面積が拡大されているので放熱効率が良い。

前記エンボス部１８、２８の高さは成形可能な範囲内で自由に設定することができる。エンボス部１８、２８の高さが高くなるほど外装体３０の表面積が拡大されて放熱効率が向上する。

なお、本発明は、第一熱可塑性樹脂層１３と正極活物質層６１の厚みの関係および第二熱可塑性樹脂層２３と負極活物質層６３の厚みの関係を規定するものではない。正極活物質層６１が第一熱可塑性樹脂層１３よりも厚く、また負極活物質層６３が第二熱可塑性樹脂層２３より厚いとしても、電池の電極である第一金属箔１１および第二金属箔２１が外装体３０の厚みに含まれているので、薄型モジュールであることには変わりはない。

また、電池要素室の実質的な外部厚みが外装材の合計厚みと同等の薄型モジュールにおいては、外装体に凹凸を形成して表面積を拡大しようとすれば、一方の外装材のエンボス部に他方の外装材のエンボス部を嵌合させる構造になる。このように、エンボス部の嵌合によって形成された電極要素室は、フラットな外装材によって形成した電池要素室よりも密封性が高く、エンボス部の嵌合構造が電池要素室のバリア性を高めている。前記蓄電モジュール１においては、第一外装材１０のエンボス部１８に第二外装材２０のエンボス部２８を嵌合させているが、逆方向の嵌合も可能であり、異方向の嵌合を混在させることもできる。なお、上述したように本発明は外装材の熱可塑性樹脂層と極活物質層の厚さの関係を規定するものではないので、電池要素室がエンボス部の嵌合構造によって形成されることにも限定されない。２つの外装材のうちの少なくとも一方にエンボス部が形成されていれば本発明の技術的範囲に含まれ、外装体の表面積の拡大による放熱性能の向上効果を得ることができる。薄型モジュールでは電池要素室として必要な空間高さが小さいので、一方の外装材のエンボス部を高くすると他方の外装材にもエンボス部を形成して嵌合させることが必要となる。従って、エンボス部の嵌合構造は放熱性向上と電池要素室のバリア性向上の両方の観点において好ましい形態である。

本発明の蓄電モジュールにおける電池要素室の数は限定されない。１つの電池要素室であっても電池要素室をエンボス部で形成すればフラットな外装体よりも表面積が拡大するからである。また、モジュール全体の電池容量が同じであれば、１個の電池要素室によるモジュールよりも複数の電池要素室によるモジュールの方が外装体の表面積が大きいので放熱効率が良い。

本発明の蓄電モジュールは、電池要素室４０内に第一金属箔内側露出部１４および第二金属箔内側露出部２４が設けられていることが必須要件であるが、外装体３０の外面の第一金属箔外側露出部１６および第二金属箔外側露出部２６の有無は任意に設定することができる。また、第一外装材１０の外面の任意の位置に第一金属箔外側露出部１６を、第二外装材２０の外面の任意の位置に第二金属箔外側露出部２６を形成することができる。金属箔外側露出部を耐熱性樹脂層側の面に形成することができ、フランジ１５、２５を設けることなく電池要素室４０の外面や熱封止部４０に形成することもできる。外装体３０の外面に金属箔露出部を持たないモジュールではモジュールの外周部の熱封止部となる箇所で第一金属箔１１および／または第二金属箔２１を露出させてタブリードを接合し、その先端を外装体外部に引き出すことで外部デバイスとの導通を得ることができる。

本実施形態の蓄電モジュール１は外装体３０の外面に第一金属箔外側露出部１６および第二金属箔外側露出部２６を設けたことでタブリードを引き出す必要がない。そのため、熱封止作業が容易になる。また、熱封止部５０はあまねく第一熱可塑性樹脂層１３と第二熱可塑性樹脂層２３とが融着しているので密着性が高く、タブリードが引き出されたモジュールよりも高い密閉性が得られる。さらに、タブリードを用いないことで、軽量化、省スペース化を図ることができる。
［組電池］
図２Ａおよび図２Ｂに示す組電池５は、４個の蓄電モジュール１を、積層方向に隣り合うモジュールの第一フランジ１５と第二フランジ２５とが重なるように互い違いに方向を変え、隣合うモジュールの電池要素室４０が重なる態様で積層され、これらが直列に連結されている。即ち、４個の蓄電モジュール１は、最上層の１層目のモジュールの第二フランジ２５の第二金属箔外側露出部２６と２段目のモジュールの第一フランジ１５の第一金属箔外側露出１６とが接続用穴２７、１７に導電性材料からなる接続用ピン３５を通すことにより連結され、同様に、２層目のモジュールの第二金属箔外側露出部２６と３層目のモジュールの第一金属箔外側露出部１６とが連結され、３層目のモジュールの第二金属箔外側露出部２６と最下層の４層目のモジュールの第一金属箔外側露出部１６とが連結されている。また、１層目のモジュールの第一金属箔外側露出部１６の接続用穴１７には導電性材料からなる正極用ピン３６が取り付けられ、４層目の第二金属箔外側露出部２６の接続用穴２７には導電性材料からなる負極用ピン３７が取り付けられている。上記の連結により、４つの蓄電モジュール１は直列に連結され、正極用ピン３６および負極用ピン３７を組電池５の電極端子とし、電線３８を引き出して他のデバイスに接続することができる。

