JP2022186226A - 組電池 - Google Patents

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Ryosuke Kusano
英明 堀江
Hideaki Horie
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Abstract

【課題】上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持できる組電池を提供する。【解決手段】順に積層されたひと組の正極樹脂集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極樹脂集電体からなる積層単位を備える単電池を２個以上有し、上記２個以上の単電池の積層体を外装体 に封入した組電池であって、上記積層体の側面のうちの少なくとも１つの面において、上記単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体（Ａ１）を備えることを特徴とする組電池。【選択図】 図１

Description

本発明は、組電池に関する。
リチウムイオン電池は、高エネルギー密度、高出力密度が達成できる二次電池として、近年様々な用途に多用されている。一般的なリチウムイオン電池は、集電体の一面に正極活物質層及び負極活物質層をそれぞれ設けた後に、活物質層間にセパレータを挾んでこれら正極活物質と負極活物質を積層することで略平板状のリチウム二次単電池を製造し、この単電池を複数層積層して構成される。
このような、単電池を複数層積層してなるリチウムイオン電池において、集電体に樹脂集電体を用いたものが提案されている（特許文献１参照）。
集電体として樹脂集電体を用いた場合、樹脂集電体は金属集電体に比較して電子流動性が低いために導電率が低い。このため、単電池を複数層積層する際に、上下に隣り合う単電池の上下面に位置する樹脂集電体を互いに密着させることが好ましく、積層電池モジュールを可撓性を有する容器内に収納する際に容器内を脱気する等の工夫がされてきた（特許文献２参照）。
特開２０１０－６２０８１号公報 特開２０１７－４５５３０号公報
しかし、これらの工夫をしてもなお、電池の作製、運搬又は使用時に外部から振動が加えられることにより、また高温化での保管、運搬、使用等で電池内部にガスが発生することにより、上下に隣り合う単電池の位置がずれて組電池の内部抵抗値が上昇するという課題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持できる組電池を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、順に積層されたひと組の正極樹脂集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極樹脂集電体からなる積層単位を備える単電池を２個以上有し、上記２個以上の単電池の積層体を外装体に封入した組電池であって、上記積層体の側面のうちの少なくとも１つの面において、上記単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体（Ａ１）を備えることを特徴とする組電池に関する。
本発明によれば、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持できる組電池を提供することができる。
図１は、本発明の組電池の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の組電池を構成する積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、図２に示す積層体の側面に絶縁体を設けた形態を示す斜視図である。 図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。 図５は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。 図６は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。 図７は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。 図８は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。 図９は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。 図１０は、外装体と絶縁体との間に緩衝材を有する組電池の一例を模式的に示す断面図である。 図１１は、絶縁体／緩衝材／絶縁体の３層構造の絶縁テープの一例を模式的に示す断面図である。 １２は、図１１に示した３層構造の絶縁テープを積層体と外装体の間に配置した組電池の一例を模式的に示す断面図である。 図１３は、単電池の位置ずれを測定する位置を示す模式図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において、リチウムイオン電池と記載する場合、リチウムイオン二次電池も含む概念とする。
本発明の組電池は、順に積層されたひと組の正極樹脂集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極樹脂集電体からなる積層単位を備える単電池を２個以上有し、上記２個以上の単電池の積層体を外装体に封入した組電池であって、上記積層体の側面のうちの少なくとも１つの面において、上記単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体（Ａ１）を備えることを特徴とする。
以下に、本発明の組電池の具体的な実施形態を示す。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
（第１実施形態）
第１実施形態の組電池は、組電池を構成する積層体の側面すべての面において、一体化した絶縁体（Ａ１）を備える。
図１は、本発明の組電池の一例を模式的に示す断面図である。
図１を参照して、組電池を構成する絶縁体以外の構成について説明する。
図１に示す組電池１は、単電池１００を５個有しており、単電池１００が積層された積層体２００が外装体１２０に封入されてなる。
単電池１００は、正極樹脂集電体１１、正極活物質層１３、セパレータ３０、負極活物質層２３及び負極樹脂集電体２１がこの順に積層されており、正極樹脂集電体１１と負極樹脂集電体２１とを最外層に有する。
正極樹脂集電体１１、正極活物質層１３、セパレータ３０、負極活物質層２３及び負極樹脂集電体２１が積層単位（電極対向部）を構成している。
単電池１００は、正極樹脂集電体１１及び負極樹脂集電体２１の間で、上記積層単位の周囲に配置された枠部材４０を有する。
枠部材４０は、正極枠部材４０ａと負極枠部材４０ｂでセパレータ３０を挟むことにより、セパレータ３０の周縁部を固定している。
最も上に位置する単電池１００の負極樹脂集電体２１には負極側の強電タブ１２１が接続され、外装体１２０の外に強電タブ１２１が引き出されている。
