JP2020043036A - 電池、電池パック及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】外装部材の内部に複数の電極群が設けられる構成において、電極群の間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、電池は、外装部材と、複数の電極群と、シート部材と、を備える。外装部材の内部では、シート部材が、互いに対して隣り合う電極群の間を隔離する隔壁になる。シート部材は、金属層及び絶縁層を備える。シート部材では、金属層は、隔離する対象となる隣り合う電極群の間を電気的に接続する電気経路を、形成する。シート部材では、絶縁層は、隔離する対象となる隣り合う電極群の配列方向について金属層の両側に積層される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電池、電池パック及び車両に関する。

近年、リチウムイオン電池等の電池は、車両へ搭載する等、様々な適用が進められている。このため、電池のさらなる高容量化、長寿命化、及び、高出力化が、求められている。例えば、電極群の負極活物質としてリチウムチタン含有酸化物が用いられる電池では、充放電に伴うリチウムチタン含有酸化物の体積変化が小さいため、サイクル特性に優れる。また、リチウムチタン含有酸化物のリチウム吸蔵放出反応では、原理的に、リチウム金属が析出し難い。このため、電極群の負極活物質としてリチウムチタン含有酸化物が用いられる電池では、大電流での充放電を繰り返しても、性能劣化が小さい。

一方、リチウムイオン電池等の電池では、電極群を大型化しても、電極群を１つのみ備える単電池から得られる電圧は、２．３Ｖ以上３．７Ｖ以下程度である。したがって、高電圧を得るためには、複数の単電池を電気的に接続する必要がある。単電池を複数備え、単電池のそれぞれを制御するためには、複数の単電池を備える電池パック等の装置全体が、大型化する。

例えば、１つの電池において、外装部材の内部で複数の電極群を電気的に直列に接続することにより、装置全体を大型化することなく、高電圧を得ることが可能である。ただし、外装部材の内部に複数の電極群が収納される構成では、電極群の間が電解液を介して短絡し、電極群の間が、イオン伝導によって短絡する可能性がある。

非水電解質として、電解液の代わりにゲル状電解質が用いられる電池もある。ゲル状電解質としては、例えば、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、及び、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等の高分子に電解液を染み込ませることにより半固形化したもの等が、挙げられる。また、ゲル状電解質は、イオン伝導度がある程度高いため、ゲル状電解質が用いられる電池でも、十分な出力密度が得られる。ただし、ゲル状電解質は、軟化し易い。このため、外装部材の内部に複数の電極群が収納される構成では、電極群の間が軟化したゲル状電解質を介して短絡し、電極群の間が、イオン伝導によって短絡する可能性がある。

特許第３８６６７４０号公報 特開平１１−２６０３２５号公報

本発明が解決しようとする課題は、外装部材の内部に複数の電極群が設けられる構成において、電極群の間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池を提供することにある。また、その電池を備える電池パック、及び、その電池パックを備える車両を提供することにある。

実施形態によれば、電池は、外装部材と、複数の電極群と、１つ以上のシート部材と、を備える。複数の電極群は、外装部材の内部に収納され、電極群のそれぞれは、正極及び負極を備える。外装部材の内部では、シート部材が、互いに対して隣り合う電極群の間を隔離する隔壁になる。シート部材は、金属層及び絶縁層を備える。シート部材では、金属層は、隔離する対象となる隣り合う電極群の間を電気的に接続する電気経路を、形成する。シート部材では、絶縁層は、電気的絶縁性を有する材料から形成され、隔離する対象となる隣り合う電極群の配列方向について金属層の両側に積層される。

また、実施形態によれば、前述の電池を１つ以上備える電池パックが提供される。

また、実施形態によれば、前述の電池パックを備える車両が提供される。

図１は、第１の実施形態に係る電池を示す概略図である。 図２は、図１のＡ１−Ａ１断面を概略的に示す断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る電池の複数の電極群のそれぞれの構成の一例を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係る電池のシート部材の構成を示す概略図である。 図５は、図２のＡ２−Ａ２断面を概略的に示す断面図である。 図６は、図２のＡ３−Ａ３断面を概略的に示す断面図である。 図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る電池を概略的に示す断面図である。 図８は、第１の実施形態の第２の変形例に係る電池を概略的に示す断面図である。 図９は、第１の実施形態の第３の変形例に係る電池のシート部材を概略的に示す断面図である。 図１０は、第１の実施形態の第４の変形例に係る電池のシート部材を概略的に示す断面図である。 図１１は、実施形態に係る電池を用いた電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。 図１２は、図１１の電池パックの回路構成を示す概略図である。 図１３は、実施形態に係る電池を用いた電池パックが搭載される車両の一例を示す概略図である。 図１４は、実施形態に係る電池を用いた電池パックが搭載される車両において、電気系統に関する制御システムの一例を示す概略図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

［電池］
まず、実施形態に係る電池について説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、電池の一例として第１の実施形態の電池１を示す。電池１は、例えば、二次電池である。なお、図２は、図１のＡ１−Ａ１断面を示す。図１及び図２等に示すように、本実施形態の電池１は、外装部材３Ａ，３Ｂと、複数（本実施形態では２つ）の電極群５Ａ，５Ｂと、シート部材７と、電解質（図示しない）と、を備える。外装部材３Ａ，３Ｂは、電池１の外装を形成する。電極群５Ａ，５Ｂ、シート部材７、及び、電解質は、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に収納される。電解質は、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれに保持される（含侵される）。外装部材３Ａ，３Ｂの内部に電極群５Ａ，５Ｂ、シート部材７、及び、電解質が収納された状態で外装部材３Ａ，３Ｂの間を封止することにより、電池１が形成される。

本実施形態では、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれは、２つの樹脂層１１，１２と、樹脂層１１，１２の間に介在した金属層１３と、を含むラミネートフィルムから形成される。ラミネートフィルムの樹脂層１１，１２は、電気的絶縁性及び熱融着性を有する樹脂から形成される。ラミネートフィルムから形成される外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれでは、樹脂層１１から外表面が形成され、樹脂層１２から内表面が形成される。したがって、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれでは、金属層１３は、露出しない。

外装部材３Ａ，３Ｂの内部では、電極群５Ａ，５Ｂが、配列される。したがって、本実施形態の電池１では、電極群５Ａ，５Ｂの配列方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）が規定される。また、電池１では、配列方向に対して交差する第１の方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、配列方向及び第１の方向の両方に対して交差する第２の方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。第１の方向は、例えば、配列方向に対して垂直又は略垂直な方向であり、第２の方向は、例えば、配列方向及び第１の方向の両方に対して垂直又は略垂直な方向である。なお、図１は、配列方向の一方側から視た状態を示し、図２は、第２の方向に対して垂直又は略垂直な断面を、示す。また、電池１では、外装部材３Ａ，３Ｂの外縁（Ｅ１，Ｅ２）に沿う周方向（矢印Ｒ１及び矢印Ｒ２で示す方向）が、規定される。

シート部材７は、電極群５Ａ，５Ｂの配列方向について電極群５Ａ，５Ｂの間に、配置される。外装部材３Ａ，３Ｂの内部では、シート部材７によって、互いに対して隣り合って配列される電極群５Ａ，５Ｂの間が隔離される。このため、シート部材７は、電極群５Ａ，５Ｂの間を隔離する隔壁になり、互いに対して隣り合う２つの電極群５Ａ，５Ｂは、シート部材７によって隔離する対象となる。前述のような構成であるため、外装部材３Ａ，３Ｂの内部は、電極群５Ａが配置される空間８Ａ、及び、電極群５Ｂが配置される空間８Ｂに、シート部材７によって分離される。なお、電解質は、空間８Ａにおいて電極群５Ａに保持されるとともに、空間８Ｂにおいて電極群５Ｂに保持される。

図３は、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれの構成の一例を示す図である。図３等示すように、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれは、負極１５と、セパレータ１６と、正極１７と、を備える。セパレータ１６は、負極１５と正極１７との間に介在し、負極１５と正極１７との間を電気的に絶縁する。図３の一例では、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれは、正極１７と負極１５との間にセパレータ１６を介在させた状態で渦巻状に捲回された構造を有し、例えば、偏平形状に形成される。また、別の一例では、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれにおいて、負極１５、正極１７及びセパレータ１６が平板状に形成される。そして、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれは、正極１７、セパレータ１６、負極１５及びセパレータ１６の順で積層された構造を有する。

負極１５は、負極集電体３１と、負極合剤層３２と、を備える。負極合剤層３２は、負極集電体３１の両面又は片面に担持される。同様に、正極１７は、正極集電体３５と、正極合剤層３６と、を備える。正極合剤層３６は、正極集電体３５の両面又は片面に担持される。また、負極集電体３１は、負極合剤層３２が無担持の部分である負極集電タブ３３を備える。同様に、正極集電体３５は、正極合剤層３６が無担持の部分である正極集電タブ３７を備える。本実施形態では、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれにおいて、負極集電タブ３３が、正極１７及びセパレータ１６に対して突出する。そして、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれでは、正極集電タブ３７が、負極集電タブ３３が突出する側とは反対側へ、負極１５及びセパレータ１６に対して突出する。

図２等に示すように、電池１は、リード２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂを備える。本実施形態では、電極群５Ａにリード２１Ａ，２２Ａが接続され、電極群５Ｂにリード２１Ｂ，２２Ｂが接続される。本実施形態では、電極群５Ａにおいて、正極集電タブ３７にリード２１Ａが接続され、負極集電タブ３３にリード２２Ａが接続される。そして、電極群５Ｂにおいて、負極集電タブ３３にリード２１Ｂが接続され、正極集電タブ３７にリード２２Ｂが接続される。リード２１Ａ，２１Ｂは、外装部材３Ａ，３Ｂの外部に突出する。本実施形態では、リード２１Ａは、空間８Ａから外部に延出され、リード２１Ｂは、空間８Ｂから外部に延出される。また、電池１では、リード２１Ａ，２１Ｂにおいて外装部材３Ａ，３Ｂの外部への突出部分が、電極端子となる。本実施形態では、リード２１Ａの外部への突出部分が、電池１の正極端子となり、リード２１Ｂの外部への突出部分が、電池１の負極端子となる。

本実施形態では、リード２１Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対して、リード２１Ａが位置する側に、位置する。そして、リード２１Ａ，２１Ｂは、第２の方向について、互いに対して離れて配置される。また、リード２２Ａ，２２Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対して、リード２１Ａ，２１Ｂが位置する側とは反対側に位置する。なお、図２は、リード２１Ａを通り、かつ、リード２２Ａ，２２Ｂを通る断面を示す。

