JP4075534B2

JP4075534B2 - ラミネート二次電池、組電池モジュール、組電池ならびにこの電池を搭載した電気自動車

Info

Publication number: JP4075534B2
Application number: JP2002255944A
Authority: JP
Inventors: 幸徳高橋; 謙二濱田; 英明堀江; 浩菅原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004095401A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池外装材に高分子と金属とを複合したラミネートフィルムを用いた扁平型のラミネート二次電池に関するものであり、特に電気自動車（ＥＶ）、ハイブリット電気自動車（ＨＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ）のモータ駆動用、または蓄電用として最適な構造を有するラミネート二次電池、組電池モジュール、組電池ならびにこの電池を搭載した電気自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護運動の高まりを背景として、自動車の排ガスによる大気汚染が世界的な問題となっている中で、電気を動力源とする電気自動車やエンジンとモータとを組み合わせて走行するハイブリッド電気自動車が注目を集めている。このため、これらの電気自動車に搭載する高エネルギー密度、高出力密度の電池の開発が産業上重要な位置を占めている。
【０００３】
電気自動車の電池には、繰り返し充電が可能な二次電池が使用される。電池の構成としては、巻回した発電要素を円筒型のケースに収納したものや、巻回した発電要素あるいは、平板状の電極、セパレータを積層した発電要素を扁平型のケースに収納したものがある。これらの円筒型または扁平型のケースは強度をもたせる必要があるため、例えば、特開２０００−３４８７７２号公報に示されるような金属容器で形成する必要がある。そのため、軽量化が容易でないという問題があった。そこで、電池の軽量化をし、より高エネルギー密度、高出力化を実現できる電池として、例えば、特開平１１−２２４６５２号公報に示されるようなラミネートフィルムを外装ケースとし、その周囲を熱融着によりシールすることにより密閉化した電池が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＶ、ＨＥＶ、ＦＣＶのモータ駆動用に用いる二次電池からは大電流が取り出されるため、外部に電流を取り出すための電極端子に、太い金属線または金属板を用いる必要があり、電池外装材に高分子と金属とを複合したラミネートフィルムを用いた電池では、従来のように加熱シール機による熱融着を用いてシールするだけでは、そのシール能力が低く（電極端子の取り出し部分においては、ラミネート同士の融着よりもシール性が劣る）、特に、電池外装材から突出させる電極端子の封止部において、完全なシール性を得ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
従来、この問題を回避するために、発電要素を収容するラミネートフィルム周囲の融着幅を十分に広く取っている。したがって、外装ケースの面積が大きくなり、電池のコンパクト性に欠けるという問題が生じる。逆に、電池のコンパクト性を優先して融着幅が十分に広く取れない場合には、電極端子の取り出し幅を狭くせざるを得ないので、電池から大電流が取り出し難くなるという別の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電極端子の封止部分においてより高いシール性を備えたラミネート二次電池、組電池モジュール、組電池ならびにこの電池を搭載した電気自動車の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、正極または負極となる集電体とセパレータ層とを含む発電要素が高分子と金属とを複合したラミネートフィルムで密封されるとともに、前記集電体に接続された電極端子が前記ラミネートフィルムの一部から外部に露出するラミネート二次電池であって、少なくとも前記電極端子を外部に導く前記ラミネートフィルムの封止部分は、シール性を向上させるため凹凸状に形成され、前記凹凸形状は、前記ラミネートフィルムと前記電極端子とがともに凹凸状に変形した構造であることを特徴とする。
【０００８】