同様に、最も下に位置する単電池１００の正極樹脂集電体１１には正極側の強電タブ１１１が接続され、外装体１２０の外に強電タブ１１１が引き出されている。
図２は、本発明の組電池を構成する積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
図２に示す積層体２００は、単電池１００を５個有しており、単電池１００が積層されてなる。
積層体は、その形状が直方体形状であり、単電池が積層される方向（矢印Ｔ方向）に垂直な面である上面２０１、下面２０２と、単電池が積層される方向に平行な面である４つの側面である第１側面２０３、第２側面２０４、第３側面２０５、第４側面２０６を有する。
第１側面２０３と第３側面２０５は、積層体の側面のうち対向する２つの面である。
第２側面２０４と第４側面２０６は、積層体の側面のうち対向する２つの面である。
図３は、図２に示す積層体の側面に絶縁体を設けた形態を示す斜視図である。
図３には、図２に示す積層体２００の側面に絶縁体７０を設けた状態を示している。
絶縁体７０は、積層体の側面の全ての面である第１側面２０３、第２側面２０４、第３側面２０５、第４側面２０６に渡ってひとつながりの絶縁体である。
本明細書において、積層体の側面に接しており単電池間の境界を跨いで被覆する絶縁体を、絶縁体（Ａ１）と表記する。
図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。
図４には、積層体２００の第２側面２０４及び第４側面２０６において、単電池１００の境界を絶縁体７０が跨いで被覆している様子を示している。
単電池１００の境界は、下の単電池１００の負極樹脂集電体２１と上の単電池１００の正極樹脂集電体１１の境界である。図４に示す積層体２００では単電池１００の境界は４箇所存在する。その４箇所の境界の全てを、一体化した絶縁体７０が跨いで被覆している。
本発明の組電池は、積層体の側面において、単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体（Ａ１）を備えるため、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持することができる。
なお、本明細書において、「単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体」とは、積層体の側面にある単電池間の境界を、分離していない一つの部材である絶縁体で被覆することを意味している。また、絶縁体は、積層体の厚さ方向に単電池間の境界を跨いで被覆しているが、積層体の側面の全てを被覆する必要はない。
後述する各実施形態のように、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持するために必要な程度に絶縁体が設けられていればよく、積層体の側面の一部が絶縁体に被覆されていなくてもよい。
絶縁体としては、絶縁テープを好ましく使用することができる。
絶縁テープは、その絶縁抵抗が１０００ＭΩ以上であることが好ましい。
また、絶縁テープの厚さが１０～２００μｍであることが好ましい。
絶縁テープの例としては、養生用Ｐ－カットテープ（株式会社寺岡製作所製）、カプトン（登録商標）粘着テープ（株式会社寺岡製作所製）、マスキングテープ ２４３Ｊ Ｐｌｕｓ（スリーエムジャパン株式会社製）、セロテープ（登録商標）（ニチバン株式会社製）等を使用することができる。
絶縁体（Ａ１）は、その少なくとも一方の面においてＰＥＴ板に対する引きはがし粘着力が０．５Ｎ／２５ｍｍ以上である材料であることが好ましい。絶縁体（Ａ１）は、当該粘着力を有する面で単電池間の境界を跨いで被覆することが好ましい。
絶縁体のＰＥＴ板に対する引きはがし粘着力は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準じて測定することができる。引きはがし粘着力を測定できる絶縁体は、絶縁体の表面がＰＥＴ板に対して粘着力を有する材料である。
２５ｍｍ幅のＰＥＴ板を試験片として、絶縁体の粘着力を測定する面をＰＥＴ板に接触させてローラーで押し付けてＰＥＴ板に試験片を貼り付け、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準じて１８０°引きはがし粘着力を測定する。
引きはがし粘着力が０．５Ｎ／２５ｍｍ以上であると、単電池の位置ずれがより生じにくくなる。また、引きはがし粘着力は５５Ｎ／２５ｍｍ以下であってもよい。
以下に、単電池を構成する各構成要素の好ましい態様について説明する。
まず、単電池の積層単位となる各要素について説明する。
単電池では、正極活物質層及び／又は負極活物質層が、電極活物質粒子表面の少なくとも一部が被覆層で被覆された被覆電極活物質粒子を含み、被覆電極活物質粒子の非結着体であることが好ましい。
正極活物質層及び／又は負極活物質層が被覆電極活物質粒子の非結着体であると、単電池を積層して加圧する際に、正極活物質層及び／又は負極活物質層が柔軟であるので、加圧の圧力に応じて被覆電極活物質粒子が流動することができる。そのため、単電池の表面に凹凸が形成されない。単電池の表面に凹凸が形成されていないと、樹脂集電体の損耗を抑制することができる。
正極活物質層及び負極活物質層の説明の中で、上記の態様について説明する。
正極活物質層には正極活物質粒子が含まれる。
正極活物質粒子としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＡｌＭｎＯ４、ＬｉＭｎＯ２及びＬｉＭｎ２Ｏ４等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ４、ＬｉＮｉ１－ｘＣｏｘＯ２、ＬｉＭｎ１－ｙＣｏｙＯ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ａｌ１／３Ｏ２及びＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２）及び金属元素が３種以上である複合酸化物［例えばＬｉＭａＭ’ｂＭ’’ｃＯ２（Ｍ、Ｍ’及びＭ’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４及びＬｉＮｉＰＯ４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ２及びＶ２Ｏ５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ２及びＴｉＳ２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
正極活物質粒子は、被覆層で被覆された被覆正極活物質粒子であることが好ましい。
被覆層は、導電助剤及び高分子化合物からなる層である。
正極活物質粒子が被覆層で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。
導電助剤としては、金属系導電助剤［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、炭素系導電助剤［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック及びサーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられる。
これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物として用いられてもよい。
なかでも、電気的安定性の観点から、より好ましくはアルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、炭素系導電助剤及びこれらの混合物であり、さらに好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及び炭素系導電助剤であり、特に好ましくは炭素系導電助剤である。
またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料［好ましくは、上記した導電助剤のうち金属のもの］をめっき等でコーティングしたものでもよい。
導電助剤の形状（形態）は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電助剤として実用化されている形態であってもよい。
高分子化合物と導電助剤の比率は特に限定されるものではないが、電池の内部抵抗等の観点から、重量比率で高分子化合物（樹脂固形分重量）：導電助剤が１：０．０１～１：５０であることが好ましく、１：０．２～１：３．０であることがより好ましい。
高分子化合物としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。
また、正極活物質層は、被覆正極活物質に含まれる導電助剤以外にも導電助剤を含んでもよい。
導電助剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
被覆層は、更にセラミック粒子を含んでいてもよい。
セラミック粒子としては、金属炭化物粒子、金属酸化物粒子、ガラスセラミック粒子等が挙げられる。
金属炭化物粒子としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）、炭化バナジウム（ＶＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）等が挙げられる。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ２Ｔｉ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＡｌＯ２、Ｌｉ２ＺｒＯ３、Ｌｉ２ＷＯ４、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＭｏＯ４、Ｌｉ３ＢＯ３、ＬｉＢＯ２、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３や、ＡＢＯ３（但し、Ａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｐｒ及びＹからなる群より選択される少なくとも１種であり、Ｂは、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ及びＲｅからなる群より選択される少なくとも１種）で表されるペロブスカイト型酸化物粒子等が挙げられる。
金属酸化物粒子としては、電解液と被覆正極活物質粒子との間で起こる副反応を好適に抑制する観点から、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、及び、四ほう酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）が好ましい。
セラミック粒子としては、電解液と被覆正極活物質粒子との間で起こる副反応を好適に抑制する観点から、ガラスセラミック粒子であることが好ましい。
これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
ガラスセラミック粒子としては、菱面体晶系を有するリチウム含有リン酸化合物であることが好ましく、その化学式は、ＬｉｘＭ”２Ｐ３Ｏ１２（Ｘ＝１～１．７）で表される。
ここでＭ”はＺｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ａｌからなる群より選ばれた１種以上の元素である。また、Ｐの一部をＳｉ又はＢに、Ｏの一部をＦ、Ｃｌ等で置換してもよい。例えば、Ｌｉ１．１５Ｔｉ１．８５Ａｌ０．１５Ｓｉ０．０５Ｐ２．９５Ｏ１２、Ｌｉ１．２Ｔｉ１．８Ａｌ０．１Ｇｅ０．１Ｓｉ０．０５Ｐ２．９５Ｏ１２等を用いることができる。
また、異なる組成の材料を混合又は複合してもよく、ガラス電解質等で表面をコートしてもよい。又は、熱処理によりＮＡＳＩＣＯＮ型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の結晶相を析出するガラスセラミック粒子を用いることが好ましい。
ガラス電解質としては、特開２０１９－９６４７８号公報に記載のガラス電解質が挙げられる。
ここで、ガラスセラミック粒子におけるＬｉ２Ｏの配合割合は酸化物換算で８質量％以下であることが好ましい。
ＮＡＳＩＣＯＮ型構造でなくとも、Ｌｉ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐ、Ｓｉ、Ｏ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｆからなり、ＬＩＳＩＣＯＮ型、ぺロブスカイト型、β－Ｆｅ２（ＳＯ４）３型、Ｌｉ３Ｉｎ２（ＰＯ４）３型の結晶構造を、持ち、Ｌｉイオンを室温で１×１０－５Ｓ／ｃｍ以上伝導する固体電解質を用いても良い。
上述したセラミック粒子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
セラミック粒子の体積平均粒子径は、エネルギー密度の観点及び電気抵抗値の観点から、１～１０００ｎｍであることが好ましく、１～５００ｎｍであることがより好ましく、１～１５０ｎｍであることがさらに好ましい。
セラミック粒子の重量割合は、被覆正極活物質粒子の重量を基準として０．５～５．０重量％であることが好ましい。
セラミック粒子を上記範囲で含有することにより、電解液と被覆正極活物質粒子との間で起こる副反応を好適に抑制することができる。
セラミック粒子の重量割合は、被覆正極活物質粒子の重量を基準として２．０～４．０重量％であることがより好ましい。
正極活物質層は、正極活物質を含み、正極活物質同士を結着する結着材を含まない非結着体であることが好ましい。
ここで、非結着体とは、正極活物質同士が、互いに結合していないことを意味し、結合とは不可逆的に正極活物質同士が固定されていることを意味する。
正極活物質層には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
粘着性樹脂としては、例えば、特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平１０－２５５８０５公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。
なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性（水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質）を有する樹脂を意味する。一方、結着材として用いられる溶液乾燥型の電極バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。
従って、溶液乾燥型の電極バインダー（結着材）と粘着性樹脂とは異なる材料である。
正極活物質層の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１００～７００μｍであることが好ましく、３００～６００μｍであることがより好ましい。
負極活物質層には負極活物質粒子が含まれる。
負極活物質粒子としては、公知のリチウムイオン電池用負極活物質が使用でき、炭素系材料［黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）及び炭素繊維等］、珪素系材料［珪素、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、珪素－炭素複合体（炭素粒子の表面を珪素及び／又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び／又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等）及び珪素合金（珪素－アルミニウム合金、珪素－リチウム合金、珪素－ニッケル合金、珪素－鉄合金、珪素－チタン合金、珪素－マンガン合金、珪素－銅合金及び珪素－スズ合金等）等］、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属（スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等）及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。
また、負極活物質粒子は、上述した被覆正極活物質粒子と同様の被覆層で被覆された被覆負極活物質粒子であってもよい。
被覆層を構成する導電助剤及び高分子化合物並びにセラミック粒子としては、上述した被覆正極活物質粒子と同様の導電助剤及び高分子化合物並びにセラミック粒子を好適に用いることができる。
また、負極活物質層は、被覆負極活物質粒子に含まれる導電助剤以外にも導電助剤を含んでもよい。導電助剤としては、上述した被覆正極活物質粒子に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
負極活物質層は、正極活物質層と同様に、負極活物質同士を結着する結着材を含まない非結着体であることが好ましい。また、正極活物質層と同様に、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
負極活物質層の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１００～９００μｍであることが好ましく、３００～８００μｍであることも好ましく、５００～７００μｍであることも好ましい。
正極活物質層の厚みと負極活物質層の厚みは、同じでもよく異なっていてもよいが、負極活物質層の厚みが正極活物質層の厚みより大きくてもよい。
正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体は、導電性高分子材料からなる樹脂集電体である。
正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体の厚さは、特に限定されないが、正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体のそれぞれにつき、５０～５００μｍであることが好ましい。
樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては例えば、導電性高分子や、樹脂に必要に応じて導電剤を添加したものを用いることができる。
導電性高分子材料を構成する導電剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。
導電性高分子材料を構成する樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。
セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム、多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム、合成繊維（ポリエステル繊維及びアラミド繊維等）又はガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用のセパレータが挙げられる。
正極活物質層及び負極活物質層には電解液が含まれる。
電解液としては、公知のリチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する公知の電解液を使用することができる。
電解質としては、公知の電解液に用いられている電解質が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４及びＬｉＮ（ＦＳＯ２）２等の無機アニオンのリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２及びＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等の有機アニオンのリチウム塩が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＮ（ＦＳＯ２）２である。
溶媒としては、公知の電解液に用いられている非水溶媒が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン及びこれらの混合物を用いることができる。
次に、枠部材について説明する。
枠部材を構成する材料としては、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、高分子材料が好ましい。
高分子材料が熱硬化性高分子材料であってもよい。具体的には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
高分子材料が熱可塑性高分子材料であってもよい。具体的には、エチレン－酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸変性ポリエチレン及び酸変性ポリプロピレンからなる群より選ばれる１種以上の材からなることが好ましい。
枠部材は、正極枠部材と負極枠部材からなっていてもよい。正極枠部材と負極枠部材をそれぞれ異なる材料としてもよく、同じ材料としてもよい。枠部材が正極枠部材と負極枠部材からなり、正極枠部材と負極枠部材で、セパレータの周縁部を挟んで固定していることが好ましい。
本発明の組電池では、２個以上の単電池が外装体に封入される。外装体は、２個以上の単電池を封入できるものであればその材質は特に限定されないが、２個以上の単電池を封入して加圧した際に、単電池の積層体の形状に追従してその形状が変化する、可撓性を有する材料及び形態であることが好ましい。
