JP2023100110A

JP2023100110A - 電池

Info

Publication number: JP2023100110A
Application number: JP2022000548A
Authority: JP
Inventors: 僚各務; Ryo Kagami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2023-07-18
Also published as: US20230216114A1; CN116404363A

Abstract

【課題】外装体の接合部の角部で皺の発生を抑え、外装体の破損の発生を抑制する。【解決手段】平面視で四角形である電極体を外装体に収容した電池であって、外装体はその外周端部の少なくとも３辺に接合部１１ａを有し、電極体の角部と外装体の内面との間にスペーサ１５が配置されており、スペーサ１５は前記外装体の前記接合部に向けて延びる突起１７を有する。【選択図】図６

Description

本開示は、電極体及び電極体を封止する外装体を有する電池に関する。

特許文献１には、矩形状の電極体をラミネートフィルム（外装体）で密閉した電池であって、矩形状の電極体の角部とラミネートフィルムとの間にスペーサを配置する構成が開示されている。これによりラミネートフィルムの特に角部に皺が集中して発生することを抑制し、ラミネートフィルムにおける金属箔層の破損を防止して、電池性能の劣化を防止することができる旨が記載されている。

特開２００４－３９２７１号公報

ところが、特許文献１に記載のようなスペーサを配置したときであっても角部に皺が発生する現象が確認され、ラミネートフィルムに破損が発生することがあった。

上記背景技術に鑑み、本開示では外装体の接合部の角部で皺の発生を抑え、外装体の破損の発生を抑制することを目的とする。

発明者は、鋭意検討の結果、従来のスペーサでは図１７に断面図の一部を表したように、ラミネートフィルム（外装体）の角部において、ラミネートフィルム同士の接合部とスペーサとの間に、図１７にＳで示したように未接合部によるラミネートフィルム間の空間Ｓが存在し、これが皺発生の原因であることを見いだし、本発明を完成させた。

本願は、平面視で四角形である電極体を外装体に収容した電池であって、外装体はその外周端部の少なくとも３辺に接合部を有し、電極体の角部と外装体の内面との間にスペーサが配置されており、スペーサは外装体の接合部に向けて延びる突起を有する、電池を開示する。

突起は先端に向かうにつれて細くなるように構成されてもよい。

突起は接合部に向けて電極体の厚さ方向に傾斜する面を有するように構成してもよい。

突起は凹面を有するように構成してもよい。

本開示の電池によれば、変形が集中する外装体の接合部の角部に形成される空間内にスペーサの突起を配置することで、皺の発生を抑制し、外装体の破損を抑制することが可能となる。

図１は全固体電池１０の外観斜視図である。図２は全固体電池１０の平面図である。図３は全固体電池１０の正面図である。図４は全固体電池１０の分解斜視図である。図５は図２の一部を拡大して表した図である。図６はＶＩ－ＶＩ断面図である。図７はスペーサ１５の外観斜視図である。図８はスペーサ１５の平面図である。図９はスペーサ１５の底面図である。図１０はスペーサ１５の正面図である。図１１はスペーサ１５の背面図である。図１２はスペーサ１５の側面図である。図１３はスペーサ１５の断面図である。図１４は他の形態の全固体電池を説明する図である。図１５は比較例の結果を示す図である。図１６は実施例の結果を示す図である。図１７は従来の例を説明する図である。

１．電池
図１～図４には１つの形態にかかる全固体電池１０を説明する図を示した。ここでは１つの典型的な例として全固体電池を説明するが、本開示は必ずしも全固体電池である必要はなく、電極体及びこれを封止する外装体を有する電池に対して適用可能である。図１は外観斜視図、図２は平面図（図１の矢印ＩＩの方向から見た図）、図３は正面図（図１の矢印ＩＩＩの方向から見た図）、図４は分解斜視図である。
また、図５には図２にＶで示した部位を拡大した図を示した。この図は全固体電池１０の１つの角部１０ａに注目した図である。図５では外装体１１の内側に配置されたスペーサ１５が見えるように透視して表している。図６は図５にＶＩ－ＶＩで示した線に沿った断面図である。