シート部材７は、金属層２５と、２つの絶縁層２６，２７と、を含むラミネートシートから形成される。シート部材７では、絶縁層２６，２７の間に金属層２５が介在する。金属層２５は、導電性を有する金属から形成される。また、絶縁層２６，２７は、電気的絶縁性及び熱融着性を有する樹脂から形成され、外装部材３Ａ，３Ｂの樹脂層１２と同一の材料から形成されることが好ましい。金属層２５は、電極群５Ａ，５Ｂの配列方向について一方側、すなわち、電極群５Ａが位置する側を向く面（第１の面）４１を、備える。また、金属層２５は、電極群５Ａ，５Ｂの配列方向について面４１が向く側とは反対側、すなわち、電極群５Ｂが位置する側を向く面（第２の面）４２を、備える。シート部材７では、金属層２５の面４１に、絶縁層（第１の絶縁層）２６が積層され、金属層２５の面４２に、絶縁層（第２の絶縁層）２７が積層される。前述のように絶縁層２６，２７が積層されるため、シート部材７では、電極群５Ａ，５Ｂの配列方向について金属層２５の両側に、絶縁層（２６，２７）が積層される。

図４は、シート部材７の構成を示し、図５は、図２のＡ２−Ａ２断面を示す。図４は、金属層２５の面（第１の面）４１が向く側からシート部材７を視た状態を示す。図２、図４及び図５等に示すように、シート部材７では、絶縁層２６に、開口孔（第１の開口孔）４３が形成され、絶縁層２７に、開口孔（第２の開口孔）４５が形成される。開口孔４３では、金属層２５の面４１に絶縁層２６が積層されず、金属層２５の面４１が露出する。また、開口孔４５では、金属層２５の面４２に絶縁層２７が積層されず、金属層２５の面４２が露出する。絶縁層２６は、開口孔４３を囲む縁面（第１の縁面）６３を備え、絶縁層２７は、開口孔４５を囲む縁面（第２の縁面）６５を備える。縁面（開口縁面）６３は、開口孔４３の周面となり、縁面（開口縁面）６５は、開口孔４５の周面となる。なお、図５は、開口孔４３，４５を通り、かつ、第１の方向に対して垂直又は略垂直な断面が示される。

本実施形態では、開口孔４３，４５は、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対してリード２２Ａ，２２Ｂが位置する側に、形成される。このため、開口孔４５は、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対して、開口孔４３が位置する側に位置する。また、絶縁層（第１の絶縁層）２６は、金属層２５の面（第１の面）４１において、開口孔（第１の開口孔）４３を除く領域の全体又は略全体に渡って、積層される。そして、絶縁層（第２の絶縁層）２７は、金属層２５の面（第２の面）４２において、開口孔（第２の開口孔）４５を除く領域の全体又は略全体に渡って、積層される。

電池１では、開口孔４３において、リード２２Ａが金属層２５に接続される。このため、シート部材７によって隔離する対象となる電極群５Ａ，５Ｂの一方である電極群５Ａは、開口孔（第１の開口孔）４３で、金属層２５に電気的に接続される。また、電池１では、開口孔４５において、リード２２Ｂが金属層２５に接続される。このため、シート部材７によって隔離する対象となる電極群５Ａ，５Ｂの他方である電極群５Ｂは、開口孔（第２の開口孔）４５で、金属層２５に電気的に接続される。したがって、リード２２Ａ，２２Ｂ及びシート部材７の金属層２５によって、電極群５Ａ，５Ｂの間を電気的に接続する電気経路が形成される。本実施形態では、電極群５Ａ，５Ｂが前述のように金属層２５に接続されるため、電極群５Ａ，５Ｂは、互いに対して電気的に直列に接続される。

図６は、図２のＡ３−Ａ３断面を示す。図１、図２、図５及び図６等に示すように、電池１では、外装部材３Ａ，３Ｂの間が封止される封止部４６が設けられる。封止部４６は、電池１の周方向について、全周に渡って連続して形成される。このため、封止部４６によって、外装部材３Ａ，３Ｂの内部が、外部に対して密閉される。封止部４６では、リード２１Ａ，２１Ｂが外部へ延出される部分を除き、シート部材７の絶縁層（第１の絶縁層）２６が、外装部材３Ａの樹脂層１２（外装部材３Ａの内表面）に直接的に融着する。また、封止部４６では、リード２１Ａ，２１Ｂが外部へ延出される部分を除き、シート部材７の絶縁層（第２の絶縁層）２７が、外装部材３Ｂの樹脂層１２（外装部材３Ｂの内表面）に直接的に融着する。なお、図６では、リード２１Ａ，２１Ｂ及び封止部４６を通り、かつ、第１の方向に対して垂直又は略垂直な断面が示される。

また、リード２１Ａの外表面には、バンド４７Ａが巻付けられた状態で取付けられ、リード２１Ｂの外表面には、バンド４７Ｂが巻付けられた状態で取付けられる。バンド４７Ａ，４７Ｂのそれぞれは、電気的絶縁性及び熱融着性を有する樹脂から形成され、外装部材３Ａ，３Ｂの樹脂層１２及びシート部材７の絶縁層２６，２７と同一の材料から形成されることが好ましい。

封止部４６においてリード２１Ａが外部へ延出される部分では、リード２１Ａと外装部材３Ｂとの間に、シート部材７が介在する。このため、封止部４６においてリード２１Ａが外部へ延出される部分では、シート部材７の絶縁層（第１の絶縁層）２６が、リード２１Ａのバンド４７Ａを介して、外装部材３Ａの樹脂層１２（外装部材３Ａの内表面）に融着し、シート部材７の絶縁層（第２の絶縁層）２７が、外装部材３Ｂの樹脂層１２（外装部材３Ｂの内表面）に直接的に融着する。また、封止部４６においてリード２１Ｂが外部へ延出される部分では、リード２１Ｂと外装部材３Ａとの間に、シート部材７が介在する。このため、封止部４６においてリード２１Ｂが外部へ延出される部分では、シート部材７の絶縁層（第１の絶縁層）２６が、外装部材３Ａの樹脂層１２（外装部材３Ａの内表面）に直接的に融着し、シート部材７の絶縁層（第２の絶縁層）２７が、リード２１Ｂのバンド４７Ｂを介して、外装部材３Ｂの樹脂層１２（外装部材３Ｂの内表面）に融着する。

前述のように、シート部材７の絶縁層（２６，２７）が外装部材（３Ａ，３Ｂ）の樹脂層１２に融着することにより、シート部材７が外装部材３Ａ，３Ｂに強固に取付けられ、外装部材３Ａ，３Ｂの内部において電極群５Ａ，５Ｂが適切に隔離される。また、シート部材７の絶縁層２６，２７及びバンド４７Ａ，４７Ｂが設けられることにより、リード２１Ａ，２１Ｂに対するシート部材７の金属層２５の電気的絶縁が、適切に確保される。なお、リード２１Ａでは、封止部４６を形成する部位及びその近傍にのみバンド４７Ａが取付けられ、封止部４６を形成する部位から離れた部位は、バンド４７Ａで覆われない。同様に、リード２１Ｂでは、封止部４６を形成する部位及びその近傍にのみバンド４７Ｂが取付けられ、封止部４６を形成する部位から離れた部位は、バンド４７Ｂで覆われない。

本実施形態では、シート部材７が設けられることにより、電極群５Ａ，５Ｂが互いに対して隔離される。そして、電極群５Ａは、開口孔４３においてのみ、シート部材７の金属層２５に電気的に接続され、電極群５Ｂは、開口孔４５においてのみ、シート部材７の金属層２５に電気的に接続される。また、絶縁層２６が設けられることにより、開口孔４３以外の部位では、電解液及びゲル状電解質等の電解質を介して電極群５Ａと金属層２５の面４１との間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、イオン伝導による電極群５Ａと金属層２５との間の短絡が、有効に防止される。同様に、絶縁層２７が設けられることにより、開口孔４５以外の部位では、電解質を介して電極群５Ｂと金属層２５の面４２との間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、イオン伝導による電極群５Ｂと金属層２５との間の短絡が、有効に防止される。

前述のような構成であるため、本実施形態の電池１では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ，５Ｂを設けても、電解質を介して電極群５Ａ，５Ｂの間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、本実施形態では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ，５Ｂが設けられる構成において、電極群５Ａ，５Ｂの間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池１が提供される。

（第１の実施形態の変形例）
図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る電池１を示す。本変形例では、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれは、ラミネートフィルムから形成されず、ステンレス鋼等の金属から形成される容器である。本変形例では、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれは、底壁５１及び側壁５２を備える。そして、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれは、側壁５２において底壁５１が位置する側とは反対側の端部から外側へ突出するフランジ５３を備える。外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれでは、フランジ５３は、電池１の周方向について全周に渡って、連続して形成される。そして、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれでは、フランジ５３によって、外縁（Ｅ１；Ｅ２）が形成される。

本変形例の電池１では、外装部材３Ａ，３Ｂのフランジ５３同士が、互いに対向する状態で配置される。そして、電池１には、外装部材３Ａ，３Ｂのフランジ５３同士が溶接される溶接部５５が形成される。溶接部５５は、例えば、抵抗シーム溶接によって、形成される。溶接部５５は、電池１の周方向について、全周に渡って連続して形成される。このため、本変形例では、溶接部５５によって、外装部材３Ａ，３Ｂの間が封止され、外装部材３Ａ，３Ｂの内部が、外部に対して密閉される。

また、本変形例の電池１では、溶接部５５に対して内側（電極群５Ａ，５Ｂに近い側）にに、カシメ部５６が形成される。本実施形態では、カシメ部５６は、電池１の周方向について、全周に渡って連続して形成される。カシメ部５６は、外装部材３Ａ，３Ｂのフランジ５３の間にシート部材７が配置した状態で、外装部材３Ａ，３Ｂ及びシート部材７をカシメることにより、形成される。前述のようにカシメ部５６が形成されることにより、シート部材７が外装部材３Ａ，３Ｂに強固に取付けられ、外装部材３Ａ，３Ｂの内部において電極群５Ａ，５Ｂが適切に隔離される。また、本変形例でも、シート部材７に、絶縁層２６，２７が設けられる。カシメ部５６では、絶縁層２６，２７によって、外装部材３Ａ，３Ｂへのシート部材７の金属層２５の接触が防止される。このため、本変形例では、シート部材７の金属層２５は、外装部材３Ａ，３Ｂに対して電気的に絶縁される。