前記蓄電モジュール１は外装体３０に凹凸が形成されているので、積層方向において隣合う蓄電モジュール１の間に空間７０、７１が形成される。即ち、電池要素室４０下に（電池要素室４０の幅）×（エンボス部２８の高さ）の四角形を断面とする空間７０が形成され、熱封止部５０上に（熱封止部５０の幅）×（エンボス部１８の高さ）の四角形を断面とする空間７０が形成される。前記電池要素室４０と熱封止部５０は交互に配置されているので、全ての電池要素室４０は積層方向および積層方向と直交する方向の両方向において空間７０、７１に接している。

前記組電池５は複数の蓄電モジュール１を連結することで高容量化されるが、発生する熱量も大きい。前記組電池５においては、蓄電モジュール１が発する熱が前記空間７０、７１に放熱され、さらに前記空間７０、７１にガスが流れることによって放熱が促進されて冷却される。前記空間７０、７１は蓄電モジュール１の積層によって形成された放熱空間であり、波形材のような放熱部材を用いずに放熱性能を発現させることができ、組電池を大型化することなく冷却効果を得ることができる。このような空間７０、７１を利用した冷却は複数の蓄電モジュール１を積層した構造に特有の効果であり、単独のモジュールでは得られない。

冷却効果は、前記空間７０、７１に強制的に送風することによって高まり、冷風を送ることによってさらに高まる。しかし、強制的に送風しなくても、発熱によって組電池５内に温度差が生じると自然対流が起こるので相応の冷却効果が得られる。

組電池内に空間を形成するには、電池要素室がエンボス部によって形成されて外装体の外面に凸部を有していることが条件である。エンボス部および電池要素室の形態は図１Ｂ等に示した実施形態に限定されるものではなく、第一外装材および第二外装材のうちの少なくとも一方にエンボス部が形成されていれば外装体の外面に凸部を形成できる。ただし、上記実施形態のように、電池要素室４０として必要な空間の高さが第一金属箔内側露出部１４および第二金属箔内側露出部２４の形成によって生じる空間で充足する場合は、第一外装材１０および第二外装材２０の両方にエンボス部１８、２８を設けて一方のエンボス部１８に他方のエンボス部２８をはめ込み、電池要素室４０の厚みを拡大せずに外装体３０に凹凸を形成する態様となる。また、熱封止部５０の幅は電池要素室４０の密閉性を確保できる寸法に設定されていることは当然であるが、放熱用空間を拡大するために熱封止部の寸法をそれ以上に大きくすることは自由である。

また、蓄電モジュールの積層態様によって放熱用空間の配置を変えることができる。

図３に示す組電池６は、前記蓄電モジュール１を一層おきに位置をずらして積層し、１つのモジュール１の電池要素室４０の中心が積層方向において隣り合うモジュール１の熱封止部５０の交点と重なるように配置している。ずらし量は電池要素室４０間の距離の１／２である。このように蓄電モジュール１の位置をずらすことで、積層方向において電池要素室４０および空間７０、７１が千鳥状に配置される。なお、蓄電モジュール１をずらすことによって隣合うモジュールの接続用穴１７、２７の位置がずれるため、第一フランジ１５および第二フランジ２５の幅を変更して接続用穴１７、２７の位置合わせを行っている。従って、図３に表した蓄電モジュール１の形状は、厳密な意味において図１Ａ〜２Ｂに表した蓄電モジュール１と同一ではないが、説明および図示を簡潔にするために同一符号を用いている。前記組電池６は、前記組電池５と同じく、４個の蓄電モジュール１が接続用ピン３５によって直列に連結され、１層目のモジュールに取り付けた正極用ピン３６および４層目のモジュールに取り付けた負極用ピン３７を組電池６の電極端子としている。

上記の積層構造によれば、積層方向において電池要素室４０が千鳥状に配置されて電池要素室４０間の距離が拡大されかつ組電池６内で電池要素室４０が分散される。熱の発生源である電池要素室４０を分散することによって温度上昇が抑制される。さらに、電池要素室４０下の空間７０と熱封止部５０上の空間７１とが合わさって大きな空間が形成されるので、放熱効率が向上する。これらによって、冷却効率を高めることができる。

さらに、冷却効果を高める他の手段として、蓄電モジュール１間にプレート型の伝熱体７５を介在させる方法がある。図４の組電池７においては、伝熱体７５として金属板を介在させて金属板に排熱することで冷却効果を高めている。前記伝熱体７５の材料は熱伝導率が高いアルミニウムや銅が好ましく、これらの金属板に熱吸収性ジェルを加えてもよい。
［第一外装材および第二外装材の材料および作製］
第一外装材１０は、第一金属箔１１の一方の面に第一接着層を介して第一耐熱性樹脂層１２が貼り合わされ、他方の面に第二接着層を介して第一熱可塑性樹脂層１３が貼り合わされている。第一金属箔内側露出部１４は第一熱可塑性樹脂層１３および第二接着層を除去することによって形成し、第一金属箔外側露出部１６は、形成する面に応じて、第一熱可塑性樹脂層１３および第二接着層、または第一耐熱性樹脂層１２および第一接着剤が除去することにより形成している。

