JP5993633B2 - ラミネート形電池 - Google Patents

Description

本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆ったラミネート形電池に関する。

従来より、電極体をラミネートフィルム外装体で覆ったラミネート形電池が知られている。このようなラミネート形電池は、電極体がラミネートフィルム外装体によって覆われているだけなので、強度的にはあまり強くない。そのため、例えば特許文献１、２に開示されるように、正極、負極及びセパレータを互いに重ね合わせることによって構成される電極体を、ラミネートフィルム外装体ではなく、金属板からなる電池ケース内に収納する構成が知られている。

特開２００７−１４１５２３号公報 特開２００３−１４２０４３号公報

ところで、前記特許文献１，２のような構成を有する電池では、電極体を電池ケース内に封入するために該電池ケースを密閉する必要がある。そして、前記特許文献１，２の構成のように電池ケースに金属板を用いる場合、電池ケースの接合部分を封止するために溶接等の作業が必要になる。そのため、前記特許文献１，２のような構成では、ラミネートフィルム外装体を溶着させるだけのラミネート形電池に比べて製造コストが増大してしまう。

本発明の目的は、電極体をラミネートフィルム外装体で覆うラミネート形電池において、封止性能を維持しつつ強度を向上可能な構成を、低コストで実現することにある。

本発明の一実施形態に係るラミネート形電池は、電極体と、前記電極体の少なくとも一部を覆う補強部材と、前記電極体及び前記補強部材を覆うラミネートフィルム外装体とを備える（第１の構成）。

電極体だけでなく、該電極体の少なくとも一部を覆う補強部材を、ラミネートフィルム外装体によって覆うことにより、ラミネート形電池の封止性能を維持しつつ、低コストな構成で電池の強度向上を図ることができる。すなわち、補強部材により電極体を補強しつつ、該電極体及び補強部材の外側をラミネートフィルム外装体で覆うことによってラミネート形電池と同等の封止性能を確保できる。

前記第１の構成において、前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように配置されるのが好ましい（第２の構成）。これにより、補強部材によって電極体の両面の強度を向上することができる。したがって、補強部材によって電極体をより確実に補強することができる。

前記第２の構成において、前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように対向して配置される一対の保護面部と、前記一対の保護面部同士を接続する接続部とを有するのが好ましい（第３の構成）。これにより、前記第２の構成の補強部材を実現できる。しかも、補強部材によって電極体を挟み込むことが可能になるため、電極体に対して補強部材を装着することが可能になる。

前記第３の構成において、前記補強部材は、前記一対の保護面部と前記接続部とが一体形成されているのが好ましい（第４の構成）。これにより、上述の第２及び第３の構成を有する補強部材が容易に得られる。

前記第３または第４の構成において、前記電極体に接続される接続端子をさらに備え、前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分以外に位置付けられるように、前記電極体に対して配置されるのが好ましい（第５の構成）。

これにより、電極体に接続される接続端子に対し、補強部材が干渉するのを防止できる。

前記第５の構成において、前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分とは反対側に位置付けられるように、前記電極体に対して配置されるのが好ましい（第６の構成）。

これにより、電極体において接続端子が接続される部分とは反対側を、補強部材の接続部によって保護することができる。したがって、接続端子が上側に位置付けられる電池の場合には、電池の底部側を補強部材の接続部によって保護することができる。よって、このような構成の電池の場合には、落下等の衝撃に対して、より確実に電極体を保護することができる。

前記第５または第６の構成において、前記接続端子は、先端部分が前記ラミネートフィルム外装体の外方に突出しているのが好ましい（第７の構成）。これにより、電極体に接続された接続端子を、直接、ラミネートフィルム外装体の外方に突出させることができるため、他の部材を接続端子に接続する構成に比べて、電池の接続端子部分のインピーダンスを低減することができる。

前記第３から第７の構成のうちいずれか一つの構成において、前記電極体は、側方から見て矩形状の幅広面を有する扁平状に形成されていて、前記保護面部は、少なくとも前記幅広面の四隅を覆うように形成されているのが好ましい（第８の構成）。