本変形例でも、前述の実施形態等と同様に、リード２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂが、設けられる。ただし、本変形例では、リード２１Ａ，２１Ｂは、外装部材３Ａ，３Ｂの外部へ延出されない。また、本変形例では、リード２１Ａは、外装部材３Ａの内表面に配置される絶縁部材５７Ａ等によって、外装部材３Ａに対して電気的に絶縁される。そして、リード２１Ｂは、外装部材３Ｂの内表面に配置される絶縁部材５７Ｂ等によって、外装部材３Ｂに対して電気的に絶縁される。また、リード２２Ａは、外装部材３Ａの内表面に配置される絶縁部材５８Ａ等によって、外装部材３Ａに対して電気的に絶縁される。そして、リード２２Ｂは、外装部材３Ｂの内表面に配置される絶縁部材５７Ｂ等によって、外装部材３Ｂに対して電気的に絶縁される。

本変形例でも、電極群５Ａは、開口孔４３においてのみ、シート部材７の金属層２５に電気的に接続され、電極群５Ｂは、開口孔４５においてのみ、シート部材７の金属層２５に電気的に接続される。そして、本変形例でも、開口孔４３以外の部位では、電解質を介して電極群５Ａと金属層２５の面４１との間が短絡することが、絶縁層２６によって、有効に防止される。同様に、開口孔４５以外の部位では、電解質を介して電極群５Ｂと金属層２５の面４２との間が短絡することが、絶縁層２７によって、有効に防止される。

また、本変形例では、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれに、絶縁バンド（図示しない）等が巻かれるとともに、前述の絶縁部材５７Ａ，５７Ｂ，５８Ａ，５８Ｂが設けられる。このため、電極群５Ａの外装部材３Ａへの接触、及び、電極群５Ｂの外装部材３Ｂへの接触が、有効に防止される。また、電解質等を介して電極群５Ａが外装部材３Ａに導通することが、有効に防止され、電解質等を介して電極群５Ｂが外装部材３Ｂに導通することが、有効に防止される。

また、本変形例では、外装部材３Ａの側壁５２の外表面に、電極端子６１Ａが取付けられ、外装部材３Ｂの側壁５２の外表面に、電極端子６１Ｂが取付けられる。電極端子６１Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対して、電極端子６１Ａが位置する側に設けられる。そして、電極端子６１Ａ，６１Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ，５Ｂに対して、リード２１Ａ，２１Ｂが位置する側に配置される。

本変形例では、電極端子６１Ａは、空間８Ａにおいてリード２１Ａに電気的に接続され、電極端子６１Ｂは、空間８Ｂにおいてリード２１Ｂに電気的に接続される。したがって、電極端子６１Ａが、電池１の正極端子となり、電極端子６１Ｂが電池１の負極端子となる。電極端子６１Ａは、外装部材３Ａの外表面に配置される絶縁部材６２Ａ等によって、外装部材３Ａに対して電気的に絶縁される。また、電極端子６１Ｂは、外装部材３Ｂの外表面に配置される絶縁部材６２Ｂ等によって、外装部材３Ｂに対して電気的に絶縁される。

前述のような構成であるため、本変形例の電池１でも、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ，５Ｂが設けられる構成において、電解質を介して電極群５Ａ，５Ｂの間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、本変形例でも、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ，５Ｂが設けられる構成において、電極群５Ａ，５Ｂの間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池１が提供される。

なお、図７の変形例のように外装部材３Ａ，３Ｂが金属から形成される構成では、シート部材７の金属層２５が外装部材３Ａ，３Ｂに対して電気的に絶縁されていなくてもよい。ただし、この場合も、リード２１Ａ，２１Ｂ及び電極端子６１Ａ，６１Ｂは、外装部材３Ａ，３Ｂに対して、電気的に絶縁される。そして、開口孔４３以外の部位では、電解質を介して電極群５Ａと金属層２５の面４１との間が短絡することが、有効に防止され、開口孔４５以外の部位では、電解質を介して電極群５Ｂと金属層２５の面４２との間が短絡することが、有効に防止される。また、電極群５Ａの外装部材３Ａへの接触、及び、電極群５Ｂの外装部材３Ｂへの接触が、有効に防止される。そして、電解質等を介して電極群５Ａが外装部材３Ａに導通することが、有効に防止され、電解質等を介して電極群５Ｂが外装部材３Ｂに導通することが、有効に防止される。

図８は、第１の実施形態の第２の変形例に係る電池１を示す。本変形例では、第１の実施形態と同様に、外装部材３Ａ，３Ｂのそれぞれは、ラミネートフィルムから形成される。ただし、本変形例では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に、３つの電極群５Ａ〜５Ｃ、及び、２つのシート部材７Ａ，７Ｂが、収納される。シート部材７Ａ，７Ｂのそれぞれは、第１の実施形態のシート部材７と同様の構成であり、金属層２５及び絶縁層２６，２７を備える。そして、シート部材７Ａ，７Ｂのそれぞれには、開口孔４３，４５が形成される。

本変形例では、シート部材７Ａは、電極群５Ａ〜５Ｃの配列方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）について電極群５Ａ，５Ｂの間に、配置される。このため、シート部材７Ａは、電極群５Ａ，５Ｂの間を隔離する隔壁になり、互いに対して隣り合う２つの電極群５Ａ，５Ｂは、シート部材７Ａによって隔離する対象となる。また、シート部材７Ｂは、電極群５Ａ〜５Ｃの配列方向について電極群５Ｂ，５Ｃの間に、配置される。このため、シート部材７Ｂは、電極群５Ｂ，５Ｃの間を隔離する隔壁になり、互いに対して隣り合う２つの電極群５Ｂ，５Ｃは、シート部材７Ｂによって隔離する対象となる。前述のような構成であるため、外装部材３Ａ，３Ｂの内部は、電極群５Ａが配置される空間８Ａ、電極群５Ｂが配置される空間８Ｂ、及び、電極群５Ｃが配置される空間８Ｃに、シート部材７Ａ，７Ｂによって分離される。

本変形例の電池１には、リード２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ〜２２Ｄが設けられる。本変形例では、電極群５Ａにおいて、正極集電タブ３７にリード２１Ａが接続され、負極集電タブ３３にリード２２Ａが接続される。また、電極群５Ｂにおいて、正極集電タブ３７にリード２２Ｂが接続され、負極集電タブ３３にリード２２Ｃが接続される。そして、電極群５Ｃにおいて、正極集電タブ３７にリード２２Ｄが接続され、負極集電タブ３３にリード２１Ｂが接続される。本変形例では、第１の実施形態と同様に、リード２１Ａ，２１Ｂは、外装部材３Ａ，３Ｂの外部に突出し、リード２１Ａ，２１Ｂにおいて外装部材３Ａ，３Ｂの外部への突出部分が、電極端子となる。本変形例では、リード２１Ａの外部への突出部分が、電池１の正極端子となり、リード２１Ｂの外部への突出部分が、電池１の負極端子となる。

本変形例では、リード２１Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ〜５Ｃに対して、リード２１Ａが位置する側とは反対側に位置する。また、リード２２Ａ，２２Ｂは、第１の方向について、電極群５Ａ〜５Ｃに対して、リード２１Ｂが位置する側に配置される。そして、リード２２Ｃ，２２Ｄは、第１の方向について、電極群５Ａ〜５Ｃに対して、リード２１Ａが位置する側に配置される。また、本変形例では、シート部材７Ａの開口孔４３，４５は、第１の方向について、電極群５Ａ〜５Ｃに対して、リード２１Ｂが位置する側に位置する。そして、シート部材７Ｂの開口孔４３，４５は、第１の方向について、電極群５Ａ〜５Ｃに対して、リード２１Ａが位置する側に位置する。

本変形例の電池１では、シート部材７Ａの開口孔４３において、リード２２Ａが金属層２５に接続される。このため、シート部材７Ａによって隔離する対象となる電極群５Ａ，５Ｂの一方である電極群５Ａは、開口孔（第１の開口孔）４３で、金属層２５に電気的に接続される。また、シート部材７Ａの開口孔４５では、リード２２Ｂが金属層２５に接続される。このため、シート部材７Ａによって隔離する対象となる電極群５Ａ，５Ｂの他方である電極群５Ｂは、開口孔（第２の開口孔）４５で、金属層２５に電気的に接続される。したがって、リード２２Ａ，２２Ｂ及びシート部材７Ａの金属層２５によって、電極群５Ａ，５Ｂの間を電気的に接続する電気経路が形成される。

同様に、シート部材７Ｂの開口孔４３において、リード２２Ｃが金属層２５に接続される。このため、シート部材７Ｂによって隔離する対象となる電極群５Ｂ，５Ｃの一方である電極群５Ｂは、開口孔（第１の開口孔）４３で、金属層２５に電気的に接続される。また、シート部材７Ｂの開口孔４５では、リード２２Ｄが金属層２５に接続される。このため、シート部材７Ｂによって隔離する対象となる電極群５Ｂ，５Ｃの他方である電極群５Ｃは、開口孔（第２の開口孔）４５で、金属層２５に電気的に接続される。したがって、リード２２Ｃ，２２Ｄ及びシート部材７Ｂの金属層２５によって、電極群５Ｂ，５Ｃの間を電気的に接続する電気経路が形成される。前述のように、電極群５Ａ〜５Ｃの間が接続されるため、電極群５Ａ〜５Ｃは、互いに対して電気的に直列に接続される。

本変形例でも、第１の実施形態と同様に、封止部４６が設けられる。封止部４６では、リード２１Ａが外部へ延出される部分を除き、シート部材７Ａの絶縁層（第１の絶縁層）２６が、外装部材３Ａの樹脂層１２（外装部材３Ａの内表面）に直接的に融着する。また、封止部４６では、シート部材７Ａの絶縁層（第２の絶縁層）２７が、シート部材７Ｂの絶縁層（第１の絶縁層）２６に直接的に融着する。そして、封止部４６では、リード２１Ｂが外部へ延出される部分を除き、シート部材７Ｂの絶縁層（第２の絶縁層）２７が、外装部材３Ｂの樹脂層１２（外装部材３Ｂの内表面）に直接的に融着する。