図１～図６よりわかるように、本形態の全固体電池１０は外装体１１（第一外装体１２、第二外装体１３）、電極体１４、及び、スペーサ１５を有している。そして、直方体であり平面視で概ね四角形である電極体１４の４つの角のそれぞれにスペーサ１５が配置され、スペーサ１５が取り付けられた電極体１４が外装体１１に内包される。このとき、電極体１４からは正極端子１４ａ、負極端子１４ｂが延び、その先端が外装体１１から突出するように配置されている。
以下に各構成及びこれらの関係について説明する。

１．１．外装体
本形態で外装体１１は、平面視で四角形のシート状の部材からなり、本形態では第一外装体１２と第二外装体１３とを備えている。この第一外装体１２と第二外装体１３との間に電極体１４、及び、スペーサ１５が内包され、第一外装体１２の外周端部と第二外装体１３の外周端部とが接合されて接合部１１ａとなる。従ってこの外装体１１は袋状であり、その内側に電極体１４及びスペーサ１５を内包するとともに封止する。

第一外装体１２は平面視で四角形であり、平面視で四角形の凹部１２ａを有しており（凹部１２ａの開口は図４の視点で紙面下側となり死角で見えない。）、この凹部１２ａの内側に電極体１４、スペーサ１５が収められる。凹部１２ａの外周の縁には、該縁から張り出すように張出部１２ｂが設けられ、この張出部１２ｂと第二外装体１３の表面の外周端部とが接合され、接合部１１ａを構成する。

第二外装体１３は平面視で四角形のシート状である。上記したように第二外装体１３の面のうち第一外装体１２の張出部１２ｂに向く面で、その外周端部が第一外装体１２の張出部１２ｂに重ね合わされて接合され、接合部１１ａが形成される。

本形態で第一外装体１２、第二外装体１３は、ラミネートフィルムにより構成されている。ここで、ラミネートフィルムとは、金属層とシーラント材層を有するフィルムである。ラミネートフィルムの金属層に用いられる金属としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼が挙げられ、シーラント材層に用いられる材料としては、例えば熱可塑性樹脂であるポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、又はポリ塩化ビニル等を挙げることができる。
第一外装体１２と第二外装体１３との接合、すなわちラミネートフィルムの接合の方法は特に限定されることはなく、公知の方法を用いることができる。具体的には、ラミネートフィルムのシーラント材層同士を溶着する方法（例えば熱板溶着法、超音波溶着法、振動溶着法、又はレーザー溶着法等）や接着剤による接着を挙げることができる。

１．２．電極体
電極体１４は、正極集電層、正極合材層、セパレータ層、負極合材層、負極集電層、正極端子１４ａ、及び、負極端子１４ｂを有している。本形態では、正極集電層、正極合材層、セパレータ層、負極合材層、負極集電層、負極合材層、セパレータ層、正極合材層、及び、正極集電層がこの順に積層された単位要素が複数積層されてなり（「積層体１４ｃ」と表記することがある。）、積層体１４ｃの正極集電層に正極端子１４ａが電気的に接続され、積層体１４ｃの負極集電層に負極端子１４ｂが電気的に接続されている。
積層体１４ｃも直方体状であり平面視で四角形である。

１．２ａ．正極集電層
正極集電層は、正極合材層に積層されて正極合材層から集電を行う。正極集電層は平面視で四角形の箔状であり、本形態では金属箔である正極集電箔、及び、正極集電箔に積層されたカーボン層からなる。カーボン層が正極合材層に積層されることで正極集電層が正極合材層に積層されている。
正極集電箔を構成する材料としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、鉄、及び、チタンを挙げることができ、カーボン層はカーボンが含まれた材料により構成されている。

１．２ｂ．正極合材層
正極合材層は、一方の表面に上記正極集電層、他方の表面にセパレータ層が積層される。正極合材層は平面視で四角形のシート状である。

正極合材層は正極活物質を含有する層であり、必要に応じて、さらに固体電解質材、導電材及び結着材の少なくとも一つを含有していてもよい。
正極活物質は公知の活物質を用いればよい。例えば、コバルト系（ＬｉＣｏＯ_２等）、ニッケル系（ＬｉＮｉＯ_２等）、マンガン系（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_２Ｍｎ_２Ｏ_３等）、リン酸鉄系（ＬｉＦｅＰＯ_４、Ｌｉ_２ＦｅＰ_２Ｏ_７等）、ＮＣＡ系（ニッケル、コバルト、アルミニウムの化合物）、ＮＭＣ系（ニッケル、マンガン、コバルトの化合物）等が挙げられる。より具体的にはＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２などがある。
正極活物質は表面がニオブ酸リチウム層、チタン酸リチウム層、リン酸リチウム層等の酸化物層で被覆されていてもよい。