第二外装材２０は、第二金属箔２１の一方の面に第三接着層を介して第二耐熱性樹脂層２２が貼り合わされ、他方の面に第四接着層を介して第二熱可塑性樹脂層２３が貼り合わされている。第一外装材２０と同じく、第二金属箔内側露出部２４は第二熱可塑性樹脂層２３および第四接着層を除去することに形成し、第二金属箔外側露出部２６は、形成する面に応じて、第二熱可塑性樹脂層２３および第四接着層、または第二耐熱性樹脂層２２および第三接着層を除去することによって形成している。

なお、図１Ｂ内の部分拡大図は第一接着層、第二接着層、第三接着層および第四接着層の図示を省略している。

前記第一金属箔１１の好ましい材料は軟質のアルミニウム箔であり、厚さは７〜１５０μｍが好ましい。成形性やコストの点で特に３０〜８０μｍの軟質アルミニウム箔が好ましい。一方、第二金属箔２１の好ましい材料は、軟質または硬質のアルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケル箔、銅箔、チタン箔である。これらの箔の好ましい厚さは７〜１５０μｍであり、耐衝撃性や曲げ耐性、コストの点で１５〜１００μｍが好ましい。

また、前記第一金属箔１１および第二金属箔２１はメッキ処理箔やクラッド箔も用いることができる。例えば、第二金属箔２１にとして、銅にニッケルメッキを施したメッキ処理箔や、ステンレスとニッケルのクラッド箔を用いることができる。

さらに、前記第一金属箔層１１、第二金属箔層２１における少なくとも金属箔露出部１４、１６、２４、２６が存在する側の面に化成皮膜が形成されているのが好ましい。前記化成皮膜は、金属箔の表面に化成処理を施すことによって形成される皮膜であり、このような化成処理が施されていることによって、内容物（電解質等）による金属箔表面の腐食を十分に防止できるし、電気の取出し窓となる露出部でも、モジュールを作製する際電解質が付着しても変色や劣化することがなく、大気中の水分などによる腐食の影響も低減できる。化成処理層自体の導電性はほとんどないが、塗膜厚が極めて少ないので通電抵抗もほとんどない。例えば、次のような処理を行うことによって、金属箔に化成処理を施す。即ち、脱脂処理を行った金属箔の表面に、
１）リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
２）リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
クロム酸およびクロム（III）塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
３）リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
クロム酸およびクロム（III）塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
上記１）〜３）のうちのいずれかの水溶液を金属箔の表面に塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。

前記化成皮膜は、クロム付着量（片面当たり）として０．１ｍｇ／ｍ^２〜５０ｍｇ／ｍ^２が好ましく、特に２ｍｇ／ｍ^２〜２０ｍｇ／ｍ^２が好ましい。

前記第一耐熱性樹脂層１２および第二耐熱性樹脂層２２を構成する耐熱性樹脂としては、外装材をヒートシールする際のヒートシール温度で溶融しない耐熱性樹脂を用いる。前記耐熱性樹脂としては、熱可塑性樹脂層１３、２３を構成する熱可塑性樹脂の融点より１０℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、熱可塑性樹脂の融点より２０℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。例えば、ポリエステルフィルムやポリアミドフィルムの他、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等の延伸フィルムが好ましい。また、厚さは９〜５０μｍの範囲が好ましい。

前記第一熱可塑性樹脂層１３および第二熱可塑性樹脂層２３としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムが好ましく、厚さは２０〜８０μｍの範囲が好ましい。

前記第一接着層、第三接着層は二液硬化型のポリエステルポリウレタン系やポリエーテルポリウレタン系の接着剤が好ましく、第二接着層、第四接着層には耐電解質性を考慮してポリオレフィン系の接着剤が好ましい。それぞれの接着剤の好ましい塗布は１〜５ｇ／ｍ^２である。

前記第一外装材１０および第二外装材２０は、各層の貼り合わせの工程で金属露出部を形成した後に極物質層を形成する、あるいは各層の貼り合わせの工程で金属箔に極活物質層を形成することによって作製することができる。詳細には以下のとおりである。
（Ｉ）貼り合わせ工程で金属露出部を形成する作製方法
例えば、ドライラミネート法による金属箔と樹脂層とを貼り合わせる工程で、接着剤を付着させない部分が彫刻されたグラビアロールを用い接着剤を塗布して接着剤未塗布部を形成し、金属箔と樹脂層を貼り合わせた後に接着剤未塗布部上の樹脂層を切除して金属箔を露出させる。上記実施形態の蓄電モジュール１に使用している第一外装材１０は熱可塑性樹脂層１３側の面に金属箔露出部１４、１６を有しているので、上記の手法で第一金属箔１１と第一熱可塑性樹脂層１３とを貼り合わせ、貼り合わせ後に金属箔露出部１４、１６を形成する。