封止部４６においてリード２１Ａが外部へ延出される部分では、シート部材７Ａと外装部材３Ａとの間に、リード２１Ａが介在する。このため、封止部４６においてリード２１Ａが外部へ延出される部分では、シート部材７Ａの絶縁層（第１の絶縁層）２６が、リード２１Ａのバンド４７Ａを介して、外装部材３Ａの樹脂層１２（外装部材３Ａの内表面）に融着する。封止部４６においてリード２１Ｂが外部へ延出される部分では、シート部材７Ｂと外装部材３Ｂとの間に、リード２１Ｂが介在する。このため、封止部４６においてリード２１Ｂが外部へ延出される部分では、シート部材７Ｂの絶縁層（第２の絶縁層）２７が、リード２１Ｂのバンド４７Ｂを介して、外装部材３Ｂの樹脂層１２（外装部材３Ｂの内表面）に融着する。前述のように本変形例では、シート部材７Ａ，７Ｂのそれぞれの絶縁層（２６，２７）は、外装部材３Ａ，３Ｂの樹脂層（１２）、及び、他のシート部材（７Ａ；７Ｂ）の絶縁層（２６，２７）のいずれかと融着する。

前述のように封止部４６が形成されることにより、シート部材７Ａ，７Ｂが外装部材３Ａ，３Ｂに強固に取付けられ、外装部材３Ａ，３Ｂの内部において電極群５Ａ〜５Ｃが適切に隔離される。また、シート部材７Ａ，７Ｂのそれぞれの絶縁層２６，２７及びバンド４７Ａ，４７Ｂが設けられることにより、リード２１Ａ，２１Ｂに対するシート部材７Ａ，７Ｂの金属層２５の電気的絶縁が、適切に確保される。また、シート部材７Ａ，７Ｂの金属層２５同士の間の電気的絶縁も、適切に確保される。

本変形例では、電極群５Ａは、開口孔４３においてのみ、シート部材７Ａの金属層２５に電気的に接続され、電極群５Ｂは、開口孔４５においてのみ、シート部材７Ａの金属層２５に電気的に接続される。そして、本変形例のシート部材７Ａでは、開口孔４３以外の部位において、電解質を介して電極群５Ａと金属層２５の面４１との間が短絡することが、絶縁層２６によって、有効に防止される。同様に、シート部材７Ａでは、開口孔４５以外の部位において、電解質を介して電極群５Ｂと金属層２５の面４２との間が短絡することが、絶縁層２７によって、有効に防止される。したがって、電極群５Ａ，５Ｂのそれぞれとシート部材７Ａの金属層２５との間のイオン伝導による短絡が、有効に防止される。

また、本変形例では、電極群５Ｂは、開口孔４３においてのみ、シート部材７Ｂの金属層２５に電気的に接続され、電極群５Ｃは、開口孔４５においてのみ、シート部材７Ｂの金属層２５に電気的に接続される。そして、本変形例のシート部材７Ｂでは、開口孔４３以外の部位において、電解質を介して電極群５Ｂと金属層２５の面４１との間が短絡することが、絶縁層２６によって、有効に防止される。同様に、シート部材７Ｂでは、開口孔４５以外の部位において、電解質を介して電極群５Ｃと金属層２５の面４２との間が短絡することが、絶縁層２７によって、有効に防止される。したがって、電極群５Ｂ，５Ｃのそれぞれとシート部材７Ｂの金属層２５との間のイオン伝導による短絡が、有効に防止される。

前述のような構成であるため、本変形例の電池１でも、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ〜５Ｃが設けられる構成において、電解質を介して電極群５Ａ〜５Ｃの間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、本変形例でも、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群５Ａ〜５Ｃが設けられる構成において、電極群５Ａ〜５Ｃの間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池１が提供される。

なお、ある変形例では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に４つ以上の電極群（５）が設けられてもよい。例えば、４つの電極群（５）が設けられる場合は、シート部材７と同様のシート部材を３つ設けることにより、４つの電極群（５）の間のイオン伝導による短絡を有効に防止する構成が、実現される。したがって、Ｎ個（Ｎは複数）の電極群（５）が外装部材３Ａ，３Ｂの内部に設けられる場合、シート部材７と同様のシート部材をＮ−１個設けることにより、Ｎ個の電極群（５）の間のイオン伝導による短絡を有効に防止する構成が、実現される。

また、ある変形例では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に３つ以上の電極群（５）が設けられる構成において、外装部材３Ａ，３Ｂをラミネートフィルムから形成する代わりに、図７の変形例のように、金属製の容器を外装部材３Ａ,３Ｂとして用いてもよい。

また、図９に示す第１の実施形態の第３の変形例では、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）において、絶縁層２６の縁面（第１の縁面）６３が、テーパ状に形成され、絶縁層２７の縁面（第２の縁面）６５が、テーパ状に形成される。このため、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）の開口孔（第１の開口孔）４３では、金属層２５に近づくほど、開口孔４３の断面積が減少する。同様に、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）の開口孔（第２の開口孔）４５では、金属層２５に近づくほど、開口孔４５の断面積が減少する。

縁面６３がテーパ状に形成されることにより、開口孔４３において、絶縁層２６が剥がれ難くなる。同様に、縁面６５がテーパ状に形成されることにより、開口孔４５において、絶縁層２７が剥がれ難くなる。絶縁層２６，２７のそれぞれが金属層２５から剥がれ難くなることにより、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）の劣化が低減され、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）及び電池１の長寿命化が実現される。

なお、ある変形例では、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）において、縁面６３，６５の一方のみが、図９の変形例のようにテーパ状に形成されてもよい。

また、図１０に示す第１の実施形態の第４の変形例では、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）において、絶縁層２６の縁面（第１の縁面）６３上に、接着層（第１の接着層）６６が形成され、絶縁層２７の縁面（第２の縁面）６５上に、接着層（第２の接着層）６７が形成される。接着層６６，６７のそれぞれは、接着剤又は接着テープによって形成される。

縁面６３に接着層６６が形成されることにより、開口孔４３において、絶縁層２６が剥がれ難くなる。同様に、縁面６５に接着層６７が形成されることにより、開口孔４５において、絶縁層２７が剥がれ難くなる。したがって、本変形例でも図９の変形例と同様に、絶縁層２６，２７のそれぞれが金属層２５から剥がれ難くなる。これにより、本変形例でも、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）の劣化が低減され、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）及び電池１の長寿命化が実現される。

なお、ある変形例では、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）において、縁面６３，６５の一方のみに、図１０の変形例と同様の接着層（６６；６７）が形成されてもよい。

（各構成要素の詳細）
以下、前述の実施形態等（変形例を含む）の電池１の各構成要素について、詳細に説明する。以下の説明では、外装部材３Ａ，３Ｂ、負極１５、正極１７、セパレータ１６、電極端子、電解質、及び、シート部材７（７Ａ，７Ｂ）について、詳細に説明する。

１）外装部材
外装部材としては、ラミネートフィルム製の袋状容器及び金属製容器のいずれかを用いることができる。外装部材の形状としては、例えば、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、及び、積層型等が挙げられる。

ラミネートフィルムとしては、例えば、多層フィルムを用いることができ、多層フィルムは、複数の樹脂層と、樹脂層同士の間に配置される金属層とを含むことができる。この場合、金属層は、軽量化の観点から、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔であることが好ましい。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、及び、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、例えば、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形される。また、ラミネートフィルムの厚さは、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。

金属製容器は、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛及びチタンから成る群から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されることが、好ましい。具体的には、合金の例として、ステンレス鋼及びアルミニウム合金が挙げられる。また、金属製容器の肉厚は、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、肉厚が０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。

２）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体上に配置される負極合剤層と、を備える。負極合剤層は、負極集電体の片面又は両面に配置することができる。負極合剤層は、負極活物質を含み、導電剤及び結着剤を任意に含むことができる。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出する材料が用いられ、金属酸化物又は金属硫化物を用いることができる。特に、負極活物質としては、チタン含有酸化物が選択されることが好ましい。負極活物質として用いられるチタン含有酸化物では、Ｌｉ吸蔵電位は、１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）以上３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）以下の範囲となる。チタン含有酸化物の例には、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブチタン含有複合酸化物及びナトリウムニオブチタン含有複合酸化物が、含まれる。ここで、負極活物質のＬｉ吸蔵電位が１Ｖより低い場合、負極活物質と電解液との副反応が発生する可能性がある。一方、負極活物質のＬｉ吸蔵電位が３Ｖより大きい場合、電池電圧が低くなる。負極活物質は、チタン含有酸化物の中の１種又は２種以上を含むことができる。なお、電池に設けられる複数の電極群の中では、全ての電極群が、負極活物質としてチタン含有酸化物を含んでもよく、意図する特性を得るために、一部の電極群のみが、負極活物質としてチタン含有酸化物を含んでもよい。したがって、電池に設けられる複数の電極群の中の少なくとも１つが、負極活物質としてチタン含有酸化物を含むことができる。

チタン酸化物の例には、単斜晶構造のチタン酸化物、ルチル構造のチタン酸化物、アナターゼ構造のチタン酸化物、及び、直方晶型チタン酸化物等が挙げられる。各結晶構造のチタン酸化物は、充電前の組成をＴｉＯ_２、充電後の組成をＬｉ_ｘＴｉＯ_２（ｘは０≦ｘ≦１）で表すことができる。また、単斜晶構造のチタン酸化物の充電前構造をＴｉＯ_２（Ｂ）と表すことができる。直方晶型チタン酸化物は、一般式Ｌｉ_２＋ａＭ１_２−ｂＴｉ_６−ｃＭ２_ｄＯ_１４＋σ（０≦ａ≦６，０＜ｂ＜２，０＜ｃ＜６，０＜ｄ＜６，−０．５≦σ≦０．５）（Ｍ１＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｋ、Ｍ２＝Ｚｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｙ）で表すことができる。

リチウムチタン含有複合酸化物の例には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物（例えば一般式Ｌｉ_４＋ｘＴｉ_５Ｏ_１２（ｘは−１≦ｘ≦３））、ラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物（例えば、Ｌｉ_２＋ｘＴｉ_３Ｏ_７（−１≦ｘ≦３））、Ｌｉ_１＋ｘＴｉ_２Ｏ_４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ_{１．１＋ｘ}Ｔｉ_１．８Ｏ_４（０≦ｘ≦１）、及び、Ｌｉ_{１．０７＋ｘ}Ｔｉ_１．８６Ｏ_４（０≦ｘ≦１）、及び、Ｌｉ_ｘＴｉＯ_２（０＜ｘ≦１））等が挙げられる。また、リチウムチタン酸化物は、例えば、スピネル構造又はラムスデライト構造等の前述のリチウムチタン酸化物に異種元素が導入されているリチウムチタン複合酸化物を、含む。

ニオブチタン含有複合酸化物の例には、Ｌｉ_ａＴｉＭ_ｂＮｂ_２±βＯ_７±σ（０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ及びＴａから成る群から選択される少なくとも１種の元素）で表される単斜晶型ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。