これにより、扁平状の電極体の幅広面の四隅を、補強部材の保護面部によって補強することができる。よって、ラミネート形電池に加わる衝撃によって、電極体の端部が損傷を受けるのを防止できる。

前記第１の構成において、前記電極体は、軸線方向に延びる柱状に形成されているとともに、前記軸線方向の端部に接続端子が接続されていて、前記補強部材は、前記軸線方向の長さが前記電極体の軸線方向の長さよりも短いのが好ましい（第９の構成）。

これにより、補強部材が電極体に対して軸線方向に突出しない。よって、補強部材が電極体の軸線方向の端部に接続された接続端子に接触するのを防止できる。したがって、補強部材によって短絡等が発生するのを防止できる。

前記第１から第９の構成のうちいずれか一つの構成において、前記電極体は、それぞれ帯状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回することにより、軸線方向に延びる柱状に形成されるのが好ましい（第１０の構成）。

本発明の一実施形態に係るラミネート形電池によれば、電極体と該電極体の少なくとも一部を覆う補強部材とを、ラミネートフィルム外装体によって覆う。これにより、低コストな構成で、ラミネート形電池の封止性能を維持しつつ電池の強度向上を図れる。

図１は、実施形態１に係るラミネート形電池の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、セパレータと正極及び負極との配置を模式的に示す図である。 図４は、電極体に対して補強部材を装着する様子を示す斜視図である。 図５は、電極体に対して補強部材を装着した状態を示す斜視図である。 図６は、電極体及び補強部材をラミネートフィルム外装体によって覆う様子を模式的に示す図である。 図７は、電極体及び補強部材をラミネートフィルム外装体によって覆った状態を模式的に示す図である。 図８は、実施形態２に係るラミネート形電池において、電極体に対して補強部材を装着する様子を示す斜視図である。 図９は、実施形態２の変形例に係るラミネート形電池の補強部材の概略構成を示す斜視図である。 図１０は、実施形態３に係るラミネート形電池の補強部材の概略構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

＜実施形態１＞
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態であるラミネート形電池１の外観を示す図である。図２は、ラミネート形電池１の概略構成を示す断面図である。このラミネート形電池１は、発電体として機能する電極体１０がラミネートフィルム外装体２０によって覆われた二次電池である。

図１及び図２に示すように、ラミネート形電池１は、電極体１０と、電極体１０を挟み込むように配置される補強部材３０と、電極体１０及び補強部材３０を覆うラミネートフィルム外装体２０とを備える。また、ラミネート形電池１は、電極体１０の正極１１及び負極１２にそれぞれ接続される正極接続端子４１及び負極接続端子４２（接続端子）を備える。なお、ラミネート形電池１の内部には、非水電解質も封入されている。

ラミネートフィルム外装体２０は、アルミニウム製の金属箔の一面側がナイロンで覆われ、且つ、他面側がポリプロピレンで覆われた材料からなる。すなわち、ラミネートフィルム外装体２０は、アルミニウムをナイロン及びポリプロピレンでラミネートした材料からなる。これにより、ラミネートフィルム外装体２０は、ラミネートフィルム外装体２０同士を重ね合わせた状態で加熱しながら圧力を加えることによって、互いに接着される。なお、金属箔は、アルミニウムに限らず、ステンレス等の他の金属材料によって形成してもよい。

また、ラミネートフィルム外装体２０は、略長方形状に形成されている。このラミネートフィルム外装体２０によって電極体１０及び補強部材３０を包み込んだ状態（図６参照）で、該ラミネートフィルム外装体２０の外周側同士を接着する（図７参照）ことにより、図１及び図２に示すような膨出部１ａ及びシール部１ｂが形成される。すなわち、ラミネートフィルム外装体２０が電極体１０及び補強部材３０を覆うことにより膨出部１ａが形成され、該膨出部１ａの三方でラミネートフィルム外装体２０同士を接着することにより該膨出部１ａを囲むようにシール部１ｂが形成される。