ラミネートフィルムと電極端子とをともに凹凸状に変形させて封止部分を凹凸状に形成すると、溶着部分の融着力が部分的に異なり、電極端子とラミネートフィルムとの間のシール性が向上するため、封止部分の幅を狭めることができ、その分ラミネート二次電池をコンパクトにすることができる。また、従来と同一のシール性で良いのであれば、シール性が向上した分、電極端子の幅を広くすることができ、ラミネート二次電池の大容量化を図ることができる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のラミネート二次電池によれば、電極端子をラミネートフィルムの外部に導く封止部分は、ラミネートフィルムと電極端子とをともに凹凸状に変形させて凹凸状に形成したので、電極端子とラミネートフィルムとの間のシール性が向上し、ラミネート二次電池のコンパクト化およびラミネート二次電池の大容量化が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるラミネート二次電池は、正極または負極となる集電体とセパレータ層とを含む発電要素が高分子と金属とを複合したラミネートフィルムで密封されるとともに、集電体に接続された電極端子がラミネートフィルムの一部から外部に露出しており、少なくとも電極端子を外部に導くラミネートフィルムの封止部分が凹凸状に形成されているものである。
【００１１】
また、発電要素のラミネートフィルムによる密封がラミネートフィルムの全周にわたって行われているラミネート二次電池にあっては、封止部分の凹凸形状をラミネートフィルムの全周にわたって形成してもよい。
【００１２】
封止部分の凹凸形状は、封止部分を融着させるための図示しない加熱シール機のシールヒータ部の凹凸形状に倣って形成される。シールヒータ部における凹凸形状の彫りを深くすれば、ラミネートフィルムと電極端子とをともに凹凸状に変形させることができる。
【００１３】
本発明にかかるラミネート二次電池では、コンパクト化と大容量化とを共に達成するために、電極端子の幅を、集電体の幅の２０％〜１００％の範囲内の寸法にしている。
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるラミネート二次電池、組電池モジュール、組電池ならびにこれらの電池を搭載した電気自動車の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することができる。
【００１５】
図１は、本発明にかかるラミネート二次電池の外観図であり、図２は、本発明にかかるラミネート二次電池の平面図である。また、図３および図４は、図２に示したラミネート二次電池の封止部分のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
本発明にかかるラミネート電池１０は、高分子―金属を複合したラミネートフィルム１２をその周辺部全部を熱融着にて接合することによりその内部の図示しない発電要素を密封している。ラミネートフィルム１２の周辺部を熱融着させるためには加熱シール機が用いられる。加熱シール機のシールヒータ部はラミネートフィルム１２が適度に溶けて容易に融着できる程度に加熱される。シールヒータ部は、ラミネートフィルム１２の周辺部を両面から加圧できる枠形状を有し、その一部である電極端子１４を外部に導くラミネートフィルム１２の封止部分１６に対応する部分は凹凸形状となっている。
【００１７】
したがって、発電要素をその両側からラミネートフィルムで覆い、加熱シール機のシールヒータ部をラミネートフィルム１２の周辺部を所望の圧力で加圧すると、ラミネートフィルム１２の周辺部が溶けて両面のラミネートフィルムが熱融着される。このとき、図２に示すように、封止部分１６はシールヒータ部の凹凸形状に倣って凹凸形状となる。なお、封止部分１６以外の部分の封止部分１８は平滑に熱融着される。
【００１８】
封止部分１６のＡ−Ａ断面は、図３に示すように、下側のラミネートフィルム１２と上側のラミネートフィルム１２との凹凸の対応関係が一致したものとなっている。このように凹凸の対応関係を一致させると、熱融着による接合の度合いが、凹の部分で凸の部分よりも強く、凸の部分で凹の部分よりも弱くなり、部分的に接合度合いの強弱がつくので、平滑的に熱融着されている部分と比較して全体としての接合力およびシール性が向上する。
【００１９】
また、封止部分１６のＢ−Ｂ断面は、図４のようになるが、電極端子１４と下側のラミネートフィルム１２、電極端子１４と上側のラミネートフィルム１２が熱融着される部分でも、熱融着による接合の度合いに部分的な強弱がつくので、全体としての接合力およびシール性が向上する。また、特にシール性が問題となる電極端子１４と上下のラミネートフィルム１２との境界部分も同様に、平滑的な熱融着を行った場合と比較すれば、そのシール性は格段に向上する。
【００２０】
シール性が向上することによって、ラミネートフィルム１２を張り合わせた部分を伝って、またはラミネートフィルム１２と電極端子１４との境界部分を伝って、外部から水分が浸入することや、ラミネート電池内部からガスまたは電解液が外部に漏れ出すことを、封止部分の幅を大きくとることなく防ぐことができる。したがって、シール性の向上により電池としての信頼性や耐久性が増し、また、シール性が向上した分、封止部分（熱融着させる部分）の幅を狭めることができるので、電池の小型化を図ることができ、電気自動車用の電池として相応しい電池となる。
【００２１】
なお、上記の場合、電極端子１４が外部に引き出される封止部分１６のみに凹凸形状を形成するようにしたが、これは、封止部分１６はシール性の確保が最も困難な部分だからである。
【００２２】