ナトリウムニオブチタン含有複合酸化物の例には、一般式Ｌｉ_２＋ｖＮａ_２−ｗＭ１_ｘＴｉ_{６−ｙ−ｚ}Ｎｂ_ｙＭ２_ｚＯ_１４＋δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ≦６、０≦ｚ＜３、ｙ＋ｚ＜６、−０．５≦δ≦０．５、Ｍ１はＣｓ，Ｋ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａから成る群から選択される少なくとも１つを含み、Ｍ２はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌから成る群から選択される少なくとも１つを含む）で表される直方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。

また、負極活物質は、グラファイト等の炭素質物、シリコン及び酸化シリコンを含むことができる。負極活物質に含まれるグラファイトは、リチウムを吸蔵放出する。グラファイト材料の例には、人造黒鉛、天然黒鉛等が含まれる。人造黒鉛は、例えば、石油や石炭由来のピッチ、合成ピッチ、メソフェーズピッチ、コークス、樹脂等の炭素前駆体を不活性雰囲気下で２０００〜３０００℃で熱処理することにより、得られる。

また、負極合剤層の導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。

負極合剤層の結着剤は、活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。

負極合剤層における負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質が７０重量％以上９６重量％以下、導電剤が２重量％以上２８重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上２８重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤を２重量％以上にすることにより、負極合剤層の集電性能を向上させ、電池の大電流性能が向上させることができる。また、結着剤を２重量％以上にすることにより、負極合剤層と負極集電体との結着性が高まり、サイクル性能を向上させることができる。一方、高容量化の観点から、導電剤は２８重量％以下であることが好ましく、結着剤は２８重量％以下であることが好ましい。

負極集電体は金属体であり、金属体は、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、チタン及びステンレスから成る群から選択される少なくとも１種の金属を含む。金属体は、前述の金属の中の１種の金属を含むことができる。また、金属体は、前述の金属の中の２種以上の金属を含むこともできる。ある実施例では、金属体は、例えば、前述の金属の中の１種からなる金属箔である。また、別のある実施例では、金属体は、例えば、前述の金属の２種以上を含んだ合金の箔である。金属体の形状としては、箔以外にも、例えば、メッシュ及び多孔体等が挙げられる。なお、エネルギー密度及び出力の向上の観点から、金属体は、体積が小さく、かつ、表面積が大きい箔の形状であることが、望ましい。

負極は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁し、スラリーを調製する。次に、調整したスラリーを、負極集電体の片面又は両面に塗布する。そして、負極集電体上の塗膜を乾燥することにより、負極合剤層を形成する。その後、負極集電体及び負極集電体上に形成された負極合剤層をプレスする。また、プレスの代わりに、負極活物質、導電剤及び結着剤をペレット状に形成し、負極合剤層として用いてもよい。

３）正極
正極は、正極集電体と、正極集電体上に配置される正極合剤層と、を備える。正極合剤層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極合剤層は、正極活物質を含む。また、正極合剤層は、導電剤及び結着剤を任意に含むことができる。

正極活物質としては、例えば、リチウムの吸蔵及び放出が可能な化合物を用いることができる。正極活物質に用いられる化合物としては、金属酸化物及びポリマーが挙げられる。正極活物質としては、以下の活物質の中の１種を単独で用いてもよく、以下の活物質の中の２種以上を用いてもよい。

正極活物質として用いられる金属酸化物としては、例えば、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルトアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウム鉄酸化物、リチウムフッ素化硫酸鉄、及び、オリビン結晶構造のリン酸化合物（例えば、Ｌｉ_ｘＦｅＰＯ_４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ_ｘＭｎＰＯ_４（０≦ｘ≦１））、及び、ニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物（Ｌｉ_xＮｉ_1−y−zＣｏ_yＭｎ_zＯ₂；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）等が、挙げられる。オリビン結晶構造のリン酸化合物は、熱安定性に優れる。

また、正極活物質として用いられるポリマーとしては、ポリアニリン及びポリピロール等の導電性ポリマー、及び、ジスルフィド系ポリマー等が挙げられる。また、硫黄及びフッ素カーボン等も、正極活物質として用いることができる。

また、正極活物質としては、高い正極電位の得られる関連から、以下のものが用いられることが好ましい。すなわち、好ましい正極活物質としては、例えばＬｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４（０＜ｘ≦１）及びＬｉ_ｘＭｎＯ_２（０＜ｘ≦１）等のリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉ_xＮｉ_1−y−zＣｏ_yＭｎ_zＯ₂（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）等のニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＮｉ_１−ｙＡｌ_ｙＯ_２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＣｏＯ_２（０＜ｘ≦１）等のリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＮｉ_{１−ｙ−ｚ}Ｃｏ_ｙＭｎ_ｚＯ_２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１、０≦ｚ≦１）等のリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_１−ｙＯ_２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＭｎ_２−ｙＮｉ_ｙＯ_４（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）等のスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉ_ｘＦｅＰＯ_４（０＜ｘ≦１）、Ｌｉ_ｘＦｅ_１−ｙＭｎ_ｙＰＯ_４（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）及びＬｉ_ｘＣｏＰＯ_４（０＜ｘ≦１）等のオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、及び、例えばＬｉ_ｘＦｅＳＯ_４Ｆ（０＜ｘ≦１）等のフッ素化硫酸鉄が、挙げられる。

正極合剤層には、負極合剤層に含まれる導電剤と同様の導電剤を含むことができる。この場合、導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。正極合剤層の導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。

また、負極合剤層の結着剤と同様に、結着剤は、正極合剤層において活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。正極合剤層には、負極合剤層に含まれる結着剤と同様の結着剤を含むことができる。この場合、結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。

正極合剤層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質が８０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上１８重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上１７重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤の配合比を３重量％以上にすることにより、正極の導電性を確保することができる。また、導電剤の配合比を１８重量％以下にすることにより、高温保存下における導電剤表面での電解液の分解を低減することができる。そして、結着剤の配合比を２重量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤の配合比を７重量％以下にすることにより、正極において絶縁材料となる結着剤の配合量が減少するため、内部抵抗を減少できる。

正極集電体は、負極集電体を形成する金属と同様の金属を含む金属体である。そして、正極集電体は、負極集電体と同様の形状に形成でき、例えば、金属の箔の形状に形成される。また、正極は、例えば、前述の正極活物質を用いて、負極と同様の方法により作製することができる。

４）セパレータ
セパレータとしては、合成樹脂製の多孔質フィルム及び不織布等を用いることができる。この場合、多孔質フィルム及び不織布を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、セルロース、ガラス繊維、及び、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等が挙げられる。なお、前述の材料の中でも、セルロースは、Ｌｉ拡散性等が優れている。このため、セパレータを形成する材料としては、セルロースが用いられることが、好ましい。

５）電極端子
電極端子は、例えば、外部端子及び内部端子を含むことができる。ある実施例では、外部端子は、例えば、電極（正極及び負極）の導電タブである。別のある実施例では、導電性を有する金属製の容器が電池の外装部材として設けられ、外装部材に外部端子を形成することもできる。内部端子は、例えば、電極リードを含む。また、内部端子の形状は、特に限定されるものではなく、内部端子は、例えば帯状、円盤状、ワッシャー状、螺旋状、又は、波板状等に形成される。

電極端子は、アルミニウム、亜鉛、チタン及び鉄からなる群より選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されていることが、好ましい。合金の例としては、アルミニウム合金及びステンレスが挙げられる。

６）電解質
電解質として非水電解液を用いることができる。非水電解質である非水電解液は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。非水電解液では、電解質の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲内であることが、好ましい。

有機溶媒に溶解される電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）、及び、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂）等のリチウム塩、及び、これらの混合物が、挙げられる。また、電解質は、高電位でも酸化し難いことが好ましく、電解質としてＬｉＰＦ₆が用いられることが、最も好ましい。

電解質が溶解される有機溶媒の例には、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、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、及び、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、及び、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）及びジエトキシエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ)、及び、スルホラン（ＳＬ）が、挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いることができる。

有機溶媒としては、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）からなる群より選択される少なくとも２種以上を混合した混合溶媒、又は、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）を含む混合溶媒が用いられることが好ましい。これらの混合溶媒が用いられることにより、電池の高温特性が向上する。

また、非水電解液の代わりにゲル状非水電解質を用いることができる。ゲル状非水電解質は、前述の非水電解液と高分子材料とを複合化することにより、調製される。非水電解液と複合化される高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、及び、これらの混合物が含まれる。

また、非水電解質としては、非水電解液及びゲル状非水電解質等の代わりに、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、又は、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質としては、高分子固体電解質、及び、無機固体電解質等が挙げられる。

常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の中で、常温（１５℃以上２５℃以下）で液体として存在し得る化合物である。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、及び、これらの混合物が挙げられる。一般に、非水電解質電池に非水電解質として用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、常温溶融塩の組成物である有機物カチオンは、一般的に、４級アンモニウム骨格を有する。

高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。無機固体電解質は、Ｌｉイオン伝導性を有する固体物質である。

また、前述のように、非水電解質として固体電解質を用いられる場合、固体電解質をセパレータとして用い、固体電解質によって正極と負極との間を電気的に絶縁してもよい。セパレータとして用いられる固体電解質は、ＮＡＳＩＣＯＮ型骨格を有するＬＡＴＰ（Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＴｉ_２−ｘ（ＰＯ_４）_３；０．１≦ｘ≦０．４）、アモルファス状のＬＩＰＯＮ（Ｌｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６）、及び、ガーネット型のＬＬＺ（Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２）等の酸化物が好ましい。

ただし、固体電解質のイオン伝導度は、非水電解液及びゲル状非水電解質に比べて、低い。例えば、固体電解質のイオン伝導度は、非水電解液のイオン伝導度に対して、１／１００以上１／１０以下程度である。このため、電池の出力密度を高く確保する観点からも、電極群に保持される（含侵される）電解質（非水電解質）としては、電解液（非水電解液）又はゲル状電解質（ゲル状非水電解質）が用いられることが、好ましい。

７）シート部材
シート部材では、金属層の両面に絶縁層が積層される。そして、絶縁層には、前述のように開口孔が形成される。金属層は、導電性を有する。また、金属層は、軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されることが、好ましい。絶縁層は、電気的絶縁性及び熱融着性を有する樹脂から形成される。絶縁層を形成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）等の高分子材料が挙げられる。

外装部材が、ラミネートフィルムである場合は、シート部材の絶縁層は、ラミネートフィルムの樹脂層と同一の高分子材料から形成されることが、好ましい。これにより、シート部材と外装部材との間の融着性が、向上する。