電極体１０は、それぞれ帯状に形成された正極１１及び負極１２を、両者の間及び該負極１２の下側にセパレータ１３がそれぞれ位置するように重ね合わせた状態（図３参照）で、図４に示すように渦巻状に巻回することによって形成された巻回電極体である。電極体１０は、正極１１、負極１２及びセパレータ１３を重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶして扁平状に形成される。すなわち、電極体１０は、軸線Ｌに沿って延びる円柱状の巻回体を押し潰して扁平状にすることにより得られる。これにより、電極体１０は、側方から見て矩形状の幅広面１０ａを有する。図４に示すように、扁平状に形成された電極体１０は、後述する補強部材３０内に収容される。

なお、図３では、正極１１、負極１２及びセパレータ１３を重ね合わせた状態を図示するために、正極１１、負極１２及びセパレータ１３の位置を実際の配置から移動させて斜視で示している。また、図３では、正極１１、負極１２及びセパレータ１３を区別するために、断面ではないが、正極１１及び負極１２にハッチングを付している。

また、図２に示す電極体１０は、外周側の数層分しか図示されていない。しかしながら、この図２では電極体１０の内周側部分の図示を省略しているだけであり、当然のことながら、電極体１０の内周側にも正極１１、負極１２及びセパレータ１３が存在する。なお、図２では図示を省略しているが、電極体１０の最外周は、樹脂製の巻止めテープによって覆われている。

正極１１は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極１１は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２などのリチウムコバルト酸化物やＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ_２などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、１種類の物質のみを用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質に限られない。

負極１２は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極１２は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料（黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など）を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。

また、電極体１０の正極１１には、正極活物質層が形成されておらず正極集電体が露出した集電体露出領域（図示省略）に正極接続端子４１が接続されている。一方、負極１２には、負極活物質層が形成されておらず負極集電体が露出した集電体露出領域（図示省略）に負極接続端子４２が接続されている。正極接続端子４１及び負極接続端子４２は、図１に示すように、それぞれ一部がラミネートフィルム外装体２０の外側に露出している。これにより、他の接続部品を介して外部に接続端子を引き出す構成に比べて、インピーダンスを小さくすることができる。

この実施形態では、正極接続端子４１及び負極接続端子４２は、電極体１０の外周側に位置付けられる。なお、正極接続端子４１及び負極接続端子４２は、電極体１０の内周側に位置付けられてもよいし、該電極体１０の内周側及び外周側にそれぞれ分かれて位置付けられてもよい。

（補強部材）
扁平の円柱状の電極体１０を挟み込むように、該電極体１０には補強部材３０が配置される（図５参照）。この補強部材３０は、アルミニウムなどの金属製の板部材を折り曲げることにより形成される。補強部材３０は、扁平状の電極体１０を厚み方向に挟み込むように、電極体１０の軸線Ｌ方向から見て略Ｃ字状に形成されている。

補強部材３０は、軸線Ｌの方向の長さが、電極体１０の軸線Ｌ方向の長さよりも短い。すなわち、補強部材３０は、電極体１０に装着された状態で、該電極体１０の軸線Ｌ方向の端部が露出するような長さを有する。これにより、補強部材３０を電極体１０に装着した状態で、補強部材３０が正極接続端子４１及び負極接続端子４２に接触するのを防止できる。したがって、補強部材３０を介して、ラミネート形電池１内で短絡が生じるのを防止できる。

図４及び図５に示すように、補強部材３０は、電極体１０を保護するように対向して配置される一対の保護面部３１と、保護面部３１同士を接続する接続部３２とを有する。上述のように、補強部材３０は、板部材を折り曲げることにより形成されるため、一対の保護面部３１と接続部３２とは一体に形成されている。すなわち、接続部３２は、板部材が折り曲げられた折曲部分に形成される。補強部材３０が電極体１０に装着された状態（図５に示す状態）で、一対の保護面部３１は、電極体１０の側面を挟み込む。詳しくは、一対の保護面部３１は、扁平状の電極体１０の側面のうち幅広部分を覆うように配置される。すなわち、一対の保護面部３１は、電極体１０を側方から見て矩形状の幅広面１０ａを覆うように配置される。