上記の場合、凹凸形状は封止部分１６のみに設けているが、この凹凸形状を図５および図６に示されるように、封止部分１６のみではなく封止部分１８にも設け、凹凸形状をラミネートフィルム１２の全周にわたって形成するようにしてもよい。このように、全周に凹凸形状を設けると、全周のシール性が向上するため、ラミネート電池をさらに小型化できる。
【００２３】
また、本実施の形態では、凹凸を電池の各辺に平行な線状としているが、結果的にシール性を高めることができる凹凸形状であれば、例示した形状に限られない。たとえば、正方形状の凹凸を千鳥状にちりばめたような形状であってもよい。
【００２４】
本発明のラミネート電池としては、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池などが挙げられる。これらの中では、電気自動車用の電源としての用途を考慮すると、出力およびエネルギー密度に優れるリチウムイオン二次電池が好ましい。リチウムイオン二次電池であるラミネート電池を直列に接続した組電池を車両用電源とした場合、全体の出力電圧が４００Ｖ程度の組電池を得ることも可能である。
【００２５】
本発明のラミネート電池における、電池要素、電極端子１４、ラミネートフィルム１２を構成する材料は、公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。参考までに、以下、本発明のラミネート電池がリチウムイオン二次電池である場合について簡単に記述する。ただし、本発明のラミネート電池は、リチウムイオン二次電池に限定されるわけではない。
【００２６】
［シート状正極層］
電池要素の正極を構成することになるシート状正極層は、電池要素の幅とほぼ同一の幅をもち、アルミニウム等からなる正極集電体の両面に正極材料が結着した構造を有する。正極材料としては、種々の酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウムマンガン酸化物；二酸化マンガン；ＬｉＮｉＯ₂などのリチウムニッケル酸化物；ＬｉＣｏＯ₂などのリチウムコバルト酸化物；リチウム含有ニッケルコバルト酸化物；リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムなど）や、カルコゲン化合物（二硫化チタン、二硫化モリブテンなど）等を挙げることができる。これらの中では、得られるリチウムイオン二次電池の出力特性を考慮すると、リチウムマンガン酸化物またはリチウムニッケル酸化物が好ましい。
【００２７】
正極集電体には、導電性を向上させるために、導電性材料を併せて結着させてもよい。導電性材料としては、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックなど）、ニッケル粉末等が挙げられる。
【００２８】
正極集電体としては、例えばアルミニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタル等を用いることができる。なお、正極は正極集電体の片面に正極材料を結着させた構造であってもよい。
【００２９】
［シート状負極層］
電池要素の負極を構成することになるシート状負極層は、電池要素の幅とほぼ同一の幅をもち、銅などからなる負極集電体の両面に負極材料が結着した構造を有する。負極材料としては、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素材料を用いることができる。このような炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、有機前駆体（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等）を不活性雰囲気中で熱処理して合成した炭素などが挙げられる。好ましくは、負極は非晶質カーボン系材料からなる。本願において「非晶質カーボン系材料」とは結晶構造を有さない炭素材料を意味し、換言すれば非晶質炭素材料を意味する。このような非晶質カーボン系材料は熱硬化性樹脂を炭素化することによって得られる。因みに、放電による電圧依存が大きい非晶質カーボン系材料を用いると、２以上のリチウムイオン二次電池を並列に接続した場合におけるリチウムイオン二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
【００３０】
負極集電体としては、例えば銅製エキスパンドメタル、銅製メッシュ、銅製パンチドメタル等を用いることができる。なお、負極は負極集電体の片面に負極材料を結着させた構造であってもよい。
【００３１】
［シート状セパレータ層］