（作用及び効果）
前述した実施形態等の電池１では、以下の作用及び効果等を奏する。すなわち、前述の実施形態等では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群（５）が設けられる構成において、電解質を介して電極群（５）の間が短絡することが、有効に防止される。すなわち、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群（５）が設けられる構成においても、電極群（５）の間のイオン伝導による短絡が有効に防止される。したがって、電池１において、外装部材３Ａ，３Ｂの内部に複数の電極群（５）を配置することが、可能になる。これにより、単一の電池１のみからでも、高電圧を得ることが可能になる。

また、前述の実施形態等の電池１を用いることにより、複数の電池を直列に接続することなく、高電圧が得られる。このため、電池１を用いることにより、電池を１含む装置全体が大型化することなく、高電圧が得られる。したがって、電池１を含む装置全体のエネルギー密度を高く維持したまま、高電圧を得ることができる。

また、前述の実施形態等の電池１では、外装部材３Ａ，３Ｂの内部において複数の電極群（５）の間でのイオン伝導による短絡が有効に防止されるため、液状の電解液（非水電解液）及び軟化し易いゲル状電解質（ゲル状非水電解質）を、電解質（非水電解質）として用いることができる。ゲル状電解質及び電解液は、固体電解質に比べて、イオン伝導度の高い。イオン伝導度の高いゲル状電解質又は電解液が電解質として用いられることにより、電池１の出力密度が高く確保される。したがって、前述の実施形態等では、電解質としてゲル状電解質又は電解液を用いることにより、出力密度が高く、かつ、高電圧が得られる電池１が提供される。

［電池パック］
次に、前述した実施形態等の電池が用いられる電池パックについて、説明する。電池パックは、組電池を備える。組電池は、前述の実施形態等の電池を複数備える。組電池では、複数の電池が、直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される。また、電池パックでは、組電池の代わりに、前述の実施形態等の電池を１つのみ備えてもよい。

電池パックに設けられる組電池では、複数の電池のそれぞれが、他の電池と電気的に接続される。前述の実施形態等の電池には、正極端子及び負極端子が電極端子として設けられる。組電池では、複数の電池のそれぞれの電極端子は、金属製のバスバー等の接続部材を介して、他の電池の対応する電極端子に接続される。ハスバーを形成する金属としては、アルミニウム、ニッケル及び銅等が、挙げられる。なお、２つの電池の間において正極端子同士及び負極端子同士が接続されることにより、その２つの電池は、電気的に並列に接続される。また、２つの電池の間において一方の正極端子が他方の負極端子に接続されることにより、その２つの電池は、電気的に直列に接続される。

電池パックは、通電用の外部端子をさらに備えることができる。外部端子は、電池パックの外部の機器に接続される。外部端子は、組電池からの電流の外部への出力、及び／又は、組電池への電流の入力に用いられる。電池パックの組電池を電源として使用する際には、電流が通電用の外部端子を通して、電池パックの外部に供給される。また、組電池を充電する際には、充電電流は、通電用の外部端子を通して組電池に供給される。組電池の充電電流には、例えば、自動車等の動力の回生エネルギー等が含まれる。

電池パックは、電流検出回路、電圧検出回路及び温度検出器等を備えることができる。電流検出回路は、組電池への入力電流、及び、組電池からの出力電流を検出してもよく、組電池を形成する複数の電池のいずれかを流れる電流を検出してもよい。また、電圧検出回路は、組電池全体に印加される電圧を検出してもよく、組電池を形成する複数の電池のいずれかに印加される電圧を検出してもよい。また、温度検出器は、組電池を形成する電池のそれぞれの温度を検出する。

電池パックは、保護回路をさらに備えることができる。保護回路は、組電池と外部端子との間の電気的な接続を遮断可能な機能を有する。保護回路には、接続遮断部として、リレー又はヒューズ等が設けられる。

また、保護回路は、組電池の充放電を制御する機能を有する。保護回路は、前述の電流検出回路、電圧検出回路及び温度検出器等のいずれかでの検出結果に基づいて、組電池の充放電を制御する。これにより、組電池において、電池のそれぞれの充放電が制御される。例えば、電流検出回路において組電池の過電流が検出されたことに基づいて、保護回路は、組電池と外部端子との間の電気的接続を遮断する。これにより、組電池への電流の入力、及び、組電池からの電流の出力が停止される。

なお、ある実施例では、電池パック（組電池）を電源として使用する装置に形成される回路を、保護回路として使用してもよい。電池パックを電源と使用する装置としては、例えば、電子機器及び自動車等が挙げられる。

図１１及び図１２は、前述の実施形態等の電池を用いた電池パックの一例を示す。図１１は、電池パック７０の分解斜視図である。図１２は、図１１の電池パック７０の回路構成を示す図である。

図１１及び図１２の一例では、電池パック７０は、組電池７１を備え、組電池７１は、前述の実施形態等の電池１を複数備える。組電池７１では、複数の電池１は積層され、積層された電池１は、粘着テープ７４等で締結される。また、組電池７１では、電池１のそれぞれは、前述の電極端子（正極端子及び負極端子）を介して、対応する他の電池１に電気的に接続される。図１１及び図１２の一例では、組電池７１において、複数の電池１が直列に接続される。

電池パック７０では、プリント配線基板７６が、組電池７１と対向して配置される。プリント配線基板７６には、温度検出器であるサーミスタ７７、保護回路７８及び通電用の外部端子７９が、搭載される。なお、プリント配線基板７６において組電池７１と対向する面には、絶縁板（図示しない）が取り付けられることが、好ましい。これにより、プリント配線基板７６上の電気経路と組電池７１の配線との不要な接続が、防止される。

また、電池パック７０では、組電池７１に、正極リード８０及び負極リード８２が接続される。ある実施例では、正極リードの８０の一端は、組電池７１を形成する複数の電池１のある１つにおいて、正極端子に接続される。そして、正極リード８０の他端は、プリント配線基板７６の正極コネクタ８１に電気的に接続される。また、負極リードの８２の一端は、組電池７１を形成する複数の電池１の中で、正極リード８０が接続される電池１とは別のある１つにおいて、負極端子に接続される。そして、負極リード８２の他端は、プリント配線基板７６の負極コネクタ８３に電気的に接続される。正極コネクタ８１は、プリント配線基板７６に形成される配線８４を介して、保護回路７８に接続され、負極コネクタ８３は、プリント配線基板７６に形成される配線８５を介して、保護回路７８に接続される。

電池パック７０の組電池７１では、プリント配線基板７６に対向する側面を除く三側面に、保護シート８８が配置される。保護シート８８は、ゴム又は樹脂から形成される。組電池７１は、保護シート８８及びプリント配線基板７６と一緒に、収納容器８９の内部に収納される。そして、組電池７１は、保護シート８８及びプリント配線基板７６で囲まれた空間に、位置する。蓋９０は、収納容器８９の上面に、取り付けられる。

サーミスタ７７は、組電池７１を形成する複数の電池１のそれぞれについて、温度を検出する。そして、サーミスタ７７は、温度についての検出信号を、保護回路７８に出力する。

また、電池パック７０には、電流検出回路９１及び電圧検出回路９２が設けられる。図１１及び図１２の一例では、電流検出回路９１は、組電池７１への入力電流、及び、組電池７１からの出力電流を検出する。また、図１１及び図１２の一例では、電圧検出回路９２は、電池１と同一の数だけ設けられ、電圧検出回路９２のそれぞれは、組電池７１において、電池１の対応する１つの電圧を検出する。電流検出回路９１は、配線９３を介して、保護回路７８に接続され、電圧検出回路９２のそれぞれは、配線９４を介して、保護回路７８に接続される。電流検出回路９１は、電流についての検出信号を、配線９３を介して保護回路７８に出力する。また、電圧検出回路９２のそれぞれは、電圧についての検出信号を、配線９４を介して保護回路７８に出力する。

なお、ある実施例では、電池１のそれぞれの電圧が検出される代わりに、組電池７１を形成する電池１のそれぞれについて、正極電位又は負極電位が検出される。この場合、組電池７１に、参照極としてリチウム電極等が設けられる。そして、参照極での電位を基準として、電池１のそれぞれの正極電位又は負極電位が検出される。

保護回路７８は、サーミスタ７７、電流検出回路９１、及び、電圧検出回路９２のそれぞれでの検出結果に基づいて、組電池７１が所定の条件になったか否かを判断してもよい。例えば、サーミスタ７７の検出温度が所定温度以上になった場合、保護回路７８は、所定の条件になったと判断する。また、組電池７１において過充電、過放電及び過電流等のいずれかが検出された場合に、保護回路７８は、組電池７１が所定の条件になったと判断する。過電流の判断は、例えば、電流検出回路９１での検出結果に基づいて行われる。また、過充電等の判断は、組電池７１全体について行われてもよく、組電池７１を形成する電池１のそれぞれについて行われてもよい。

電池パック７０には、通電用の外部端子７９が設けられる。保護回路７８は、プラス配線８６Ａ及びマイナス配線８６Ｂを介して外部端子７９に接続可能である。組電池７１が前述の所定の条件になったと判断した場合、保護回路７８は、保護回路７８と通電用の外部端子７９との間の導通を、遮断できる。保護回路７８と通電用の外部端子７９との間の導通が遮断されることにより、組電池７１からの電流の外部への出力、及び、組電池７１への電流の入力が停止される。これにより、組電池７１において過電流等が継続して発生することが、有効に防止される。

なお、組電池７１の固定には、粘着テープ７４の代わりに、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池７１の長辺方向に沿う側面の両方に保護シート８８を配置し、組電池７１に熱収縮テープを周回させる。そして、熱収縮テープを熱収縮させて、組電池７１を結束させる。

また、図１１及び図１２の一例では、組電池７１において電池１が互いに対して直列に接続されるが、組電池において、電池が互いに対して並列に接続されてもよい。また、組電池において、電池が直列に接続される直列接続、及び、電池が並列に接続される並列接続の両方が形成されてもよい。また、前述の電池パックを複数形成し、電池パックの組電池同士を電気的に直列及び／又は並列に接続してもよい。

前述のような電池パックの組電池は、大電流を取り出す場合でも、優れた充放電サイクル特性を有する。このため、前述の電池パックは、組電池から大電流を取り出す場合でも、組電池の充電放電サイクル特性が優れていることが要求される用途に、用いられる。具体的には、電池パックは、電子機器の電源、定置用電源、各種車両の車載用電源 として用いられる。電子機器としては、例えば、デジタルカメラを挙げることができる。特に、前述の電池パックは、車載用電源として用いられることが、好適である。