一方、耐熱性樹脂層１２側の面に金属露出部は無いので、第一金属箔１１と第一耐熱性樹脂層１２は周知の貼り合わせ手法によって貼り合わせる。第一耐熱性樹脂層１２と第一熱可塑性樹脂層１３の貼り合わせ順序は問わず、どちらを先に貼り合わせても良い。

上記の工程により形成した第一金属箔内側露出部１４の周囲を易剥離性粘着テープ等でマスキングし、バインダー層６４用組成物および正極活物質層６１用組成物を順次塗工し、乾燥させる。乾燥により正極活物質層６１が完成した後にマスキングを剥がす。

第二外装材２０についても、同様の手順で、第二金属箔２１、第二耐熱性樹脂層２２、第二熱可塑性樹脂層２３の貼り合わせ、第二金属箔内側露出部２４および第二金属箔内側露出部２６の形成、バインダー層６５および負極活物質層６３の積層を行う。

なお、第一外装材１０および／または第二外装材２０の第一耐熱性樹脂層１２および／または第二耐熱性樹脂層２２側の面に金属箔外側露出部を形成する場合は、上記の手法で第一金属箔１１と第一耐熱性樹脂層１２、第二金属箔２１と第二耐熱性樹脂層２２を貼り合わせ後に樹脂層を除去する。
（ＩＩ）極活物質層の塗工後に各層を貼り合わせる方法
第一金属箔１１の第一金属箔内側露出部１４となる部分にバインダー層６４用組成物および正極活物質層６１用組成物を順次塗布し乾燥させて、バインダー層６４および正極活物質層６１を積層する。次に、前記正極活物質層６１の表面を易剥離性粘着テープ等でマスキングし、第一接着剤を用いて第一金属箔１１と第一熱可塑性樹脂層１３とを貼り合わせる。第一金属箔１１の反対側の面には第二接着剤を用いて第一耐熱性樹脂層１２を貼り合わせる。そして、正極活物質層６１上の第一熱可塑性樹脂層１３を切除する。易剥離性粘着テープと第一熱可塑性樹脂層１３とは第二接着剤で強く接着されているので、易剥離性粘着テープは第一熱可塑性樹脂層１３とともに除去され、正極活物質層６１が露出する。前記正極活物質層６１は第一金属箔内側露出部１４上に積層されている。

第一金属箔外側露出部１６には正極活物質層６１を積層しないので、第一金属箔１１の所要部分を易剥離性粘着テープでマスキングして第一熱可塑性樹脂層１３を貼り合わせ、その後第一熱可塑性樹脂層１３ととも易剥離性粘着テープを除去することにより形成できる。あるいは、上記（Ｉ）の接着剤未塗布部を形成して第一金属箔１１と熱可塑性樹脂層１３を貼り合わせる方法によっても第一金属箔外側露出部１６を形成できる。

一方、第一耐熱性樹脂層１２側の面に金属露出部は無いので、第一金属箔１１と第一耐熱性樹脂層１２は周知の貼り合わせ手法によって貼り合わせる。第一耐熱性樹脂層１２と第一熱可塑性樹脂層１３の貼り合わせ順序は問わず、どちらを先に貼り合わせても良い。

第二外装材２０についても、同様の手順で、バインダー層６５および負極活物質層６３の塗工、第二金属箔２１、第二耐熱性樹脂層２２、第二熱可塑性樹脂層２３の貼り合わせ、第二熱可塑性樹脂層２３および易剥離性粘着テープの除去を行い、負極活物質層６３を露出させ、第二金属箔外側露出部２６を形成する。

（Ｉ）（ＩＩ）のいずれかの方法で各層の貼り合わせと極活物質層を形成した後、プレス成形によってエンボス部を形成する。

例えば、図１Ａ等に示した第一外装材１０のエンボス部１８は、正極活物質層６１が天面に接する雄型、雄型が挿入される雌型および押さえ型からなる成形金型でプレス成形して形成する。第二外装材２０のエンボス部２８はの逆方向の突出であるから、負極活物質層６３の反対の面に雄型の天面が接するようにしてプレス成形する。このとき、負極活物質層６３の剥がれの防止と嵌合させるときのサイズ合わせを兼ねてセパレーター６２と同じ材料で第二熱可塑性樹脂層２３をカバーをしてプレスを行うことが好ましい。

エンボス部を成形した第一外装材１０および第二外装材２０は所要寸法にトリミングし、第一金属箔外側露出部１６および第二金属箔外側露出部２６に接続用穴１７、２７を穿設する。なお、第一外装材１０は第一フランジの無い２辺を第二外装材２０から少しはみ出す寸法に裁断しておき、はみ出し部分を熱封止後に折り曲げるようにすれば、切断端面における第一金属箔１１と第二金属箔２１の接触を防止することができる。第一外装材１０と第二外装材１０の寸法を逆にして第二外装材２０を折り曲げるようにしてもよい。