一対の保護面部３１は、電極体１０を側面から見て、扁平状の電極体１０の側面の幅広部分（幅広面１０ａ）と同等かそれよりも大きい幅寸法を有する。また、一対の保護面部３１は、電極体１０を側面から見て略Ｈ字状に形成されている。すなわち、各保護面部３１は、電極体１０の側面における軸線Ｌ方向の中央部分を覆う中央部３１ａと、該中央部３１ａに一体に設けられていて、電極体１０を側面から見て該電極体１０の幅広面１０ａの四隅を覆う４つの突出部３１ｂとを有する。保護面部３１をこのような形状にすることで、電極体１０の端部を補強部材３０の保護面部３１によってより確実に保護できる。

接続部３２は、一対の保護面部３１における電極体１０の軸線Ｌに平行な端部同士を接続するように設けられる。すなわち、接続部３２は、電極体１０の側面のうち幅が狭い部分を覆うように設けられる。

以上の構成により、補強部材３０は、電極体１０の軸線Ｌと交差する方向（図４に白抜き矢印で示す方向）に該電極体１０の側面上を移動するように、該電極体１０に装着される。

また、補強部材３０は、その折曲部分である接続部３２が、電極体１０の側面、すなわち、正極接続端子４１及び負極接続端子４２と干渉しない位置に設けられる。そのため、補強部材３０を電極体１０に対して容易に装着することができる。

なお、接続部３２は、正極接続端子４１及び負極接続端子４２と干渉しない位置であれば、電極体１０のどこに位置してもよい。すなわち、接続部３２は、電極体１０において正極接続端子４１及び負極接続端子４２が接続される部分以外に位置付けられるように、補強部材３０に設けられていればよい。

（ラミネート形電池の製造方法）
次に、上述のような構成を有するラミネート形電池１の製造方法について説明する。

まず、既述のとおり、それぞれ帯状に形成された正極１１、負極１２及びセパレータ１３を図３に示すように重ね合わせた状態で、巻回する。巻回された電極体を押しつぶして扁平状の電極体１０を形成する（図４参照）。

一方、金属製の板部材から図４に示す形状の補強部材３０を形成する。具体的には、板部材から、略Ｈ字状の一対の保護面部３１同士が接続部３２によって接続された形状を有する部材を打ち抜き、折り曲げることにより、補強部材３０を得る。

図４に示すように、補強部材３０を、電極体１０の側面上に装着する。このとき、補強部材３０は、一対の保護面部３１が電極体１０の側面の幅広部分（幅広面１０ａ）上に位置付けられて、該電極体１０が一対の保護面部３１によって厚み方向に挟み込まれるように、電極体１０に装着される。これにより、電極体１０及び補強部材３０は、図５のように組み合わされる。

次に、図６に示すように、電極体１０及び補強部材３０を、ラミネートフィルム外装体２０によって挟み込む。このラミネートフィルム外装体２０は、長方形状に形成されている。そのため、長手方向の中央部分で折り曲げられるように電極体１０及び補強部材３０に対して配置される。ラミネートフィルム外装体２０は、電極体１０及び補強部材３０を、図６に示す白抜き矢印のように挟み込む。

ラミネートフィルム外装体２０は、正極接続端子４１及び負極接続端子４２を挟み込んだ状態で、外周部分を溶着される（図７参照）。これにより、図１に示すようなラミネート形電池１が得られる。

なお、図６及び図７では、ラミネートフィルム外装体２０のみを断面で示し、電極体１０及び補強部材３０は側面視で示す。

（実施形態１の効果）
この実施形態では、電極体１０と、該電極体１０を挟み込むように配置される補強部材３０とを、ラミネートフィルム外装体２０によって覆うことにより、ラミネート形電池１を得る。これにより、低コストな構成で、従来のラミネート形電池と同様の封止性能を確保しつつ、従来のラミネート形電池に比べて強度向上を図れる。

また、板部材を折り曲げて補強部材３０を形成することにより、簡単且つ低コストな構成で補強部材３０を構成することができる。

さらに、上述のように電極体１０及び補強部材３０をラミネートフィルム外装体２０によって覆うことで、電極体１０と補強部材３０とを固定する必要がない。そのため、補強部材３０を備えたラミネート形電池１において、組み立て作業性の向上を図れる。ところで、補強部材を接着剤によってラミネートフィルム外装体の外側に接着する構成の場合、熱による剥がれなどが問題になる。しかしながら、本実施形態のようにラミネートフィルム外装体内に電極体１０及び補強部材３０を収納することにより、補強部材３０の剥がれ等の問題が生じることなく、補強部材３０によって電極体１０をより確実に補強することができる。