固体電解質は無機固体電解質が好ましい。有機ポリマー電解質と比較してイオン伝導度が高く、耐熱性に優れるためである。無機固体電解質として例えば、硫化物固体電解質や酸化物固体電解質等が挙げられる。
Ｌｉイオン伝導性を有する硫化物固体電解質材としては、例えば、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５－ＬｉＩ、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５－Ｌｉ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５－Ｌｉ_２Ｏ－ＬｉＩ、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－ＬｉＩ、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－ＬｉＢｒ、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－ＬｉＣｌ、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－Ｂ_２Ｓ_３－ＬｉＩ、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－Ｐ_２Ｓ_５－ＬｉＩ、Ｌｉ_２Ｓ－Ｂ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５－ＺｍＳｎ（ただし、ｍ、ｎは正の数。Ｚは、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｇａのいずれか。）、Ｌｉ_２Ｓ－ＧｅＳ_２、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－Ｌｉ_３ＰＯ_４、Ｌｉ_２Ｓ－ＳｉＳ_２－Ｌｉ_ｘＭＯ_ｙ（ただし、ｘ、ｙは正の数。Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのいずれか。）等を挙げることができる。なお、上記「Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５」の記載は、Ｌｉ_２ＳおよびＰ_２Ｓ_５を含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質材を意味し、他の記載についても同様である。

一方、Ｌｉイオン伝導性を有する酸化物固体電解質材としては、例えば、ＮＡＳＩＣＯＮ型構造を有する化合物等を挙げることができる。ＮＡＳＩＣＯＮ型構造を有する化合物の一例としては、一般式Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＧｅ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦２）で表される化合物（ＬＡＧＰ）、一般式Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＴｉ_２－ｘ（ＰＯ_４）_３（０≦ｘ≦２）で表される化合物（ＬＡＴＰ）等を挙げることができる。また、酸化物固体電解質材の他の例としては、ＬｉＬａＴｉＯ（例えば、Ｌｉ_０．３４Ｌａ_０．５１ＴｉＯ_３）、ＬｉＰＯＮ（例えば、Ｌｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６）、ＬｉＬａＺｒＯ（例えば、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２）等を挙げることができる。

結着材は、化学的、電気的に安定なものであれば特に限定されるものではないが、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）等のフッ素系結着材、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム系結着材、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のオレフィン系結着材、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース系結着材等を挙げることができる。
導電材としてはアセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、カーボンファイバ等の炭素材料やニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料を用いることができる。

正極合材層における各成分の含有量は従来と同様とすればよい。また、正極合材層の厚みは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましい。

１．２ｃ．セパレータ層
セパレータ層（固体電解質層）は、平面視で四角形のシート状であり、正極合材層と負極合材層との間に配置され、固体電解質材を含んでなる層である。固体電解質材としては、正極合材層で説明した固体電解質材と同様に考えることができる。

１．２ｄ．負極合材層
負極合材層は、少なくとも負極活物質を含有する層である。負極合材層には必要に応じて結着材、導電材、及び、固体電解質材を含んでもよい。結着材、導電材、及び、固体電解質材については正極合材層と同様に考えることができる。

負極活物質は特に限定されることはないが、リチウムイオン電池を構成する場合は、負極活物質としてグラファイトやハードカーボン等の炭素材料や、チタン酸リチウム等の各種酸化物、ＳｉやＳｉ合金、又は、金属リチウムやリチウム合金等を挙げることができる。

負極合材層は、平面視で四角形のシート状であり、一方の表面に上記セパレータ層、他方の表面に負極集電層が積層される。
負極合材層における各成分の含有量は従来と同様とすればよい。また、負極合材層の厚みは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましい。

１．２ｅ．負極集電層
負極集電層は、負極合材層に積層されて負極合材層から集電を行う。負極集電層は平面視で四角形の箔状であり、例えばステンレス鋼、銅、ニッケルおよびカーボン等により構成することができる。