本発明は第一外装材および第二外装材の製造方法を上記の方法に限定するものではなく、他の方法によって作製した外装材を除外するものではない。本発明の蓄電モジュールは、外装材を構成する金属箔に極活物質層が積層されかつエンボス部を有しているので、上記の方法によれば、極活物質層が付与されエンボス部が形成された第一外装材および第二外装材を効率良く作製できる。
［電池要素の構造と材料］
電池要素としてのコアセル６０は、第一金属箔内側露出部１４に積層される正極活物質層６１、セパレーター６２、第二金属箔内側露出部２４に積層される負極活物質層６３およびこれらに付随する層によって構成されている。バインダー層６４、６５は必須の層ではないが、金属箔と極活物質層との密着性を高めるためにこれらの間に介在させることが好ましい層である。コアセル６０の各層およびコアセル６０とともに封入する電解質の好ましい組成および厚みは以下のとおりである。なお、以下に説明する組成等は一例であり、本発明はこれらに限定するものではない。

前記正極活物質層６１は、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム塩など）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、直鎖型多糖類等のバインダーに、リチウム塩（例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム等）を添加した混合組成物などで形成される。前記正極活物質層６１の厚さは、２μｍ〜３００μｍに設定されるのが好ましい。前記正極活物質層６１には、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。

前記負極活物質層６３は、例えば、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣ、ＰＡＮ、直鎖型多糖類等のバインダーに、添加物（例えば、黒鉛、チタン酸リチウム、Ｓｉ系合金、スズ系合金等）を添加した混合組成物等で形成される。前記負極活物質層６３の厚さは、１μｍ〜３００μｍに設定されるのが好ましい。前記負極活物質層６３には、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。

前記セパレーター６２は、例えば、ポリエチレン製セパレーター、ポリプロピレン製セパレーター、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとからなる複層フィルムで形成されるセパレーター、あるいはこれの樹脂製セパレーターにセラミック等の耐熱無機物を塗布した湿式または乾式の多孔質フィルムで構成されるセパレーター等が挙げられる。前記セパレーター６２の厚さは、５μｍ〜１００μｍに設定されるのが好ましい。

なお、前記セパレーター６２は確実に絶縁するためにエンボス部（電池要素室）の開口部の各辺より２〜５ｍｍ大きいサイズのものを使用することが好ましい。また、耐熱無機物を塗布していないセパレーターであれば熱封止時に第一熱可塑性樹脂層１３および第二熱可塑性樹脂層２３と融合するので、複数の電池要素室とともに熱封止部を覆う大サイズのセパレーターも使用できる。図１Ｂの蓄電モジュール１は１枚のセパレーター６２で全ての電池要素室６０を覆っている。

前記バインダー層６４は、例えば、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣ、ＰＡＮ、直鎖型多糖類等で形成された層が挙げられる。また、前記バインダー層６４には、第一金属箔１１と正極活物質層６１の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。前記バインダー層６４の厚さは、０．２μｍ〜１０μｍに設定されるのが好ましい。バインダー層６４を１０μｍ以下とすることで、導電性を持たないバインダーによるコアセル６０の内部抵抗の増大を極力抑制することができる。

前記バインダー層６５は、例えば、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣ、ＰＡＮで形成された層が挙げられる。前記バインダー層６５には、第二金属箔２１と負極活物質層６３の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、ＣＮＴ等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。前記バインダー層の厚さは、０．２μｍ〜１０μｍに設定されるのが好ましい。前記バインダー層を１０μｍ以下とすることで、導電性を持たないバインダーによるコアセル６０の内部抵抗の増大を極力抑制することができる。

第一外装材１０の第一金属箔内側露出部１４にバインダー層６４および正極活物質層６１を積層する場合は、第一金属箔１１に各層の組成物を順次塗工し、乾燥させる。第二外装材２０の第二金属箔内側露出部２４にバインダー層６５および負極活物質層６３を積層する場合も同様の手順で行う。

前記電解質としては、水、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジメトキシエタンからなる群より選ばれる少なくとも１種の溶媒と、リチウム塩とを含む電解質を挙示できる。前記リチウム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、テトラフルオロホウ酸４級アンモニウム塩等が挙げられる。前記４級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩などが挙げられる。また、前述の電解質が、ＰＶＤＦ、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）等とゲル化したものを用いてもよい。