本実施形態では、補強部材３０は、一対の保護面部３１によって電極体１０を挟み込む。これにより、補強部材３０によって電極体１０をより確実に保護することができる。

また、補強部材３０の保護面部３１には、電極体１０を側面から見て、該電極体１０の幅広面１０ａの四隅を覆う突出部３１ｂが設けられている。これにより、電極体１０の端部をより確実に保護することができる。

さらに、補強部材３０は、接続部３２が電極体１０の側面上に位置する。これにより、補強部材３０の接続部３２が電極体１０の正極接続端子４１及び負極接続端子４２と干渉するのを防止できる。したがって、電極体１０に対して補強部材３０を容易に取り付けることができる。よって、電極体１０と補強部材３０との組み立て作業性を向上することができる。

本実施形態のように、電極体１０及び補強部材３０をラミネートフィルム外装体２０によって覆うことにより、箱状の電池ケースを用いる角形電池と同等の強度を有しつつ、該角形電池よりも簡単且つ低コストな構成にすることができる。すなわち、角形電池の場合には、電極体に接続された正極接続端子及び負極接続端子をそれぞれ外部端子に接続する必要がある。そのため、端子を接続する部品が必要になるとともに端子部分の組み立て作業も必要になる。これに対し、本実施形態のようなラミネート形電池とすることで、正極接続端子４１及び負極接続端子４２をそのまま外部に引き出すことができる。これにより、端子周辺の部品数を低減できるとともに、端子部分の組み立て作業をなくすことができる。また、本実施形態の構成では、電池ケースの溶接が必要な角形電池の場合に比べて、ラミネートフィルム外装体２０を簡単に封止することができる。

＜実施形態２＞
図８に、実施形態２に係るラミネート形電池の補強部材５０の概略構成を示す。この実施形態では、補強部材５０の形状が実施形態１とは異なる。以下の説明において、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

図８に示すように、補強部材５０は、略長方形状の金属製の板部材を、略Ｃ字状に折り曲げることにより形成される。詳しくは、補強部材５０は、対向して配置される略長方形状の一対の保護面部５１と、一対の保護面部５１同士を接続する接続部５２とを有する。

補強部材５０が電極体１０に装着された状態で、接続部５２は、電極体１０における正極接続端子４１及び負極接続端子４２とは反対側に位置付けられる。すなわち、補強部材５０は、電極体１０の正極接続端子４１及び負極接続端子４２の反対側を覆うように、該電極体１０に装着される（図８の白抜き矢印参照）。

一対の保護面部５１は、実施形態１の保護面部３１と同様、扁平状の電極体１０の側面のうち幅広部分（幅広面１０ａ）を覆うように配置される。これにより、一対の保護面部５１によって電極体１０を挟み込むことができ、該電極体１０を補強部材５０によってより確実に保護することができる。

また、一対の保護面部５１は、扁平状の電極体１０の幅広部分（幅広面１０ａ）と同等かもしくはそれよりも大きな幅方向寸法を有する。これにより、一対の保護面部５１によって、電極体１０全体をより確実に保護できるとともに、該電極体１０の端部も保護することができる。

なお、補強部材５０は、実施形態１の補強部材３０と同様、軸線Ｌ方向の長さが電極体１０の軸線Ｌ方向の長さよりも短い。これにより、補強部材５０が正極接続端子４１及び負極接続端子４２に接触して短絡を生じるのを防止できる。

特に説明しないが、この実施形態の電極体１０及び補強部材５０も、実施形態１の電極体１０及び補強部材３０と同様、ラミネートフィルム外装体２０によって覆われる。

（実施形態２の効果）
この実施形態では、電極体１０の正極接続端子４１及び負極接続端子４２の反対側を、補強部材５０の接続部５２によって覆う。これにより、電極体１０の正極接続端子４１及び負極接続端子４２の反対側を、補強部材５０によって保護することができる。したがって、正極接続端子４１及び負極接続端子４２が上側に位置付けられるラミネート形電池１の構成において、電池底部側を補強部材５０によって保護することができる。よって、ラミネート形電池１が落下等の衝撃を受けた場合に、ラミネート形電池１をより確実に保護することができる。