電池要素のセパレータ層を構成することになるシート状セパレータ層は、電池要素の幅とほぼ同一の幅をもち、ポリオレフィン系微多孔質セパレータ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いることができ、セパレータ中には、非水電解液が含浸させられる。非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶解することにより調製される。非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることができる。非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても良い。電解質としては、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ素リチウム（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）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₃）₂］等のリチウム塩を挙げることができる。電解質の非水溶媒に対する溶解量は、通常は０．２ｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００３２】
非水電解液を保持するポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ビニリデンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体等が挙げられる。
【００３３】
［ラミネートフィルム］
ラミネートフィルムは電池の外装材として用いられる。一般には、熱融着性樹脂フィルム、金属箔、剛性を有する樹脂フィルムがこの順序で積層された高分子金属複合フィルムが用いられる。
【００３４】
熱融着性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等を用いることができる。金属箔としては、例えばＡｌ箔、Ｎｉ箔を用いることができる。剛性を有する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン等を用いることができる。具体的には、シール面側から外面に向けて積層したＰＥ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＰＥ／Ａｌ箔／ナイロンの積層フィルム；アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＥＶＡ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；アイオノマー／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム等を用いることができる。熱融着性樹脂フィルムは、電池要素を内部に収納する際のシール層として作用する。金属箔や剛性を有する樹脂フィルムは、湿性、耐通気性、耐薬品性を外装材に付与する。ラミネートフィルムは、超音波融着等を用いて、容易かつ確実に接合させることができる。
【００３５】
［電極端子］
電極端子には、銅、鉄から選ばれる金属を用いることができるが、アルミニウム、ステンレス鋼といった金属またはこれらを含む合金材料も同様に使用可能である。また、表面被覆層にはニッケルが最も好適に使用できるが、銀、金といった金属材料も同様に使用可能である。上記の実施の形態では、この電極端子が外部に引き出されるラミネートフィルムの封止部分のシール性が改善されているので、電極端子の幅をそのシール性の改善にともなって広げることができる。具体的には、電極端子の幅を、集電体の幅の２０％〜１００％の範囲内の寸法にすることが可能である。電極端子の幅が広く取れると、大電流を取り出すことが可能になるため、ラミネート電池の大容量化に容易に適応させることができる。
【００３６】
以上の実施の形態では、高分子―金属を複合したラミネートフィルム１２の周辺部全部を熱融着にて接合するラミネート電池について述べたが、本発明は、図７に示すように、高分子−金属を複合したラミネートフィルム１２を用いて袋状にしたその開口部を熱融着にて接合するタイプのラミネート電池に対しても適用可能である。
【００３７】
図８は、ラミネートフィルムの封止部分の凹凸形状を、ラミネートフィルム１２と電極端子１４とを変形させることによって形成した場合の、その凹凸形状の断面図（図２のＢ−Ｂ断面に対応する）である。
【００３８】
加熱シール機のヒートシール部の表面に単に凹凸を付けるのではなく、上型と下型が噛み合って封止部分１６の形状を電極端子１４をも含めて凹凸状に大きく屈曲できるように、ヒートシール部の表面の彫りを深くすれば、封止部分１６の凹凸形状を図８に示すようなものとすることができる。封止部分１６が屈曲した凹凸状となれば、単なる凹凸形状とする場合に比較して、封止部分１６の幅をさらに狭めることができる。また、屈曲している分、外部から電池の内部に至るまでの距離が長くなるので、シール性の向上と電池の小型化を共に達成することができる。
【００３９】
なお、図４のように封止部分１６を凹凸状に形成した後、さらに、図８のような凹凸状に屈曲させるようにしてもよい。このようにすれば、さらなるシール性の向上と電池の小型化とを図ることができる。
【００４０】
本発明では、上記の扁平型のラミネート電池１０を、少なくとも２以上用いて直列または並列に接続して組電池とすることができる。具体的には、例えば、図９に示すように、ラミネート電池１０を４枚並列に接続し（図９（ｂ）参照のこと）、４枚並列にしたラミネート電池１０をさらに６枚直列にして金属製の組電池ケース３０に収納し（図９（ａ）、（ｃ）参照）組電池４０とすることができる。このように、ラミネート電池１０を任意の個数直並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応できる組電池を提供することができる。