さらに、本発明の蓄電モジュールが電気２重層キャパシタである場合の好ましい材料は以下のとおりである。

第一金属箔１１および第二金属箔２１はいずれも、厚さが７μｍ〜５０μｍの硬質のアルミニウム箔で形成されるのが好ましい。また、正極活物質層および負極活物質層はカーボンブラックまたはＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電材を含有する組成物で構成されていることが好ましい。セパレーターは厚さ５μｍ〜１００μｍの多孔質のポリセルロース膜または厚さ５μｍ〜１００μｍの不織布等が好ましい。
［蓄電モジュールの製造方法］
前記蓄電モジュール１は、第一外装材１０および第二外装材２０で外装体３０を組み立てる工程でセパレーター６２を挟み、電解質を注入して熱封止する。ここで説明する第一外装材１０および第二外装材２０は正極活物質層６１および負極活物質層６３が積層され、かつエンボス部１８，２８が形成されている。
（１）第一外装材１０を、第一熱可塑性樹脂層１３が上を向くように置き、各第一エンボス部１８による窪みに電解質を注入する。
（２）第一外装材１０の上にセパレーター６２を置き、さらにその上に第二外装材２０を重ね、第一外装材１０の第一エンボス部１８に第二外装材２８の第二エンボス部２８を嵌め入れて外装体３０を組み立てる。この組み立てによって電池要素室４０が形成される。また、この組み立て状態において、第一フランジ１５は第二外装材２０の端部から延出するとともに第二フランジ２５は第一外装材１０の端部から延出して、第一金属箔外側露出１６および第二金属箔外側露出部２６は外装体３０の外面に露出している。
（３）９個の電池要素室４０の外周部、即ち第一外装材１０および第二外装材２０の外周部の４辺をクリップ等で仮押さえし、第一フランジ１５の第一金属箔外側露出部１６および第二フランジ２５の第二金属箔外側露出部２６にクリップを繋いで予備充電を行い、１００℃の恒温槽に８時間入れて電池要素室４０内のガス抜きを行う。
（６）減圧下で、各電池要素室４０に対して周囲の４辺の上下を熱板で挟み付けて熱封止して熱封止部５０を形成する。この熱封止により、電池要素室４０内にコアセルお６０よび電解質が封入される。

上記製造方法は、その一例を挙げたものに過ぎず、特にこのような製造方法に限定されるものではない。

組電池は、所要個数の蓄電モジュールを積層し、あるいは伝熱体７５を介在させて積層し、上述した方法により積層方向において隣合うモジュールを連結する。本発明の組電池における積層数は任意である。

本発明にかかる組電池用途は限定されないが、電気が必要な自動車、自転車、二輪車、電車、飛行機、船舶などの電源、具体的にはハイブリッド車や電気自動車、工業用・家庭用蓄電池等の容量が大きなリチウム２次電池（リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等）モジュール、固体電池モジュール、同用途のリチウムイオンキャパシタモジュール、同上用途の電気２重層コンデンサモジュールに用いることができる。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
〈実施例１〉
図１Ａおよび図１Ｂに示す構造の蓄電モジュール１を作製した。

前記蓄電モジュール１の外装体３０を構成する第一外装材１０および第二外装材２０は、上述した２つの方法のうちの「（ＩＩ）極活物質層の塗工後に各層を貼り合わせる方法」に基づいて作製した。
（第一外装材の作製）
第一金属箔１１はＪＩＳ Ｈ４１６０で分類されるＡ８０７９の厚さ４０μｍの軟質のアルミニウム箔であり、両面に化成処理を施した。第一耐熱性樹脂層１２は厚さ２５μｍの二軸延伸ポリアミドフィルムであり、第一接着剤は二液硬化型のポリエステルポリウレタン接着剤である。第一熱可塑性樹脂層１３は厚さ４０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムであり、第二接着剤は二液硬化型のオレフィン系接着剤である。正極活物質層６１用ペーストとして、コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質１００重量部と導電材としてのアセチレンブラック５重量部、結着剤兼電解液保持剤としてのフッ化ビニリデン１０重量部として有機溶媒に混練分散させたペーストを用いた。バインダー層６４用接着剤としてジメチルホルムアミドに溶かしたＰＶＤＦを用いた。

第一金属箔内側露出部１４の寸法は３０ｍｍ×３０ｍｍであり、３列×３列で９個形成した。また、第一金属箔外側露出部１６の寸法は２０ｍｍ×１４０ｍｍである。

前記第一金属箔１１の一方の面において、第一金属箔内側露出部１４となる９カ所に２０ｍｍ間隔でバインダー層６４用接着剤を塗布した。バインダー層６４の１カ所の塗布部は３０ｍｍ×３０ｍｍであり、塗布厚みは０．５μｍである。前記バインダー層６４上に正極活物質層６１用ペーストを塗布し乾燥させて、厚みが３０μｍの正極活物質層６１を形成した。前記正極活物質層６１上にマスキング用のポリエステル粘着テープを貼り付け、ドライラミネート法により、第一金属箔外側露出部１６に対応する部分が接着剤未塗布部分となるように第二接着剤を厚みが３μｍとなるように塗布して第一熱可塑性樹脂層１３を貼り合せ、５０℃のエージング炉で３日間養生した。次に、ポリエステル粘着テープ貼付部分および接着剤未塗布部分の第一熱可塑性樹脂層１３をレーザー刀で切除した。これにより、第一金属箔内側露出部１４上に積層した正極活物質層６１が露出するとともに、第一金属箔外側露出部１６が形成された。

前記第一金属箔１１の他方の面に、ドライラミネート法により、第一接着剤を厚みが３μｍとなるように塗布して第一耐熱性樹脂層１２を貼り合せ、５０℃のエージング炉で３日間養生した。

前記第一外装材１０の９カ所の正極活物質層６１の形成箇所にプレス成形を施して第一耐熱性樹脂層１２側の面が突出するエンボス部１８を形成した。前記エンボス部１８は４０ｍｍ×４０ｍｍ×深さ４ｍｍであり、天面内側の中央に正極活物質層６１が露出している。