（実施形態２の変形例）
図９に、実施形態２の変形例に係るラミネート形電池の補強部材６０の概略構成を示す。

補強部材６０は、実施形態２と同様、略長方形状の板部材を折り曲げることにより形成される。詳しくは、補強部材６０は、対向して配置される一対の保護面部６１と、該一対の保護面部６１同士を接続する接続部６２とを有する。補強部材６０が電極体１０に装着された状態で、接続部６３は、該電極体１０の側方に位置する。

これにより、電極体１０の側面を、補強部材６０によってより確実に保護することができる。電極体１０の側面が強い衝撃を受けるような構成の場合に、この変形例の構成は特に有用である。

＜実施形態３＞
図１０に、実施形態３に係るラミネート形電池の補強部材７０の概略構成を示す。この実施形態では、補強部材７０の構成が実施形態１、２とは異なる。

図１０に示すように、補強部材７０は、有底角筒状に形成されている。詳しくは、補強部材７０は、対向して配置される一対の保護面部７１と、該一対の保護面部７１同士を接続する一対の接続部７２と、一対の保護面部７１及び接続部７２によって形成される角筒の一方の端部を覆う底部７３とを有する。

補強部材７０は、底部７３が電極体１０の正極接続端子４１及び負極接続端子４２とは反対側に位置するように、該電極体１０に装着される。

なお、補強部材７０も、実施形態１、２の補強部材３０，５０と同様、軸線Ｌの方向の長さが、電極体１０の軸線Ｌの方向の長さよりも短い。

特に説明しないが、この実施形態の電極体１０及び補強部材７０も、実施形態１の電極体１０及び補強部材３０と同様、ラミネートフィルム外装体２０によって覆われる。

（実施形態３の効果）
この実施形態では、補強部材７０を有底角筒状に形成する。これにより、電極体１０全体を覆うことができるため、該電極体１０を補強部材７０によってより確実に保護することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記各実施形態では、補強部材３０，５０，６０，７０が概略箱状に形成されている。しかしながら、補強部材は、電極体１０を覆うことができる形状であれば、どのような形状であってもよい。また、補強部材は、電極体１０を挟み込むような形状でなくてもよい。すなわち、電極体１０の一方の面のみを補強するように、補強部材を電極体１０に対して重ねて配置してもよい。さらに、補強部材を複数の部材によって構成して、電極体１０をそれらの部材によって補強してもよい。

前記各実施形態では、補強部材３０，５０，６０，７０の軸線Ｌ方向の長さは、電極体１０の軸線Ｌ方向の長さよりも短い。しかしながら、補強部材３０，５０，６０，７０の軸線Ｌ方向の長さは、電極体１０の軸線Ｌ方向の長さと同等であってもよい。ただし、電池が落下等の衝撃を受けた場合により確実に短絡を防止するという観点からは、上述の各実施形態に示す構成のように、補強部材３０，５０，６０，７０の軸線Ｌ方向の長さが、電極体１０の軸線Ｌ方向の長さよりも短いのが好ましい。

前記各実施形態では、それぞれ帯状に形成された正極１１、負極１２及びセパレータ１３を巻回することによって、電極体１０を構成する。しかしながら、電極体は、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを積層した構成など、どのような構成であってもよい。

前記各実施形態では、それぞれ帯状に形成された正極１１及び負極１２を、例えば両者の間及び負極１２の下側にセパレータ１３がそれぞれ位置するように、セパレータ１３に重ね合わせている。しかしながら、正極１１、負極１２及びセパレータ１３を重ねる順番は、二次電池を構成可能な順番であれば、どのような順番であってもよい。