可撓性を有する外装体としては、好ましくは内面に絶縁処理がされたアルミラミネートフィルムを使用することができる。外装体の厚さは、適度な可撓性と強度を有する観点から、１００～３００μｍであることが好ましい。
また、可撓性を有さない外装体として、内面に絶縁処理がされた金属缶を使用することもできる。
外装体からは、図１に示すように、強電タブ等の引き出し端子を引き出すようにすることが好ましい。
（第２実施形態）
第２実施形態の組電池では、組電池を構成する積層体のそれぞれの側面において、一体化した絶縁体（Ａ１）を備える。各側面に設けられた絶縁体（Ａ１）同士は繋がっておらず、各側面に設けられた絶縁体（Ａ１）が別の部材である点が、第１実施形態とは異なる。
図５は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。
積層体２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。
図５には、積層体２００の第１側面２０３、第２側面２０４、第３側面２０５、第４側面２０６のそれぞれに、絶縁体７１を設けた形態を示している。
積層体のそれぞれの側面に設けられた絶縁体７１は、別の部材である。各絶縁体は、積層体の各側面において、単電池間の境界を跨いで被覆するため、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持することができる。
（第３実施形態）
第３実施形態の組電池では、組電池を構成する積層体の側面１つあたりに、複数の絶縁体（Ａ１）を備える。
図６は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。
積層体２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。
図６には、積層体２００の第１側面２０３及び第３側面２０５にそれぞれ３つの絶縁体（絶縁体７２ａ、絶縁体７２ｂ、絶縁体７２ｃ）を設けた形態を示している。また、積層体２００の第２側面２０４及び第４側面２０６にそれぞれに２つの絶縁体（絶縁体７３ａ、絶縁体７３ｂ）を設けた形態を示している。
図６に示すように、積層体の側面ごとに設ける絶縁体の数が異なっていてもよい。
積層体のそれぞれの側面に設けられた各絶縁体は、積層体の側面において、単電池間の境界を跨いで被覆するため、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持することができる。
（第４実施形態）
第４実施形態の組電池では、組電池を構成する積層体の側面の１つに絶縁体（Ａ１）を備える。
図７は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。
積層体２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。
図７には、積層体２００の第１側面２０３に絶縁体７１を設けた形態を示している。積層体２００の他の側面（第２側面２０４、第３側面２０５、第４側面２０６）には絶縁体は設けられていない。
積層体の側面のうち少なくとも１つの側面において、単電池間の境界を跨いで被覆する絶縁体が設けられていると、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持することができる。
（第５実施形態）
第５実施形態の組電池では、組電池を構成する積層体の側面のうちの対向する２つの面において、それぞれ絶縁体（Ａ１）を備える。
図８は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。
積層体２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。
図８には、積層体２００の第１側面２０３及び第３側面２０５に絶縁体７１を設けた形態を示している。積層体２００の他の側面（第２側面２０４、第４側面２０６）には絶縁体は設けられていない。
積層体の側面のうち対向する２つの面において、単電池間の境界を跨いで被覆する絶縁体が設けられていると、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態を維持することができる。積層体の１つの側面のみに絶縁体が設けられている形態や、積層体の隣り合う２つの側面のみ（例えば積層体２００の第１側面２０３及び第２側面２０４のみ）に絶縁体が設けられている形態と比べて、その効果は高い。
（第６実施形態）
第６実施形態の組電池では、積層体の側面から上面及び下面に延びる絶縁体（Ａ１）を備える。
図９は、積層体の側面に絶縁体を設けた別の形態を模式的に示す斜視図である。
積層体２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。
図９には、積層体２００の第１側面２０３から延びて上面２０１の一部及び下面２０２の一部を被覆する２つの絶縁体（絶縁体７４ａ、絶縁体７４ｂ）を設けた形態を示している。
絶縁体が積層体の側面から上面及び下面に延びていると、単電池の位置がずれることをより効果的に防止することができ、上下に隣り合う単電池の樹脂集電体が互いに密着した状態をより効果的に維持することができる。
（第７実施形態）
第７実施形態の組電池は、外装体と絶縁体との間に緩衝材を有し、緩衝材がガス吸着粒子を含有する。
図１０は、外装体と絶縁体との間に緩衝材を有する組電池の一例を模式的に示す断面図である。
図１０に示す組電池２では、外装体１２０と絶縁体７０の間に緩衝材８０を有し、緩衝材がガス吸着粒子を含有する。
緩衝材がガス吸着粒子を含有していると、リチウムイオン電池の充放電に伴い発生するガスを好適に吸着することができる。
リチウムイオン電池の高温化での保管、運搬、使用等で電池内部にガスが発生することがあるが、ガス吸着粒子がガスを吸着することによって、ガス発生の影響を抑えることができる。
その結果、上下に隣り合う単電池の位置がずれることが防止され、組電池の内部抵抗値が高くなることが防止される。
ガス吸着粒子は、活性炭、ゼオライト、シリカ、及びアルミナからなる群より選ばれる１種以上であることが好ましい。また、ガス吸着粒子は、多孔質であることが好ましい。
ガス吸着粒子の体積平均粒子径は、５００μｍ～２ｍｍであることが好ましく、１～２ｍｍであることがより好ましい。
ガス吸着粒子の体積平均粒子径が大きいほど、単位面積当たりのガス吸着粒子の量が増えるためガス吸着能を高くする観点から有利であり、ガス吸着粒子の体積平均粒子径が５００μｍ以上であることが好ましい。
ガス吸着粒子の体積平均粒子径が２ｍｍを超えると、組電池内でガス吸着粒子の占める体積が大きくなり体積当たりのエネルギー密度の低下につながる。
本明細書において粒子（ガス吸着粒子等）の体積平均粒子径は、マイクロトラック法（レーザー回折・散乱法）によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径（Ｄｖ５０）を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、粒子の体積平均粒子径の測定には、日機装（株）製のマイクロトラック等を用いることができる。