また、電池パックには、前述の実施形態等の電池が用いられるため、電池単体でも、高電圧が得られる。すなわち、電池パックでは、組電池等において、直列に接続される電池の数が少なくても、高電圧が得られる。このため、前述の実施形態等の電池を電池パックに用いることにより、電池パックが大型化することなく、高電圧が得られる。したがって、電池パックのエネルギー密度を高く維持したまま、高電圧を得ることができる。

［車両］
次に、前述の電池パックを搭載した車両について説明する。車両において、前述の電池パックは、例えば、車両の動力の回生エネルギーを回収する。電池パックが搭載される車両の例としては、例えば、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車、及び、鉄道用車両が挙げられる。

車両における電池パックの搭載位置は、特には限定されない。例えば、電池パックを自動車に搭載する場合、電池パックは、車両のエンジンルーム、車体後方、又は、座席の下に搭載することができる。車両には、複数の電池パックを搭載してもよい。この場合、電池パックは、電気的に直列に接続されてもよく、電気的に並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続されてもよい。

図１３は、電池パックが搭載された車両の一例を概略的に示す。図１３に示すように、車両１００は、車両本体１０１と、前述の電池パック７０と、を備える。図１３の一例では、車両１００は、四輪の自動車である。

車両１００は、複数の電池パック７０を搭載してもよい。この場合、電池パック７０は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されてもよい。

図１３の一例では、電池パック７０が車両本体１０１の前方に位置するエンジンルーム内に搭載される。前述のように、電池パック７０は、例えば、車両本体１０１の後方、又は、座席の下に搭載してもよい。電池パック７０は、車両１００の電源として用いることができる。また、電池パック７０は、車両１００の動力の回生エネルギーを回収することができる。

図１４は、車両における電気系統に関する制御システムの一例を概略的に示す。図１４に示す車両１００は、電気自動車である。図１４に示すように、車両１００は、車両本体１０１、車両用電源１０２と、車両用電源１０２の上位制御手段である車両ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electric Control Unit；電気制御装置）１０３と、外部端子（外部電源に接続するための端子）１０４と、インバータ１１４と、駆動モータ１１５と、を備える。

車両１００は、車両用電源１０２を、例えばエンジンルーム、自動車の車体後方、又は、座席の下に搭載している。なお、図１４の一例の車両１００では、車両用電源１０２の搭載箇所については概略的に示す。

車両用電源１０２は、複数（図１４の一例では３つ）の電池パック７０Ａ、７０Ｂ及び７０Ｃと、電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）１０６と、通信バス１０７と、を備える。３つの電池パック７０Ａ，７０Ｂ及び７０Ｃは、電気的に直列に接続されている。電池パック７０Ａは、組電池７１Ａと、組電池監視装置（例えば、ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitoring）１０５Ａと、を備える。電池パック７０Ｂは、組電池７１Ｂと、組電池監視装置１０５Ｂと、を備える。電池パック７０Ｃは、組電池７１Ｂと組電池監視装置１０５Ｃと、を備える。電池パック７０Ａ〜７０Ｃは、前述の電池パック７０と同様の電池パックであり、組電池７１Ａ〜７１Ｃは、前述の組電池７１と同様の組電池である。電池パック７０Ａ〜７０Ｃは、それぞれ独立して取り外すことが可能であり、別の電池パック７０と交換することができる。

組電池７１Ａ〜７１Ｃのそれぞれは、前述の実施形態等の電池（１）を複数備え、組電池７１Ａ〜７１Ｃのそれぞれでは、電池（１）は直列に接続される。組電池７１Ａ〜７１Ｃのそれぞれは、正極端子１１１及び負極端子１１２を通じて充放電を行う。

電池管理装置１０６は、組電池監視装置１０５Ａ〜１０５Ｃとの間で通信を行い、車両用電源１０２の組電池７１Ａ〜７１Ｃに含まれる電池（１）のそれぞれについて、電圧及び温度等に関する情報を収集する。これにより、電池管理装置１０６は、車両用電源１０２の保全に関する情報を収集する。電池管理装置１０６と組電池監視装置１０５Ａ〜１０５Ｃとの間には、通信バス１０７が接続される。通信バス１０７では、１組の通信線が複数のノード（電池管理装置１０６及び１つ以上の組電池監視装置１０５Ａ〜１０５Ｃ）で共有される。通信バス１０７は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）規格に基づいて構成された通信バスである。

組電池監視装置１０５Ａ〜１０５Ｃは、電池管理装置１０６からの通信による指令に基づいて、組電池７１Ａ〜７１Ｃを構成する電池（１）のそれぞれについて、電圧及び温度を計測する。ただし、温度は、１つの組電池（７１Ａ；７１Ｂ；７１Ｃ）において数箇所のみ測定することができ、全ての電池（１）の温度を測定しなくてもよい。

車両用電源１０２は、正極端子１１１と負極端子１１２との接続を入り切りするための電磁接触器（例えば、図１４のスイッチ装置１１３）を備えることもできる。スイッチ装置１１３は、組電池７１Ａ〜７１Ｃへの充電が行われるときにオンするプリチャージスイッチ（図示せず）、及び、電池出力が負荷へ供給されるときにオンするメインスイッチ（図示せず）を含む。プリチャージスイッチ及びメインスイッチのそれぞれは、スイッチ素子の近傍に配置されたコイルに供給される信号により、オン又はオフにされるリレー回路（図示せず）を備える。

インバータ１１４は、入力された直流電圧を、モータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。インバータ１１４の３相の出力端子は、駆動モータ１１５の各３相の入力端子に接続される。インバータ１１４は、電池管理装置１０６、又は、車両１００全体の動作を制御する車両ＥＣＵ１０３からの制御信号に基づいて、出力電圧を制御する。

駆動モータ１１５は、インバータ１１４から供給される電力により、回転する。この回転は、例えば差動ギアユニットを介して車軸および駆動輪Ｗに伝達される。

また、図示しないが、車両１００は、回生ブレーキ機構を備える。回生ブレーキ機構は、車両１００を制動した際に、駆動モータ１１５を回転させ、運動エネルギーを電気エネルギーとしての回生エネルギーに変換する。回生ブレーキ機構で回収した回生エネルギーは、インバータ１１４に入力され、直流電流に変換される。直流電流は、車両用電源１０２に入力される。

車両用電源１０２の負極端子１１２には、接続ラインＬ１の一方の端子が、電池管理装置１０６内の電流検出部を介して接続される。接続ラインＬ１の他方の端子は、インバータ１１４の負極入力端子に接続される。

車両用電源１０２の正極端子１１１には、接続ラインＬ２の一方の端子が、スイッチ装置１１３を介して接続される。接続ラインＬ２の他方の端子は、インバータ１１４の正極入力端子に接続される。外部端子１０４は、電池管理装置１０６に接続される。外部端子１０４は、例えば、外部電源に接続することができる。

車両ＥＣＵ１０３は、運転者などの操作入力に応答して、他の装置とともに電池管理装置１０６を協調制御して、車両１００全体の管理を行なう。電池管理装置１０６と車両ＥＣＵ１０３との間では、通信線により、車両用電源１０２の残容量など、車両用電源１０２の保全に関するデータ転送が行われる。

車両には、前述の電池パックが搭載される。前述のように、電池パックは、大型化することなく、高電圧が得られる。このため、車両では、電池パックを含む車両用電源を大型化することなく、車両電源から高電圧が得られる。

［実施形態に関する検証］
また、前述の実施形態に関連する検証を行った。以下、行った検証について、説明する。検証では、以下の実施例１〜４、及び、比較例１〜５の電池を作製した。そして、実施例１〜４、及び、比較例１〜５の電池について、試験を行った。なお、実施例１〜４、及び、比較例１〜５の試験条件及び試験結果については、表１を参照して、以下に説明する。

<実施例１>
実施例１では、第１の実施形態と同様に（図２等参照）、外装部材の内部に２つの電極群が収納される電池を形成した。そして、２つの電極群の間にシート部材を配置し、シート部材によって、２つの電極群を互いに対して隔離した。シート部材は、ラミネートシートを用いた。ラミネートシートでは、第１の実施形態と同様に、金属層の両面に絶縁層を積層した。ラミネートシートでは、金属層をアルミニウムから形成し、絶縁層をポリプロピレンから形成した。また、外装部材は、ラミネートフィルムを用いた。ラミネートフィルムでは、金属層をアルミニウムから形成し、絶縁層をポリプロピレンから形成した。

また、電池では、第１の実施形態と同様に、シート部材の絶縁層を外装部材の樹脂層に融着させ、封止部を形成した。そして、封止部によって、外装部材の内部を外部に対して密閉するとともに、シート部材を外装部材に強固に取付けた。また、シート部材では、第１の実施形態と同様に、２つの開口孔を形成した。そして、２つの電極群の一方の負極集電タブを、開口孔の一方でシート部材の金属層に電気的に接続し、２つの電極群の他方の正極集電タブを、開口孔の他方でシート部材の金属層に電気的に接続した。これにより、第１の実施形態と同様に、２つの電極群を直列に接続し、電極群の直列数が２の電池を形成した。

また、外装部材の内部の２つの電極群のそれぞれには、非水電解質を保持させた（含侵させた）。非水電解質としては、ゲル状非水電解質を用いた。ゲル状非水電解質の調製においては、ポリプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（体積比１：１）に電解質としてＬｉＰＦ₆を１Ｍ溶解させた。そして、ＬｉＰＦ₆を溶解させた溶液に、ポリアクリロニトリルを混合することにより、ゲル化させ、ゲル状非水電解質を調製した。

また、電極群のそれぞれでは、正極集電体を厚さ１５μｍのアルミニウムから形成し、負極集電体を厚さ１５μｍアルミニウムから形成した。また、正極集電体上に配置される正極合剤層では、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用いた。そして、負極集電体上に配置される負極合剤層では、負極活物質としてスピネル型チタン酸リチウムを用いた。

<実施例２>
実施例２では、非水電解質として、ゲル状非水電解質の代わりに、非水電解液を用いた。非水電解液は、ポリプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（体積比１：１）に電解質としてＬｉＰＦ₆を１Ｍ溶解させることにより、調製した。前述の事項以外については、実施例１と同様にして電池を形成した。

<実施例３>
実施例３では、第１の実施形態の第２の変形例と同様に（図８参照）、外装部材の内部に３つの電極群を収納した。そして、２つのシート部材によって、３つの電極群を互いに対して隔離した。２つのシート部材のそれぞれは、実施例１と同様のラミネートシートを用いた。そして、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、シート部材（ラミネートシート）の金属層を介して、３つの電極群を直列に接続した。これにより、直列数が３の電池を形成した。