前記各実施形態では、電極体１０に正極接続端子４１及び負極接続端子４２が一つずつ接続されている。しかしながら、電極体１０に正極接続端子４１及び負極接続端子４２を複数、接続してもよい。このように電極体１０に複数の正極接続端子４１及び負極接続端子４２が接続される構成の場合、角形電池によって電池を構成する場合に比べて、接続端子の接続構造を簡素化することができる。すなわち、箱状の電池ケースを用いる角形電池の場合には、電池内で各接続端子を外部端子に接続する構成が必要になるため、内部構造が複雑になる。しかしながら、電極体及び補強部材をラミネートフィルム外装体によって覆うラミネート形電池とすることで、接続端子をそのまま外部に引き出すことができ、電池内部の構造を簡略化することができる。よって、正極接続端子４１及び負極接続単位４２を複数、有する構成の場合には、上述の各実施形態の構成は特に有用である。

前記各実施形態では、ラミネート形電池１はリチウムイオン電池である。しかしながら、ラミネート形電池１はリチウムイオン電池以外の電池であってもよい。

［実施例］
以下、本発明のラミネート形電池１をリチウムイオン電池とした場合の実施例及び比較例を示す。

＜実施例１＞
（正極の作製）
正極活物質として、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）１００質量部と、バインダであるＰＶｄＦをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させた溶液２０質量部と、導電助剤である人造黒鉛１質量部およびケッチェンブラック１質量部とを、二軸混練機を用いて混練した。そして、それらにＮＭＰを加えて粘度を調節し、正極合剤含有ペーストを調製した。

前記正極合剤含有ペーストを、厚みが１５μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両面に、厚みを調節して間欠塗布し、乾燥させてアルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成した。その後、カレンダー処理を行って正極合剤層及びアルミニウム箔の全厚が１３０μｍになるように正極合剤層の厚みを調節し、幅が５０ｍｍになるように正極合剤層及びアルミニウム箔を切断して正極を作製した。さらに、この正極のアルミニウム箔の露出部に正極タブを溶接してリード部を形成した。

（負極の作製）
負極活物質として平均粒子径が１６μｍである黒鉛：９７．５質量％、ＳＢＲ：１．５質量％、およびカルボキシメチルセルロース（増粘剤）：１質量％を、水を用いて混合して負極合剤層形成用スラリーを調製した。この負極合剤層形成用スラリーを、集電体である銅箔（厚み：８μｍ）の両面に塗布して、１２０℃で１２時間、真空で乾燥させて銅箔の両面に負極合剤層を形成した。さらに、負極合剤層及び銅箔にプレス処理を施して、全厚が１１０μｍになるように負極合剤層の厚みを調節し、幅が５１ｍｍになるように負極合剤層及び銅箔を切断して負極を作製した。さらに、この負極の銅箔の露出部にタブを溶接してリード部を形成した。

（補強部材の作製）
板厚が０．３ｍｍのアルミニウム板金から、略Ｈ字状の一対の保護面部同士が接続部によって接続された形状を有する部材を打ち抜いて、折り曲げることにより、図４及び図５に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は５０ｍｍ、高さは５０ｍｍとし、接続部の幅は４．５ｍｍ、高さは５０ｍｍとした。

（非水電解液の作製）
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比＝１：１：１で混合した溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１．１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させて、非水電解液を作製した。

（ラミネート形電池の作製）
前記の正極と負極とを、リチウムイオン電池用のポリエチレン製セパレータ（厚さ１６μｍ、幅５３ｍｍ）の２枚を介して重ね合わせた状態で渦巻状に巻回して、巻回構造の巻回体を作製した。得られた巻回電極体を押しつぶして扁平状にし、前記補強部材内に挿入した。さらに、巻回体及び補強部材を、図６に示すようにラミネートフィルム外装体によって挟み込んだ。そして、ラミネートフィルム外装体内に前記非水電解液を注入して、ラミネートフィルム外装体の外周部分を溶着することにより、図１に示すようなラミネート形電池を得た。

（インパクト試験）
前記の通り作製したラミネート形電池に、２３℃の環境下で、１．０Ｃの電流値で電池電圧が４．２Ｖになるまで定電流充電を行った後、４．２Ｖでの定電圧充電を行う、定電流−定電圧充電を行った。充電終了までの総充電時間は２．５時間とした。その後、保護面部の片面が上になるように電池をコンクリートの平面上に配置して、該保護面部の中央に、直径１５．８ｍｍのステンレス棒を横切るように置いた。そして、電池に対して６１０ｍｍの高さから９．１ｋｇの重りを落下させて、電池からの破裂・発火の有無と、電池電圧を観察した。試験は５個の電池について実施した。