ガス吸着粒子の比表面積は、１～２０００ｍ２／ｇであることが好ましく、１～１００ｍ２／ｇであることがより好ましい。
ガス吸着粒子の比表面積が上記範囲であると、リチウムイオン電池の充放電に伴い発生するガスを好適に吸着することができる。
本明細書において、ガス吸着粒子の比表面積は、「ＪＩＳ Ｚ８８３０ ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定方法」に準じて、ＢＥＴ比表面積として測定した値である。
ガス吸着粒子の含有量が、緩衝材の単位面積あたり４０～１２０ｍｇ／ｃｍ２であることが好ましい。
ガス吸着粒子は、絶縁体と一体化したシートとして積層体の側面に貼り付けて使用することができる。このシートの目付量［ｍｇ／ｃｍ２］を、緩衝材の単位面積あたりのガス吸着粒子の含有量と考えることができる。シートの目付量に含まれる絶縁体の重量の寄与は少ないので、目付量を緩衝材の単位面積あたりのガス吸着粒子の含有量と同視してよい。
緩衝材の単位面積あたりのガス吸着粒子の含有量が大きいほど、単位面積当たりのガス吸着粒子の量が増えるためガス吸着能を高くする観点から有利である。ただし、緩衝材の単位面積あたりのガス吸着粒子の含有量が大きくなりすぎると、組電池内でガス吸着粒子の占める体積が大きくなり体積当たりのエネルギー密度の低下につながる。
緩衝材には、ガス吸着粒子の他に樹脂材料やパルプを含んでもよい。
このような緩衝材としては、ガス吸着粒子と樹脂材料やパルプをシート化したものが挙げられ、製品としては、汚染ガス吸着シート（ＧａｓＱ（登録商標）株式会社資料保存器材製）、ゼオシート（美浜株式会社製）等が挙げられる。
また、緩衝材がガス吸着粒子と他の成分を含む場合に、ガス吸着粒子の重量割合が、緩衝材の重量を基準として５０重量％以上であることが好ましい。
ガス吸着粒子の重量割合がこの範囲内であると、緩衝材の強度とガス吸着性能のバランスに優れるため、単電池の位置ずれを抑制するとともに、組電池の内部抵抗値をより低くすることができる。
また、本発明の組電池は、緩衝材と外装体との間にさらに絶縁体（Ａ２）を有することが好ましい。
組電池が、積層体と外装体の間に、絶縁体（Ａ１）と、緩衝材と、絶縁体（Ａ２）を備えるようにするために、３層構造の絶縁テープを使用することができる。
図１１は、絶縁体／緩衝材／絶縁体の３層構造の絶縁テープの一例を模式的に示す断面図である。
図１１には、絶縁体７０、緩衝材８０、絶縁体７５の３層からなる絶縁テープを示している。
絶縁体７０と絶縁体７５の材質や厚みは同じでもよく、異なっていてもよい。絶縁体７０は積層体の側面に接して配置される絶縁体（Ａ１）であり、絶縁体７５は外装体に接して配置される絶縁体（Ａ２）である。
緩衝材８０は、ガス吸着粒子を含有することが好ましい。
絶縁体（Ａ１）が積層体の側面に接して配置される面は、接着力を有する面とする。
図１２は、図１１に示した３層構造の絶縁テープを積層体と外装体の間に配置した組電池の一例を模式的に示す断面図である。
図１２に示す組電池３では、積層体２００の側面（第２側面２０４及び第４側面２０６）に、絶縁体７０が接しており、絶縁体７０と外装体１２０の間に緩衝材８０及び絶縁体７５が配置されている。絶縁体７５は緩衝材８０と外装体１２０の間に配置される絶縁体（Ａ２）である。
このような構成であると、積層体２００の側面に３層構造の絶縁テープを貼り付けることにより、ガス吸着粒子を含有する緩衝材を積層体２００の側面に簡便な手順で設けることができる。
本発明の組電池の製造方法は特に限定されないが、単電池を作製して積層体を作製したのち、積層体の側面に絶縁体となる絶縁テープを貼り付ける等の手順により、単電池間の境界を跨いで被覆する一体化した絶縁体（Ａ１）を設けて、絶縁体を設けた積層体を外装体に封入することによって、本発明の組電池を得ることができる。
また、粘着性を有する絶縁テープでガス吸着粒子を挟むことにより、図１１に示したような３層構造の絶縁テープを得て、当該３層構造の絶縁テープを積層体の側面に貼り付けることにより、外装体と絶縁体の間にガス吸着粒子を有する緩衝材を設けた組電池を得ることができる。
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、％は重量％を意味する。
［被覆用高分子化合物の作製］
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した４つ口フラスコにＤＭＦ１５０部を仕込み、７５℃に昇温した。次いで、アクリル酸９１部、メタクリル酸メチル９部及びＤＭＦ５０部を配合した単量体組成物と、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）０．３部及び２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）０．８部をＤＭＦ３０部に溶解した開始剤溶液とを４つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで２時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、７５℃で反応を３時間継続した。次いで、８０℃に昇温して反応を３時間継続し、樹脂濃度３０％の共重合体溶液を得た。得られた共重合体溶液はテフロン（登録商標）製のバットに移して１５０℃、０．０１ＭＰａで３時間の減圧乾燥を行い、ＤＭＦを留去して共重合体を得た。この共重合体をハンマーで粗粉砕した後、乳鉢にて追加粉砕して、粉末状の被覆用高分子化合物を得た。
［電解液の作製］
エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）の混合溶媒（ＥＣ：ＰＣの体積比率３：７）にＬｉＦＳＩ（ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２）を２．０ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解させて電解液を作製した。
［樹脂集電体の作製］
２軸押出機にて、ポリプロピレン［商品名「サンアロマーＰＬ５００Ａ」、サンアロマー（株）製］７０部、カーボンナノチューブ［商品名「ＦｌｏＴｕｂｅ９０００」、ＣＮａｎｏ社製］２５部及び分散剤［商品名「ユーメックス１００１」、三洋化成工業（株）製］５部を２００℃、２００ｒｐｍの条件で溶融混練して樹脂混合物を得た。
得られた樹脂混合物を、Ｔダイ押出しフィルム成形機に通して、それを延伸圧延することで、膜厚５０μｍの樹脂集電体用導電性フィルムを得た。次いで、得られた樹脂集電体用導電性フィルムを４００ｍｍ×５００ｍｍとなるように切断し、片面にニッケル蒸着を施し、樹脂集電体を得た。
［被覆負極活物質粒子の作製］
被覆用高分子化合物１部をＤＭＦ３部に溶解し、被覆用高分子化合物溶液を得た。
負極活物質粒子（ハードカーボン粉末、体積平均粒子径２５μｍ）７６部を万能混合機ハイスピードミキサーＦＳ２５［（株）アーステクニカ製］に入れ、室温、７２０ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用高分子化合物溶液９部を２分間かけて滴下し、さらに５分間撹拌した。