１．２ｆ．正極端子、負極端子
正極端子１４ａ、負極端子１４ｂは、導電性を有する部材であり、それぞれ各極を電気的に外部に接続するための端子となる。
正極端子１４ａはその一端が正極集電層に電気的に接続され、他端は第一外装体１２と第二外装体１３との接合部１１ａを貫通して外部に露出している。
負極端子１４ｂはその一端が負極集電層に電気的に接続され、他端は第一外装体１２と第二外装体１３との接合部１１ａを貫通して外部に露出している。

１．３．スペーサ
スペーサ１５は、全固体電池１０の角部１０ａにおいて、電極体１４の積層体１４ｃと第一外装体１２の凹部１２ａの内面との間に配置される部材である。図７～図１３にスペーサ１５を説明する図を示した。図７は外観斜視図、図８は平面図（図７に矢印ＶＩＩＩで示した方向から見た図）、図９は底面図（図７に矢印ＩＸで示した方向から見た図）、図１０は正面図（図８に矢印Ｘで示した方向から見た図）、図１１は背面図（図８に矢印ＸＩで示した方向から見た図）、図１２は側面図（図８に矢印ＸＩＩで示した方向から見た図）、図１３は図８にＸＩＩＩーＸＩＩＩで示した線に沿った断面図である。

スペーサ１５は、図５、図８からわかるように平面視で略三角形であり、外装体１１の凹部１２ａの内面角部に沿うように構成されている。そのため、スペーサ１５のうち平面視で外装体１１の凹部１２ａの内面角部に沿う側面１５ａと側面１５ｂとの成す角は略９０°である。従って本形態でスペーサ１５は三角柱状の部材である。

スペーサ１５には、図６、図９、図１１、図１３に表れているように、電極体１４の積層体１４ｃの角部を挿入する溝１６が設けられている。溝１６は電極体１４の積層体１４ｃ角部が収まる態様及び形状とされている。従って溝１６は側面１５ｃ（側面１５ａと側面１５ｂとの間の側面）及び底面１５ｄに開口を有する溝である。また、溝１６は特に限定されることはないが、例えば本形態のように平面視（底面視）で直角三角形とすることができる。

スペーサ１５では、特に外装体１１の表面に触れる各縁は縁部除去形状、すなわち、直線状縁部除去形状（いわゆるＣ面取り形状）や曲線状縁部除去形状（いわゆるＲ面取り形状）の縁部であることが好ましい。これにより、スペーサ１５の縁が外装体１１（ラミネートフィルム）を突き破ってしまうリスクを減らすことができる。
特に図８、図１３に表れているように、側面１５ａと側面１５ｂとがなす縁部は曲面状とされていることが好ましい。当該部分では外装体１１の凹部１２ａの角部に対向するため、応力集中が起こりやすいことから、曲面形状とすることで当該応力集中を緩和することができ、外装体１１の破れの発生を抑制することが可能である。

スペーサ１５は、側面１５ａと側面１５ｂとがなす縁部で底面１５ｄ側に突起１７を有している。これにより、突起１７は、スペーサ１５が全固体電池１０に配置された姿勢で、外装体１１の凹部１２ａの角部に位置付けられる。

突起１７は、図６に表れているように、図１７を用いて説明した接合部とスペーサとの間に生じる外装体の非接合部による空間Ｓの大きさを減じるように構成されている。このように空間Ｓを減じることができる形状であれば突起１７の具体的形状は特に限定されることはないが、より効果的な形状として、図６、図１３によく表れているように、厚み方向（電極体１４における各層の積層方向）において接合部１１ａに向けて傾斜する傾斜面１７ａを有していることが好ましい。これにより、突起１７は接合部１１ａに向けて細くなる（薄くなる）ように傾斜する形状となり、角部において接合部１１ａとスペーサ１５との間の空間を効率的に減じることができる。
傾斜面１７ａの形態は特に限定されることはないが、平面であってもよく、図６、図１３に表れているように凹面であってもよい。傾斜面１７ａを凹面とすることでこれに沿って配置される外装体１１への急激な変化を抑制して応力集中を緩和することができる。

突起１７の幅（図８にＢで示した方向の大きさ）についても突起１７の先端に向けて細くなるように構成されていることが好ましい。これにより角部の形状に沿ったものとなり、より効率的に角部において接合部１１ａとスペーサ１５との間の空間を効率的に減じることができる。