前記第一外装材１０はトリミングして平面寸法が１８０ｍｍ×１５０ｍｍとなるように形を整え、第一金属箔外側露出部１６に接続用穴１７を穿設した。
（第二外装材）
第二金属箔２１はＪＩＳ Ｈ３１００で分類されるＣ１１００Ｒの厚さ１５μｍの硬質銅箔であり、両面に化成処理を施した。第二耐熱性樹脂層２２は厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムであり、第三接着剤は二液硬化型のポリエステルポリウレタン接着剤である。第二熱可塑性樹脂層２３は厚さ４０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムであり、第四接着剤は二液硬化型のオレフィン系接着剤である。負極活物質層６３用ペーストとして、カーボン粉末を主成分とする負極活物質５７質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのＰＶＤＦ５質量部、ヘキサフルオロプロピレンと無水マレイン酸の共重合体１０質量部、アセチレンブラック（導電材）３質量部、Ｎ−メチル―２−ピロリドン（有機溶媒）２５質量部が混練分散されてなるペーストを用いた。バインダー層６５用接着剤としてジメチルホルムアミドに溶かしたＰＶＤＦを用いた。

前記第二金属箔２１の一方の面において、第二金属箔内側露出部２４となる９カ所に５０ｍｍ間隔でバインダー層６５用接着剤を塗布し、１００℃で３０分間乾燥させた。バインダー層６５の１カ所の塗布部は３０ｍｍ×３０ｍｍであり、乾燥後の塗布厚みは０．５μｍである。前記バインダー層６５上に負極極活物質層６３用ペーストを塗布して１００℃で３０分間乾燥させ、さらに熱プレスを行うことにより、密度が１．５ｇ／ｃｍ、厚みが２０．１μｍの負極活物質層６３を形成した。前記負極活物質層６３上にマスキング用のポリエステル粘着テープを貼り付け、ドライラミネート法により、第二金属箔外側露出部２６に対応する部分が接着剤未塗布部分となるように第四接着剤を厚みが３μｍとなるように塗布して第二熱可塑性樹脂層２３を貼り合せ、５０℃のエージング炉で３日間養生した。次に、ポリエステル粘着テープ貼付部分および接着剤未塗布部分の第二熱可塑性樹脂層２３をレーザー刀で切除した。これにより、第二金属箔内側露出部１４上に積層した負極活物質層６３が露出するとともに、第二金属箔外側露出部２６が形成された。

前記第二金属箔２１の他方の面に、ドライラミネート法により、第三接着剤を厚みが２μｍとなるように塗布して第二耐熱性樹脂層２２を貼り合せ、５０℃のエージング炉で３日間養生した。

前記第二外装材２０の９カ所の負極活物質層６３の形成箇所に反対面からプレス成形を施して、第二熱可塑性樹脂層２３側の面が突出するエンボス部２８を形成した。前記エンボス部２８は４０ｍｍ×４０ｍｍ×深さ４ｍｍであり、天面外側の中央に負極活物質層６３が露出している。

前記第二外装材２０はトリミングして平面寸法が１８０ｍｍ×１５０ｍｍとなるように形を整え、第二金属箔外側露出部２６に接続用穴２７を穿設した。
（蓄電モジュールの作製）
セパレーター６２は、ポリプロピレンからなり、１４０ｍｍ角で厚さ８μｍの多孔質の湿式セパレーターを用いた。前記セパレーター６２は９個の電池要素室４０の正極活物質層６１と負極活物質層６３を１枚のセパレーター６２で絶縁できる寸法に設定されている。電解質として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）が等量体積比で配合された混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）が濃度１モル／Ｌで溶解された電解液を用いた。

第一外装材１０を第一熱可塑性樹脂層１３が上を向くように置き、各第一エンボス部１８による窪みに５ｍＬの電解質を注入した。前記第一外装材１０の上にセパレーター６２を置き、さらにその上に第二外装材２０を重ね、第一外装材１０の第一エンボス部１８に第二外装材２８の第二エンボス部２８を嵌め入れて外装体３０を組み立てて電池要素室４０を形成した。また、この組み立て状態において、第一フランジ１５は第二外装材２０の端部から延出するとともに第二フランジ２５は第一外装材１０の端部から延出して、第一金属箔外側露出１６および第二金属箔外側露出部２６は外装体３０の外面に露出している。９個の電池要素室４０の外周部、即ち第一外装材１０および第二外装材２０の外周部の４辺をクリップで仮押さえし、第一フランジ１５の第一金属箔外側露出部１６および第二フランジ２５の第二金属箔外側露出部２６にクリップを繋いで４．２Ｖの電池電圧が発生するまで予備充電を行い、１００℃の恒温槽に８時間入れて電池要素室４０内のガス抜きを行った。ガス抜き後、３．０Ｖの放電状態で且つ０．０８６ＭＰａの減圧下で、各電池要素室４０に対して周囲の４辺の上下を２００℃の熱板で０．３ＭＰａの圧力で挟み付けて３秒間熱封止を行った。この熱封止により、電池要素室４０内にコアセル６０および電解質が封入された。
〈比較例１〉
エンボス部を持たない第一外装材および第二外装材を用いてフラットな蓄電モジュールを作製した。前記第一外装材および第二外装材は実施例１の第一外装材１０および第二外装材２０とはエンボス部を持たないことを除いて共通である。