次いで、撹拌した状態で導電剤であるアセチレンブラック［デンカ（株）製デンカブラック（登録商標）］９部、カーボンナノファイバー［帝人（株）製］２部及びガラスセラミック粒子（商品名「リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスＬＩＣＧＣＴＭＰＷ－０１（１μｍ）」［株式会社オハラ製］、体積平均粒子径１０００ｎｍ）４部を分割しながら２分間で投入し、３０分間撹拌を継続した。
その後、撹拌を維持したまま０．０１ＭＰａまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を１４０℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を８時間維持して揮発分を留去した。
得られた粉体を目開き２００μｍの篩いで分級し、被覆負極活物質粒子を得た。
［被覆正極活物質粒子の作製］
被覆用高分子化合物１部をＤＭＦ３部に溶解し、被覆用高分子化合物溶液を得た。
正極活物質粒子（ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２粉末、体積平均粒子径４μｍ）８４部を万能混合機ハイスピードミキサーＦＳ２５［（株）アーステクニカ製］に入れ、室温、７２０ｒｐｍで撹拌した状態で、被覆用高分子化合物溶液９部を２分間かけて滴下し、さらに５分間撹拌した。
次いで、撹拌した状態で導電剤であるアセチレンブラック［デンカ（株）製デンカブラック（登録商標）］３部及びガラスセラミック粒子［商品名：リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスＬＩＣＧＣＴＭＰＷ－０１（１μｍ）、株式会社オハラ製］４部を分割しながら２分間で投入し、３０分間撹拌を継続した。
その後、撹拌を維持したまま０．０１ＭＰａまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を１４０℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を８時間維持して揮発分を留去した。
得られた粉体を目開き２００μｍの篩いで分級し、被覆正極活物質粒子を得た。
［負極の作製］
ポリオレフィン樹脂を四角環状に成形した負極枠部材（内寸３７ｃｍ×４０ｃｍ、外寸３８．６ｃｍ×４１．４ｃｍ）を準備した。
電解液４２部と炭素繊維［大阪ガスケミカル（株）製ドナカーボ・ミルドＳ－２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ］４．２部とを遊星撹拌型混合混練装置｛あわとり練太郎［（株）シンキー製］｝を用いて２０００ｒｐｍで５分間混合し、続いて上記電解液３０部と上記の被覆負極活物質粒子２０６部を追加した後、更にあわとり練太郎で２０００ｒｐｍで２分間混合し、上記電解液２０部を更に追加した後、あわとり練太郎による撹拌を２０００ｒｐｍで１分間行い、更に上記電解液を２．３部追加した後あわとり練太郎による撹拌を２０００ｒｐｍで２分間行い、負極活物質組成物を作製した。
樹脂集電体に上記負極枠部材を配置し、負極枠部材の枠内に負極活物質組成物を塗布して負極を作製した。また、負極活物質層には電解液を注液した。
［正極の作製］
ポリオレフィン樹脂を四角環状に成形した正極枠部材（内寸３７ｃｍ×４０ｃｍ、外寸３８．６ｃｍ×４１．４ｃｍ）を準備した。
電解液４２部と炭素繊維［大阪ガスケミカル（株）製ドナカーボ・ミルドＳ－２４３：平均繊維長５００μｍ、平均繊維径１３μｍ：電気伝導度２００ｍＳ／ｃｍ］４．２部とを遊星撹拌型混合混練装置｛あわとり練太郎［（株）シンキー製］｝を用いて２０００ｒｐｍで５分間混合し、続いて上記電解液３０部と上記の被覆正極活物質粒子２０６部を追加した後、更にあわとり練太郎で２０００ｒｐｍで２分間混合し、上記電解液２０部を更に追加した後、あわとり練太郎による撹拌を２０００ｒｐｍで１分間行い、更に上記電解液を２．３部追加した後あわとり練太郎による撹拌を２０００ｒｐｍで２分間行い、正極活物質組成物を作製した。
樹脂集電体に上記正極枠部材を配置し、正極枠部材の枠内に正極活物質組成物を塗布して正極を作製した。また、正極活物質層には電解液を注液した。
［単電池の作製］
製造した負極と正極を、セパレータを組み合わせて重ねて、正極枠部材と負極枠部材が重なる部分を加熱加圧してヒートシールし、単電池を作製した。セパレータとしては、セルガード製＃３５０１を用いた。
［絶縁体の準備］
絶縁体として以下のものを準備した。
絶縁体１－１：カプトンテープ６５０Ｓ（株式会社寺岡製作所製）
絶縁体１－２：ポリエステルフィルムテープ２５ＢＮ（オカモト）
絶縁体１－３：エレップマスキングテープＮ－３８０Ｒ（日東電工）
絶縁体１－４：養生用ＰカットテープＮｏ．４１４０（株式会社寺岡製作所製）
絶縁体２：緩衝材（ガス吸着粒子と樹脂材料やパルプをシート化したガス吸着シート）の側面に両面テープ ナイスタック ＮＷ－５０（ニチバン株式会社製）を貼り付けて粘着可能としたもの。ガス吸着粒子としてはゼオライトを使用しており、目付量は２５ｍｇ／ｃｍ２、ゼオライトの体積平均粒子径は５００μｍである。
ガス吸着粒子の仕様は以下の通りである。
活性炭：製品名「粉末活性炭 ＫＤ－ＣＡＢ」、体積平均粒子径：１００μｍ、製造元：株式会社ユー・イー・エス
シリカ：製品名「シリカパウダー」、体積平均粒子径：５０μｍ、製造元：株式会社丸東
アルミナ１：製品名「活性アルミナ ＡＡ－１０１」、体積平均粒子径：１２μｍ、製造元：日本軽金属株式会社
アルミナ２：製品名「活性アルミナ Ｄ－２０１」、体積平均粒子径：５０００μｍ、製造元：ユニオン昭和株式会社
ゼオライト１：製品名「モレキュラーシーブ ４Ａ ペレット」、体積平均粒子径：５００μｍ、製造元：巴工業株式会社
ゼオライト２：製品名「モレキュラーシーブ ４Ａ ペレット」、体積平均粒子径：７００μｍ、製造元：ユニオン昭和株式会社
ゼオライト３：製品名「モレキュラーシーブ ４Ａ ペレット」、体積平均粒子径：１６００μｍφ×５０００μｍ（円筒）、製造元：ユニオン昭和株式会社
ゼオライト４：製品名「１３Ｘビーズ」、体積平均粒子径：２５００μｍ、製造元：ユニオン昭和株式会社
ゼオライト５：製品名「５Ａビーズ」、体積平均粒子径：３０００μｍ、製造元：ユニオン昭和株式会社
なお、ゼオライト１、ゼオライト２は、ゼオライト３を乳鉢で粉砕し、篩で平均粒子径を整えて調製した。
ゼオライト３は円筒状であるので、表１に示す体積平均粒子径としては円の直径を示した。
（実施例１～１６、比較例１）
［組電池の作製］
単電池を４０個積層して積層体を得た。積層体の上下面に強電タブを接合した。
実施例１～１６では、積層体の側面に絶縁体（Ａ１）の接着力を有する面を貼り付けた。
絶縁体を設けた態様を表１にまとめて示した。
比較例１では絶縁体の貼り付けを行わなかった。
積層体の４つの側面を被覆する場合の被覆の態様は図５に示す態様であり、組電池を構成する積層体のそれぞれの側面に絶縁体を設ける態様である。
積層体の２つの側面を被覆する場合の被覆の態様は図８に示す態様であり、組電池を構成する積層体の側面のうち対向する２つの面に絶縁体を設ける態様である。
積層体の１つの側面を被覆する場合の被覆の態様は図７に示す態様である。