また、突起１７とスペーサ１５の他の部位とは曲面により連結されていることが好ましい。これによりスペーサ１５に密着した外装体１１への応力集中を緩和して破れの発生を抑制することができる。
これにより、突起１７と他の部位との境界が曖昧となる場合があるが、本質的には外装体１１の角部において、第一外装体１２と第二外装体１３との接合部１１ａに向けて延びるように突出する部位である。特に限定されることはないが、例えば、図１３に示した断面（平面視で突起１７の頂部を含み、スペーサ１５の面積を２等分する線（図８のＸＩＩＩーＸＩＩＩ線）に沿った断面）において、変曲点Ａよりも先端側となる部位を突起１７としてもよい。

突起１７についてその大きさは特に限定されることはないが、図１３にＤで示した突起１７の厚さはスペーサ１５の厚さＥの０．０５倍以上であることが好ましい。また、図８にＢで示した突起１７の幅は厚さＤの２倍以上が好ましく、Ｃで示した突起１７の突出量は幅Ｂの０．５倍以上が好ましい。

このようなスペーサ１５は、図５、図６に表されるように配置されている。すなわち、全固体電池１０の角部１０ａにおける外装体１１の内側で、第一外装体１２の凹部１２ａの内側と電極体１４の積層体１４ｃとの間に配置される。このとき、積層体１４ｃの平面視四角形である角部（頂点部分）がスペーサ１５の溝１６の内側に収められる。

一方、スペーサ１５のうち、外装体１１の内面に向かい合う表面（突起１７が具備された表面）には外装体１１の内面が接触するように配置され、スペーサ１５の表面に沿って外装体１１が被覆する。このとき、スペーサ１５の各縁が縁部除去形状とされていれば外装体１１への応力集中が緩和され外装体１１の破れの発生を抑制することができる。

また、突起１７は、図６によく表されているように、全固体電池１０の角部１０ａにおいて、第一外装体１２と第二外装体１３との接合部１１ａに向けて延び、接合部１１ａとスペーサ１５との間の空間を小さくするように配置されている。
これにより、全固体電池１０の角部１０ａにおいて、外装体１１における皺の発生を抑制することができる。

スペーサ１５を構成する材料は電気的に絶縁性を有しており、ある程度弾性変形し易い材料であることが好ましい。特に限定されることはないが、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の種々の樹脂を採用できる。

２．製造について
全固体電池１０は、スペーサ１５以外については公知の方法で作製することができる。
また、スペーサ１５は特に限定されることはないが、金型に溶融した材料を流し込み、これを適切な方法で硬化させることで作製することができる。熱可塑性樹脂であれば冷却、紫外線硬化樹脂であれば紫外線の照射により硬化させることができる。
上記したように、積層体１４ｃの各頂部（角部）のそれぞれにスペーサ１５が配置され、スペーサ１５が取り付けられた電極体１４が第一外装体１２の凹部１２ａの内側に収められる。そして、第一外装体１２と第二外装体１３とが重ねられ、第一外装体１２の張出部１２ｂと第二外装体１３の表面端部とが接合される。このとき、凹部１２ａの内側を脱気するため真空引きが行われてもよい。

３．効果等
本開示の全固体電池１０によれば、ここに具備されるスペーサ１５により、角部１０ａにおけるスペーサ１５と外装体１１の接合部１１ａとの間に形成される空間が減じられ、外装体１１における皺の発生を抑制することができる。
外装体（特にラミネートフィルム）はヒートサイクル（温度の上昇と下降との繰り返し）に弱く、角部に皺が発生した場合にはここに応力が集中して亀裂を生じてしまう可能性が高まる。亀裂の発生は外装体の破損を引き起こして電池劣化の原因となり得る。これに対してスペーサ１５を具備する全固体電池１０によればこのような不具合を抑制することが可能となる。
従来の例において皺は、全固体電池の作製時に発生する場合もあれば、使用中やヒートサイクル試験中に発生する場合もあるが、本開示によればいずれの場面でも皺の発生を抑制することができる。

４．その他の例
上記の他、図１４に示したように全固体電池を構成することができる。図１４は図６に相当する図である。図１４に示した例では、第二外装体１３が用いられず、２つの第一外装体１２が重ね合わされることで外装体とされている。従って、２つの第一外装体１２の凹部１２ａの開口側同士、及び、張出部１２ｂ同士が重ねられており、２つの張出部１２ｂが接合部１１ａとなる。
この形態では電極体１４の角部には、電極体１４の厚み方向（紙面上下方向、電極体１４の積層体１４ｃにおいて各層の積層方向）の両方にスペーサ１５が配置されている。従って図１４のように本形態ではスペーサ１５が、その底面１５ｄ同士が重なるように配置される。
このような形態の電池でも上記と同様の効果を奏するものとなる。