また、電池では、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、シート部材のそれぞれの絶縁層を他のシート部材の絶縁層及び外装部材の樹脂層のいずれかに融着させ、封止部を形成した。そして、封止部によって、外装部材の内部を外部に対して密閉するとともに、２つシート部材を外装部材に強固に取付けた。前述の事項以外については、実施例１と同様にして電池を形成した。

<実施例４>
実施例４では、非水電解質として、ゲル状非水電解質の代わりに、非水電解液を用いた。非水電解液は、ポリプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（体積比１：１）に電解質としてＬｉＰＦ₆を１Ｍ溶解させることにより、調製した。前述の事項以外については、実施例３と同様にして電池を形成した。

<比較例１>
比較例１では、シート部材を用いず、外装部材の内部において２つの電極群を互いに対して隔離しなかった。前述の事項以外については、実施例１と同様にして電池を形成した。

<比較例２>
比較例２では、シート部材を用いず、外装部材の内部において２つの電極群を互いに対して隔離しなかった。前述の事項以外については、実施例２と同様にして電池を形成した。

<比較例３>
比較例３では、シート部材を用いず、外装部材の内部において３つの電極群を互いに対して隔離しなかった。前述の事項以外については、実施例３と同様にして電池を形成した。

<比較例４>
比較例４では、シート部材を用いず、外装部材の内部において３つの電極群を互いに対して隔離しなかった。前述の事項以外については、実施例４と同様にして電池を形成した。

<比較例５>
比較例５では、非水電解質として、ゲル状非水電解質の代わりに、固体電解質を用いた。固体電解質としては、ガーネット型のＬＬＺ（Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２）を用いた。

また、シート部材を用いず、外装部材の内部において２つの電極群を互いに対して隔離しなかった。前述の事項以外については、実施例１と同様にして電池を形成した。

<試験内容>
試験では、実施例１〜４及び比較例１〜５のそれぞれについて、１０個の電池を作製した。そして、作製した電池のそれぞれについて、試験を行った。

試験では、電池のそれぞれを、２．４×（電極群の直列数）Ｖまで充電レート１Ｃで充電した。そして、充電完了後、電池のそれぞれを、６０℃の環境下で１６８時間、貯蔵し、貯蔵試験を行った。そして、１６８時間の貯蔵後、電池のそれぞれについて、電圧を測定した。そして、測定された電圧が２．３×（電極群の直列数）未満であった電池については、その電池を不良品とした。試験では、実施例１〜４及び比較例１〜５のそれぞれについて、１０個の電池の中の不良品の数を検証した。

また、試験では、作製した電池のそれぞれについて、以下の検証も行った。この検証では、電池のそれぞれを、２．８×（電極群の直列数）Ｖまで充電レート１Ｃで充電した。そして、充電完了後、電池のそれぞれを、１．５×（電極群の直列数）Ｖまで放電レート１Ｃで放電した。この際、放電レート１Ｃでの放電における放電容量Ｑ１を測定した。そして、放電完了後、電池のそれぞれを、２．８×（電極群の直列数）Ｖまで充電レート１Ｃで再び充電した。そして、充電完了後、電池のそれぞれを、１．５×（電極群の直列数）Ｖまで放電レート５Ｃで放電した。この際、放電レート５Ｃでの放電における放電容量Ｑ２を測定した。そして、電池のそれぞれについて、放電レート１Ｃでの放電容量Ｑ１に対する放電レート５Ｃでの放電容量Ｑ２の比率として、放電容量維持率ηを算出した。放電容量維持率ηは、以下の式（１）を用いて算出した。

<試験結果及び考察>
表１には、前述の貯蔵試験後の不良品の数、及び、算出された放電容量維持率ηを示す。表１に示すように、比較例１〜４のそれぞれでは、前述の貯蔵試験の後において、１０個の電池の中で少なくとも３個が不良品となった。これに対し、実施例１〜４のそれぞれでは、前述の貯蔵試験の後において、１０個の電池の中に不良品はなかった。

したがって、前述の実施形態等のシート部材が設けられる構成では、外装部材の内部において、複数の電極群の間での電解質を介しての短絡が防止されることが、実証された。このため、電解液が非水電解質として用いられる電池でも、前述の実施形態等のシート部材を設けることにより、複数の電極群の間での電解液を介しての短絡が防止されることが、実証された。そして、ゲル状電解質が非水電解質として用いられる電池でも、前述の実施形態等のシート部材を設けることにより、複数の電極群の間での軟化したゲル状電解質を介しての短絡が防止されることが、実証された。

また、比較例５においても、前述の貯蔵試験の後において、１０個の電池の中に不良品はなかった。このため、非水電解質として固体電解質を用いることにより、前述の実施形態等のシート部材を設けなくても、複数の電極群の間での電解質を介しての短絡が防止されることが、確認された。

ただし、前述のように、固体電解質のイオン伝導度は、非水電解液及びゲル状非水電解質に比べて、低い。このため、非水電解質として固体電解質を用いられる比較例５では、放電レート１Ｃでの放電容量Ｑ１に対して放電レート５Ｃでの放電容量Ｑ２が、大きく低下し、放電容量維持率ηが低かった。これに対し、実施例１〜４のそれぞれでは、非水電解質として非水電解液又はゲル状非水電解質が用いられるため、放電レート１Ｃでの放電容量Ｑ１に対して放電レート５Ｃでの放電容量Ｑ２が、大きく低下せず、放電容量維持率ηが高かった。

したがって、非水電解質として電解液又はゲル状電解質を用いることにより、大電流での放電時においても、放電容量が大きく低下しないことが実証された。これにより、非水電解質として電解液又はゲル状電解質を用いることにより、電池の出力密度が高く確保されることが実証された。

なお、比較例２，４のそれぞれでは、放電容量維持率ηを算出する検証において、１０個の電池のいずれもが、１回目の充電で２．８×（電極群の直列数）Ｖまで充電できなかった。このため、比較例２，４のそれぞれでは、放電容量維持率ηを算出不可能だった。

前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例の電池によれば、外装部材の内部に複数の電極群が配置され、シート部材が、互いに対して隣り合う電極群の間を隔離する隔壁になる。そして、シート部材では、金属層は、隔離する対象となる隣り合う電極群の間を電気的に接続する電気経路を、形成する。そして、シート部材では、絶縁層は、隔離する対象となる隣り合う電極群の配列方向について金属層の両側に積層される。このため、外装部材の内部に複数の電極群が設けられる構成において、電極群の間のイオン伝導による短絡が有効に防止される電池を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電池、３Ａ，３Ｂ…外装部材、５Ａ〜５Ｃ…電極群、７，７Ａ，７Ｂ…シート部材、１１，１２…樹脂層、１３…金属層、１５…負極、１７…正極、２５…金属層、２６，２７…絶縁層、４１，４２…面、４３，４５…開口孔、６３，６５…縁面、６６，６７…接着層。

Claims (13)

1. 外装部材と、
   前記外装部材の内部に収納され、それぞれが正極及び負極を備える複数の電極群と、
   前記外装部材の前記内部において、互いに対して隣り合う前記電極群の間を隔離する隔壁となる１つ以上のシート部材と、
   を具備し、
   前記シート部材は、
   隔離する対象となる隣り合う前記電極群の間を電気的に接続する電気経路を形成する金属層と、
   電気的絶縁性を有する材料から形成され、隔離する対象となる隣り合う前記電極群の配列方向について、前記金属層の両側に積層される絶縁層と、
   を備える、電池。
2. 前記シート部材の前記絶縁層は、熱融着性を有する樹脂から形成される、請求項１の電池。
3. 前記シート部材の前記金属層は、前記配列方向の一方側を向く第１の面と、前記配列方向について前記第１の面が向く側とは反対側を向く第２の面と、を備え、
   前記シート部材の前記絶縁層は、前記金属層の前記第１の面に積層される第１の絶縁層と、前記金属層の前記第２の面に積層される第２の絶縁層と、を備え、
   前記シート部材の前記第１の絶縁層に、前記金属層の前記第１の面を露出させる第１の開口孔が形成されるとともに、前記第２の絶縁層に、前記金属層の前記第２の面を露出させる第２の開口孔が形成され、
   前記シート部材の隔離する対象となる２つの前記電極群の一方が、前記第１の開口孔で前記金属層に電気的に接続され、隔離する対象となる２つの前記電極群の他方が、前記第２の開口孔で前記金属層に電気的に接続される、
   請求項１又は２の電池。
4. 前記シート部材の前記第１の絶縁層は、前記第１の面において、前記第１の開口孔を除く領域の全体に渡って積層され、
   前記シート部材の前記第２の絶縁層は、前記第２の面において、前記第２の開口孔を除く領域の全体に渡って積層される、
   請求項３の電池。
5. 前記シート部材の前記第１の絶縁層は、前記第１の開口孔を囲む第１の縁面を備えるとともに、前記第２の絶縁層は、前記第２の開口孔を囲む第２の縁面を備え、
   前記シート部材は、前記第１の絶縁層の前記第１の縁面及び前記第２の絶縁層の前記第２の縁面の少なくとも一方に、接着層を備える、
   請求項３又は４の電池。
6. 前記シート部材の前記第１の絶縁層は、前記第１の開口孔を囲む第１の縁面を備えるとともに、前記第２の絶縁層は、前記第２の開口孔を囲む第２の縁面を備え、
   前記シート部材は、
   前記第１の縁面がテーパ状に形成され、前記金属層に近づくほど、前記第１の開口孔の断面積が減少するか、及び、
   前記第２の縁面がテーパ状に形成され、前記金属層に近づくほど、前記第２の開口孔の断面積が減少するか、
   の少なくとも一方である、
   請求項３又は４の電池。
7. 前記電極群のそれぞれに電解質として保持される電解液又はゲル状電解質をさらに具備する、請求項１乃至６のいずれか１項の電池。
8. 前記電極群の少なくとも１つは、負極活物質として、チタン含有酸化物を含む、請求項１乃至７のいずれか１項の電池。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項の電池を１つ以上具備する、電池パック。
10. 前記電池に電気的に接続される外部端子と、
    保護回路と、
    をさらに具備する、請求項９の電池パック。
11. 前記電池を複数具備し、
    複数の前記電池は、互いに対して、電気的に直列に接続される、電気的に並列に接続される、又は、直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続される、
    請求項９又は１０の電池パック。
12. 請求項９乃至１１のいずれか１項の電池パックを具備する、車両。
13. 前記車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構をさらに具備する、請求項１２の車両。