実施例３は絶縁体（Ａ２）を設けない態様であり、図１０に示す態様である。
実施例４～１３は絶縁体（Ａ２）を設ける態様であり、図１２に示す態様である。
実施例１４～１６は絶縁体（Ａ１）の種類を実施例２から変更した態様であり、絶縁体（Ａ１）のＰＥＴ板に対する１８０°引きはがし粘着力が実施例２と異なる。
各実施例で使用した絶縁体（Ａ１）につき、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準じて、絶縁体のＰＥＴ板に対する１８０°引きはがし粘着力を測定した。
被着体として幅２５ｍｍ、厚さ３ｍｍのＰＥＴ板を準備し、絶縁体（Ａ１）の粘着力を有する面をＰＥＴ板に接触させてローラーで押し付けてＰＥＴ板に試験片を貼り付け、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準じて１８０°引きはがし粘着力を測定した。
引きはがし粘着力は、フォースゲージ（ＡＤ－４９３２Ａ－５０Ｎ：株式会社エー・アンド・デイ製）を使用して測定した。
測定結果を表１にまとめて示した。
各実施例及び比較例で製造した組電池につき、加熱・振動試験を行い、試験前後での組電池の特性の評価を行った。評価結果を表１にまとめて示した。
［加熱・振動試験］
組電池を７２℃の恒温槽内で６０ｈｒ保持し、加熱試験を行った。
加熱試験を経た組電池を、振動試験装置（Ｖ８－４４０ ｍｅｔｒｉｃ ＳＨＡＫＥＲ）に固定し、７Ｈｚ－２００Ｈｚ－７Ｈｚの振動を１５分×１２回、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向それぞれに与えた。試験時間は各方向につき３時間、合計９時間とした。
この加熱・振動試験はリチウムイオン電池国連勧告輸送試験ＵＮ３８．３のＴ２（熱試験）及びＴ３（振動試験）に準拠した試験である。
［加熱・振動試験前後の内部抵抗値の評価］
試験後の組電池の強電タブに、バッテリーハイテスター（Ｈｉｏｋｉ社製、ＢＴ３５６３Ａ）の端子を接続し、２５℃に温調した状態で１０００Ｈｚでの内部抵抗値（Ω／ＭＤ：組電池１つあたりの抵抗値）を測定した。
なお、加熱、振動試験前の組電池についても内部抵抗値を測定しておいた。
［加熱・振動試験後の位置ずれの評価］
外装体から単電池の積層体を取り出し、積層体の上面から見たときの単電池の位置ずれを測定した。
図１３は、単電池の位置ずれを測定する位置を示す模式図である。
図１３に示すように、複数の単電池１００の位置ずれを、両矢印Ｘで示す長さ［ｍｍ］として計測した。
［加熱・振動試験後の樹脂集電体の破れの評価］
積層体を解体して単電池を１つずつ取り出し、樹脂集電体に破れが生じているかを観察した。
［組電池のエネルギー密度］
組電池の体積と、組電池に占める積層単位部分の体積の割合から、組電池の体積（Ｌ：リットル）あたりのエネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）を求めた。
Figure 2022186226000002
各実施例の組電池は、比較例１の組電池と比較して、加熱・振動試験後の内部抵抗値が大幅に低くなっていた。比較例１の組電池では加熱・振動試験により、樹脂集電体同士の密着状態が悪くなり、内部抵抗値が上昇したと考えられるが、各実施例の組電池では上下に隣り合う単電池の位置がずれることが防止されるので、組電池の内部抵抗値の上昇が防止されていた。
実施例１の組電池は、絶縁体で被覆する積層体の側面の数が１つだけであるために、単電池の位置ずれを防止する効果がやや弱く、試験後の位置ずれが生じ、樹脂集電体の破れも生じていた。
実施例２～１３、１５、１６の組電池では、単電池の位置ずれは１ｍｍ以下であり、樹脂集電体の破れも生じていなかった。実施例１０のように積層体の側面のうち対向する２つの面だけを絶縁体で被覆した場合であっても、充分な効果が得られていた。
絶縁体のＰＥＴとの引きはがし粘着力が０．５Ｎ／２５ｍｍ未満である実施例１４の組電池では、単電池の位置ずれを防止する効果がやや弱くなっていた。
緩衝材としてガス吸着粒子を含む実施例３～１３では、ガス吸着粒子を含まない実施例１、２、１４－１６に対して内部抵抗値がより低くなっていた。
特に、ガス吸着粒子の含有量が緩衝材の単位面積当たり４０ｍｇ／ｃｍ２以上である実施例８～１３では内部抵抗値が特に低くなっていた。
また、ガス吸着粒子の体積粒子径が２０００μｍ（２ｍｍ）を超える実施例１１～１３では、組電池のエネルギー密度がやや低くなっていた。
本発明の組電池は、電池の作製、運搬又は使用時に外部から振動が加えられても内部抵抗値の上昇が生じることを防止することができるので、振動が加わる環境下で使用可能な組電池とすることができる。
１、２、３ 組電池
１１ 正極樹脂集電体
１３ 正極活物質層
２１ 負極樹脂集電体
２３ 負極活物質層
３０ セパレータ
４０ 枠部材
４０ａ 正極枠部材
４０ｂ 負極枠部材
７０ 絶縁体（Ａ１）
７１ 絶縁体
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 絶縁体
７３ａ、７３ｂ 絶縁体
７４ａ、７４ｂ 絶縁体
７５ 絶縁体（Ａ２）
８０ 緩衝材（ガス吸着粒子）
１００ 単電池
１１１、１２１ 強電タブ
１２０ 外装体
２００ 積層体
２０１ 積層体の上面
２０２ 積層体の下面
２０３ 積層体の第１側面
２０４ 積層体の第２側面
２０５ 積層体の第３側面
２０６ 積層体の第４側面

Claims (9)

  1. 順に積層されたひと組の正極樹脂集電体、正極活物質層、セパレータ、負極活物質層及び負極樹脂集電体からなる積層単位を備える単電池を２個以上有し、前記２個以上の単電池の積層体を外装体に封入した組電池であって、
    前記積層体の側面のうちの少なくとも１つの面において、前記単電池間の境界を跨いで被覆する、一体化した絶縁体（Ａ１）を備えることを特徴とする組電池。
  2. 前記絶縁体（Ａ１）は、その少なくとも一方の面においてＰＥＴ板に対する引きはがし粘着力が０．５Ｎ／２５ｍｍ以上である材料であり、前記絶縁体（Ａ１）は、当該粘着力を有する面で単電池間の境界を跨いで被覆する請求項１に記載の組電池。
  3. 前記外装体と前記絶縁体との間に緩衝材を有し、前記緩衝材がガス吸着粒子を含有する請求項１又は２に記載の組電池。
  4. 前記緩衝材と前記外装体との間にさらに絶縁体（Ａ２）を有する請求項３に記載の組電池。
  5. 前記ガス吸着粒子が、活性炭、ゼオライト、シリカ、及びアルミナからなる群より選ばれる１種以上である請求項３又は４に記載の組電池。
  6. 前記ガス吸着粒子の含有量が、前記緩衝材の単位面積あたり４０～１２０ｍｇ／ｃｍ２である請求項３～５のいずれか１項に記載の組電池。
  7. 前記ガス吸着粒子の体積平均粒子径が５００μｍ～２ｍｍである請求項３～６のいずれか１項に記載の組電池。
  8. 前記積層体の側面のうちの対向する２つの面において、それぞれ絶縁体（Ａ１）を備える請求項１～７のいずれかに記載の組電池。
  9. 前記積層体の側面すべての面において、一体化した絶縁体（Ａ１）を備える請求項１～７のいずれかに記載の組電池。

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