また、上記形態では第一外装体１２及び第二外装体１３の２つの外装体用部材を接合することにより構成したが、これに限らず、１枚の外装体用部材を半分に折り、その間に電極体及びスペーサを挟むように配置して３辺の外周端部を接合する形態であってもよい。

また、上記形態では各角部に配置されたスペーサが個別の独立した部材である例としたが、これに限らず例えば、上記したスペーサが２つ連結部により連結され、連結部は積層体１４ｃの１つの辺に沿って配置されるように構成することもできる。

５．実施例
５．１．電極体の構成
公知の方法により、電極体を形成した。電極体の各層の仕様は次の通りである。
・正極集電層：材質は１０００番系アルミニウム、厚さが１０μｍ
・正極合材層：材質はＮＣＭ系、厚さが５０μｍ
・セパレータ層：材質は硫化物固体電解質、厚さが３０μｍ
・負極合材層：材質はチタン酸リチウム、厚さが５０μｍ
・負極集電層：材質は１０００番系アルミニウム、厚さが１０μｍ
・電極体の寸法：１００ｍｍ×２００ｍｍ、合計厚さが５ｍｍ

５．２．外装体の形態
外装体はラミネートシートが加工されたものであり、ラミネートシートはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）による絶縁樹脂層、アルミニウムによる金属層、ポリプロピレン（ＰＰ）によるシール樹脂層の３層からなり、厚さが０．１５ｍｍである。
その外形は平面視で１２０ｍｍ×２２０ｍｍ、凹部の外形が平面視で１００ｍｍ×２００ｍｍ、凹部の深さが５ｍｍ、縁は曲線状縁部除去形状であり、いわゆるＲが１ｍｍとされている。

５．３．スペーサの形態
実施例用のスペーサとして突起を有するスペーサを作製した。スペーサの材質はＰＰ（ポリプロピレン）で、側面（上記スペーサ１５の側面１５ａ、側面１５ｂ）の長さ（図８の視点における側面１５ａ、側面１５ｂの長さ）は５ｍｍ、スペーサの厚さ（図１３のＥ）は６ｍｍ、突起の厚さ（図８のＤ）が１．２ｍｍ、突起の幅（図８のＢ）は２．４ｍｍ、突起の突出量（図８のＣ）は１．２ｍｍである。
一方、比較例用のスペーサとして突起を有しないスペーサを作製した。具体的には突起以外は実施例用のスペーサと同じである。

５．４．全固体電池の作製
実施例では、上記実施例用のスペーサを電極体の４つの角部に装着し、スペーサ及び電極体を外装体内に封止した。
比較例では、上記比較例用のスペーサを電極体の４つの角部に装着し、スペーサ及び電極体を外装体内に封止した。

５．５．試験方法
作製した全固体電池に対してヒートサイクル試験を行った。具体的には高温側の指定温度を１００℃、低温側の指定温度を－２０℃として各３０分を１サイクルとし、これを２０００サイクル繰り返す。高低温気層入れ替え型の恒温槽に作成した全固体電池を入れ１０分程度で指定の温度に層内を到達させ、全固体電池の温度が少なくとも５分以上指定温度になるように試験をする。

５．６．結果
試験の結果、比較例で図１５のように作製時に外装体の角部に皺が発生し、ヒートサイクル試験において３００サイクルで外装体に亀裂が生じた。これに対して実施例では図１６のように皺の発生はなく、ヒートサイクル試験において２０００サイクル経過しても亀裂の発生はなかった。

１０全固体電池
１１外装体
１４電極体
１５スペーサ
１７突起

Claims

平面視で四角形である電極体を外装体に収容した電池であって、
前記外装体はその外周端部の少なくとも３辺に接合部を有し、
前記電極体の角部と前記外装体の内面との間にスペーサが配置されており、
前記スペーサは前記外装体の前記接合部に向けて延びる突起を有する、
電池。
前記突起は先端に向かうにつれて細くなるように構成されている、請求項１に記載の電池。
前記突起は前記接合部に向けて前記電極体の厚さ方向に傾斜する面を有する請求項１又は２に記載の電池。
前記突起は凹面を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。