まず、前記第一外装体と第二外装体とを向かい合わせた。このとき、両者間にセパレーターを挟むとともに、注射針を各正極活物質層および負極活物質層の位置に達するように挟んで外装体を組み立てた。前記注射針の端部は外装体外に引き出しておく。各正極活物質層および負極活物質層の周囲を熱封止して熱封止部を形成し、注射針を通じて電解質を注入し、注射針に封をした。実施例１と同じ条件で予備充電を行い、１００℃の恒温槽に８時間入れてガス抜きを行った。ガス抜き後注射針を抜き、抜き跡の穴を、３．０Ｖの放電状態で且つ０．０８６ＭＰａの減圧下で２００℃の熱板で０．３ＭＰａの圧力で挟み付けて３秒間熱封止を行った。この熱封止により、電池要素室内にコアセルおよび電解質が封入された。
〈評価〉
上記のようにして得られた実施例１および比較例１の蓄電モジュールについて、下記評価法に基づいて評価を行った。評価結果を表１に示す。

蓄電モジュールを４．２Ｖにフル充電した後、１８℃室温下で１Ｃの充放電（１時間で充電、１時間で放電）を１００回繰り返し、再度フル充電したときの電圧と容量を測定した。また、フル充電した電池を１Ｃの放電をしたとき、０．２Ｃの放電をしたときの温度を温度センサーにて計測し、平均値を出した。温度計測位置は実施例１および比較例１ともに、３列×３列の中央の電池要素室の外面中央部である。

表１の通り、実施例１と比較例１とは電池容量に違いは見られず、１００サイクルの充放電を繰り返しても同じ結果となった。また、放電時の発熱量については、１Ｃ放電時も０．２放電時も比較例１に対し実施例１の組電池は発熱が抑えられ、放熱効果が高いことを確認した。

また、上記の評価結果より、複数個の蓄電モジュールを積層した組電池においても放熱効果に差が生じることは明白である。

本発明の蓄電モジュールは各種電源として好適に利用できる。

１…蓄電モジュール
５、６、７…組電池
１０…第一外装材
１１…第一金属箔
１２…第一耐熱性樹脂層
１３…第一熱可塑性樹脂層
１４…第一金属箔内側露出部
１５…第一フランジ
１６…第一金属箔外側露出部
１８…第一エンボス部
２０…第二外装材
２１…第二金属箔
２２…第二耐熱性樹脂層
２３…第二熱可塑性樹脂層
２４…第二金属箔内側露出部
２５…第二フランジ
２６…第二金属箔外側露出部
２８…第二エンボス部
３０…外装体
４０…電池要素室
５０…熱封止部
６０…コアセル（電池要素）
６１…正極活物質層
６２…セパレーター
６３…負極活物質層
７０、７１空間
７５…伝熱体

Claims (5)

1. 第一金属箔の一方の面に第一耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第一熱可塑性樹脂層が積層され、前記第一熱可塑性樹脂層側の面に第一金属箔が露出する第一金属箔内側露出部を有する第一外装材と、
   第二金属箔の一方の面に第二耐熱性樹脂層が積層され他方の面に第二熱可塑性樹脂層が積層され、前記第二熱可塑性樹脂層側の面に第二金属箔が露出する第二金属箔内側露出部を有する第二外装材と、
   第一金属箔内側露出部に積層された正極活物質層と、第二金属箔内側露出部に積層された負極活物質層と、これらの間に配置されるセパレーターとを有する電池要素とを備え、
   前記第一外装材および第二外装材のうちの少なくとも一方は、第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部を含む領域にエンボス部を有し、前記第一外装材の第一熱可塑性樹脂層と第二外装材の第二熱可塑性樹脂層とが向かい合い、第一熱可塑性樹脂層と第二熱可塑性樹脂層とが融着した熱封止部に囲まれることによって、室内に第一金属箔内側露出部および第二金属箔内側露出部が臨む１室以上の電池要素室を有し、かつ前記エンボス部によって凹凸を有する外面となされた外装体が形成され、
   前記電池要素室内に電解質とともに封入された電池要素は、正極活物質層が第一金属箔内側露出部に導通するとともに負極活物質層が第二金属箔内側露出部に導通していることを特徴とする蓄電モジュール。
2. 前記外装体の外面に、第一金属箔が露出する第一金属箔外側露出部および第二金属箔が露出する第二金属箔外側露出部の少なくとも一方が形成されている請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. ２個以上の、請求項１または２に記載された蓄電モジュールを有し、それらの蓄電モジュールが外装体の凹凸表面によって隣合う蓄電モジュール間に空間が形成される態様で積層され、かつそれらの蓄電モジュールが直列に連結されていることを特徴とする組電池。
4. 蓄電モジュールの積層方向において、電池要素室と熱封止部とが重なり合うように複数の蓄電モジュールが積層されている請求項３に記載の組電池。
5. 積層方向において隣合う蓄電モジュールの間に伝熱体が配置されている請求項３または４に記載の組電池。
   

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