＜実施例２＞
板厚が０．３ｍｍのアルミニウム板金を折り曲げることにより、図８に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は５０ｍｍ、高さは５０ｍｍとし、接続部の横幅は５０ｍｍ、縦幅は４．５ｍｍとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例１と同様にして図１に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例１と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。

＜実施例３＞
板厚が０．３ｍｍのアルミニウム板金を折り曲げることにより、図９に示す補強部材を得た。なお、保護面部の幅は５０ｍｍ、高さは５０ｍｍとし、接続部の幅は４．５ｍｍ、高さは５０ｍｍとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例１と同様にして図１に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例１と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。

＜実施例４＞
アルミニウム板金を深絞りすることにより、図１０に示すような有底状の補強部材を得た。なお、板厚は０．３ｍｍとし、保護面部の幅は５０ｍｍ、高さは５０ｍｍとし、接続部の幅は４．５ｍｍ、高さは５０ｍｍとし、底部の横幅は５０ｍｍ、縦幅は４．５ｍｍとした。この補強部材を使用した以外は、すべて実施例１と同様にして図１に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例１と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。

＜比較例１＞
補強部材を用いなかったこと以外は、すべて実施例１と同様にして図１に示すようなラミネート形電池を作製した。そして、実施例１と同様にラミネート形電池の充電を行った後、インパクト試験を行った。

実施例１から４のラミネート形電池は、いずれの実施例の場合も、５個すべてが破裂・発火に至らず、短絡による電池電圧の低下も生じなかった。比較例１のラミネート形電池は、５個とも破裂・発火には至らなかったが、いずれも電池電圧が低下した。試験後に比較例１の電池を分解して観察すると、落下させた重りの衝撃により、巻回電極体がへこんでいた。この巻回電極体の変形により、正極と負極とが短絡を生じたものと考えられる。

本発明は、電極体をラミネートフィルム外装体によって覆うラミネート形電池に利用可能である。

１：ラミネート形電池、１０：電極体、１０ａ：幅広面、１１：正極、１２：負極、１３：セパレータ、２０：ラミネートフィルム外装体、３０，５０，６０，７０：補強部材、３１，５１，６１，７１：保護面部、４１：正極接続端子（接続端子）、４２：負極接続端子（接続端子）

Claims (7)

1. 電極体と、
   前記電極体の少なくとも一部を覆う補強部材と、
   前記電極体及び前記補強部材を覆うラミネートフィルム外装体とを備え、
   前記電極体は、軸線方向に延びる柱状に形成されているとともに、前記軸線方向の端部に接続端子が接続されていて、
   前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように配置され、前記軸線方向の長さが前記電極体の軸線方向の長さよりも短く、前記電極体の幅広面の中央部及び四隅を覆う、ラミネート形電池。
2. 請求項１に記載のラミネート形電池において、
   前記補強部材は、前記電極体を挟み込むように対向して配置される一対の保護面部と、前記一対の保護面部同士を接続する接続部とを有する、ラミネート形電池。
3. 請求項２に記載のラミネート形電池において、
   前記補強部材は、前記一対の保護面部と前記接続部とが一体形成されている、ラミネート形電池。
4. 請求項２または３に記載のラミネート形電池において、
   前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分以外に位置付けられるように、前記電極体に対して配置される、ラミネート形電池。
5. 請求項４に記載のラミネート形電池において、
   前記補強部材は、前記接続部が、前記電極体において前記接続端子が接続されている部分とは反対側に位置付けられるように、前記電極体に対して配置される、ラミネート形電池。
6. 請求項４または５に記載のラミネート形電池において、
   前記接続端子は、先端部分が前記ラミネートフィルム外装体の外方に突出している、ラミネート形電池。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載のラミネート形電池において、
   前記電極体は、それぞれ帯状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回することにより、軸線方向に延びる柱状に形成される、ラミネート形電池。

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