【００４１】
なお、組電池ケース３０上部の蓋体に設けられた組電池４０の正極端子４２および負極端子４４と、各ラミネート電池１０の電極端子１４、１４とは、組電池４０の正極および負極端子用リード線４６、４８を用いて電気的に接続されている。また、ラミネート電池１０を４枚並列に接続する際には、スペーサ４９のような適当な接続部材を用いて各ラミネート電池１０の電極端子１４を電気的に接続すればよい（図９（ｂ）参照）。同様に、４枚並列にした各ラミネート電池１０をさらに６枚直列に接続する際には、バスバー５０のような適当な接続部材を用いて各ラミネート電池１０の電極端子１４、１４を順次電気的に接続すればよい（図９（ｂ）参照）。ただし、本発明の組電池は、ここで説明したものに制限されるべきものではなく、従来公知のものを適宜採用することができる。また、この組電池には、使用用途に応じて、各種計測機器や制御機器類を設けてもよく、例えば、組電池ケース３０上部の蓋体には電池電圧を監視するために電圧計測用コネクタなどを設けておいてもよいなど、特に制限されるものではない。さらにラミネート電池１０同士を連結するためには、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により、または、リベットを用いて、またはカシメの手法を用いて、連結するようにしてもよい。
【００４２】
次に、上記の組電池を、少なくとも２以上直列、並列または直並列に接続し、組電池モジュールとすることで、使用目的ごとの電池容量や出力に対する要求に、新たに組電池を作製することなく、比較的安価に対応することが可能になる。組電池モジュールとしては、例えば、図１０に示したように、上記の組電池４０（図９）を６組並列に接続して組電池モジュール６０とするには、各組電池ケース３０上部の蓋体に設けられた組電池４０の正極端子４２および負極端子４４を、外部正極端子部、外部負極端子部を有する組電池正極端子連結板６２、組電池負極端子連結板６４を用いてそれぞれ電気的に接続する。また、各組電池ケース３０の両側面に設けられた各ネジ孔部（図示せず）に、該固定ネジ孔部に対応する開口部を有する連結板６６を固定ネジ６７で固定し、各組電池４０同士を連結する。また、各組電池４０の正極端子４２および負極端子４４は、それぞれ正極および負極絶縁カバー６８、６９により保護され、適当な色、例えば、赤色と青色に色分けすることで識別されている。
【００４３】
このように、組電池を複数直並列接続されてなる組電池モジュールは、一部の電池、組電池が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能である。
【００４４】
組電池モジュール６０を、電気自動車に搭載するには、図１１に示したように、電気自動車７０の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。座席下はメンテナンスがしずらく、湿気が帯びやすいという欠点があるが、本願発明が適用された電池は耐湿性に優れ、しかも小型であるので、座席下に設置しても、信頼性、耐久性の点では全く問題ない。なお、電池を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。
【００４５】
なお、本発明では、組電池モジュール６０だけではなく、使用用途によっては、組電池を搭載するようにしてもよいし、これら組電池と組電池モジュールを組み合わせて搭載するようにしてもよい。また、本発明の組電池または組電池モジュールを搭載することのできる車両としては、上記の電気自動車やハイブリッドカーが好ましいが、これらに制限されるものではない。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
【００４７】
実施例１
高分子−金属を複合したラミネートフィルム１２からなる電池外装材をその周辺部全部に凹凸形状が形成されるように（請求項２）熱融着にて接合し、熱融着部のうちの１辺から電極端子１４を取り出す構造としたラミネート電池を作製した（図３〜図６）。封止部分１６、１８の熱融着幅が１０ｍｍと５ｍｍの２種類の約２Ａｈの扁平型のラミネート電池を作製した。
【００４８】
実施例２
高分子−金属を複合したラミネートフィルム１２からなる電池外装材をその周辺部全部が、屈曲する凹凸形状になるように（請求項３）熱融着にて接合し、熱融着部のうちの１辺から電極端子１４を取り出す構造としたラミネート電池を作製した（図５、図６、図８）。実施例１と同様に、封止部分１６、１８の熱融着幅が１０ｍｍと５ｍｍの２種類の約２Ａｈの扁平型ラミネート電池を作製した。
【００４９】
比較例１
高分子−金属を複合したラミネートフィルム１２からなる電池外装材をその周辺部全部を平滑シール構造として熱融着にて接合し、熱融着部のうちの１辺から電極端子１４を取り出す構造としたラミネート電池を作製した。実施例１と同様に、封止部分１６、１８の熱融着部幅が１０ｍｍと５ｍｍの２種類の約２Ａｈの扁平型ラミネート電池を作製した。
【００５０】
≪特性評価≫
実施例１、２および比較例１のラミネート電池を用いて、これを温度および湿度が制御されていない通常の部屋に６ヶ月間放置した後、目視およびリトマス試験紙にて、最も液漏れが起こりやすい部分である、ラミネートフィルムと電極端子との溶着部分において漏液有無の確認を実施した。このときの漏液があった電池の個数を全体数に対する割合で不良率を算出した。
【００５１】
これら特性試験結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】

【００５３】
この表に示されている通り、従来通りの単なる平滑シール構造のものは、熱融着幅が１０ｍｍのものが５％、５ｍｍのものが１２％の割合で液漏れが確認された。
【００５４】
ラミネート電池の全周に凹凸形状を付したものは、熱融着幅が１０ｍｍのものは液漏れが確認されなかったが、５ｍｍのものは１％の割合で液漏れが確認された。
【００５５】
ラミネート電池の全周を屈曲させた凹凸形状としたものは、熱融着幅が１０ｍｍのものも５ｍｍのものも全く液漏れは確認されなかった。
【００５６】
以上の特性評価の結果から明らかなように、本発明の凹凸形状を付した電池は単に平滑シール構造とした電池に比較して非常に効果があることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるラミネート電池（一部分のみ凹凸形状を有する）の外観図である。
【図２】本発明にかかるラミネート電池（一部分のみ凹凸形状を有する）の平面図である。
【図３】図２に示したラミネート電池の封止部分のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２に示したラミネート電池の封止部分のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明にかかるラミネート電池（全周に凹凸形状を有する）の外観図である。
【図６】本発明にかかるラミネート電池（全周に凹凸形状を有する）の平面図である。
【図７】本発明にかかる別タイプのラミネート電池の外観図である。
【図８】本発明にかかるラミネート電池（全周に屈曲した凹凸形状を有する）の封止部分の断面図である。
【図９】本発明に係る組電池構造の代表的な一実施形態を模式的に表した概略図であり、図９（ａ）は、平面図であり、図９（ｂ）は側面図であり、図９（ｃ）は正面図である。
【図１０】本発明に係る組電池モジュール構造の代表的な一実施形態を模式的に表した概略図である。
【図１１】本発明に係る組電池モジュールを搭載した車両を模式的に表した概略図である。
【符号の説明】
１０…ラミネート電池、
１２…ラミネートフィルム、
１４…電極端子、
１６、１８…封止部分、
３０…組電池ケース、
４０…組電池、
４２…正極端子、
４４…負極端子、
４６…正極端子用リード線、
４８…負極端子用リード線、
４９…スペーサ、
５０…バスバー、
６０…組電池モジュール、
６２…組電池正極端子連結板、
６４…組電池負極端子連結板、
６６…連結板、
６７…固定ねじ、
６８…正極絶縁カバー、
６９…負極絶縁カバー、
７０…電気自動車。

Claims

正極または負極となる集電体とセパレータ層とを含む発電要素が高分子と金属とを複合したラミネートフィルムで密封されるとともに、前記集電体に接続された電極端子が前記ラミネートフィルムの一部から外部に露出するラミネート二次電池であって、
少なくとも前記電極端子を外部に導く前記ラミネートフィルムの封止部分は、シール性を向上させるため凹凸状に形成され、
前記凹凸形状は、前記ラミネートフィルムと前記電極端子とがともに凹凸状に変形した構造であることを特徴とするラミネート二次電池。
前記発電要素の前記ラミネートフィルムによる密封は、ラミネートフィルムの全周にわたって行われ、
前記封止部分の凹凸形状も前記ラミネートフィルムの全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１記載のラミネート二次電池。
前記電極端子の幅は、前記集電体の幅の２０％〜１００％の範囲内の寸法であることを特徴とする請求項１または２記載のラミネート二次電池。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のラミネート二次電池が並列接続、直列接続または直並列接続されてなる組電池モジュール。
前記並列接続、直列接続または直並列接続は、個々のラミネート二次電池を、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により、または、リベットを用いて、またはカシメの手法を用いて、連結することを特徴とする請求項４記載の組電池モジュール。
請求項４または５に記載の組電池モジュールが並列接続、直列接続または直並列接続されてなる組電池。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のラミネート二次電池、請求項４または５記載の組電池モジュール、請求項６記載の組電池を搭載したことを特徴とする電気自動車。