JP6807366B2 - 電気化学セル - Google Patents

Description

本発明は、電気化学セルに関する。

各種デバイスの電源等には、非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学セルが広く活用されている。近年、この種の電気化学セルとして、電極体を内部に収容する外装体にラミネートフィルムを用いる、いわゆるラミネートタイプの電気化学セルが知られている。このラミネートタイプの電気化学セルは、小型且つ形状自由度が高く、さらに高容量化に繋がる電気化学セルとして知られている。

例えば下記特許文献１には、電極体と、第１ラミネート部材及び第２ラミネート部材を有し、第１ラミネート部材と第２ラミネート部材との間に電極体を収容する外装体と、を備えた電気化学セルが開示されている。
第１ラミネート部材及び第２ラミネート部材は、金属層と、該金属層の両面に積層された内側樹脂層及び外側樹脂層と、をそれぞれ備えた積層フィルムとされている。これら第１ラミネート部材及び第２ラミネート部材には、外部電極端子として機能する電極端子板（ニッケル板）を外部に露出させるための貫通孔が形成されている。電極端子板は、電極板に対して溶着された状態で貫通孔の内側に配設されている。電極板は、該電極板と内側樹脂層との間に配設されたシーラントフィルムを介して内側樹脂層に熱融着されている。シーラントフィルムは、電極板に溶着されている電極端子板を外側から囲むリング状に形成されている。

特許第６２８４２４８号公報

しかしながら、上記従来のラミネートタイプの電気化学セルでは、電極端子板がシーラントフィルムに囲まれながら電極板に溶着されているだけの状態で、貫通孔を通じて外部に露出している。そのため、例えば外部からの衝撃或いは溶着部分の経年経過等、何等かの理由によって電極端子板が電極板から剥れてしまった場合には、電極端子板が貫通孔を通じて外部に脱落する（剥がれ落ちる）可能性があり、改善の余地があった。
特に、脱落した電極端子板が、例えば電気化学セルの周辺に配設されている電子回路上に接触した場合には、回路の短絡（回路ショート）を招いてしまう可能性がある。そのため、電極端子板の脱落を防止することが望まれている。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、電極端子板の脱落を防止することができ、安全性が向上したラミネートタイプの電気化学セルを提供することである。

（１）本発明に係る電気化学セルは、積層方向に互いに積層された複数の電極を有する電極体と、金属層及び該金属層の両面を被覆する樹脂層を有するラミネートフィルムで形成され、前記電極体を内部に収容する外装体と、前記電極体に一体に接続され、前記積層方向における前記電極体と前記外装体との間に配設された電極板と、前記電極板のうち前記外装体側を向いた主面に固着された電極端子板と、前記電極端子板を囲んだ状態で前記電極板と前記外装体との間に配置され、前記外装体と前記電極板とを互いに溶着させる環状のシーラントフィルムと、を備え、前記外装体には、前記電極端子板を外部に露出させる貫通孔が形成され、前記シーラントフィルムは、その内径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成されていることで、前記貫通孔の内側に飛び出るように配置された内周縁部を有し、前記電極端子板は、その外径が前記シーラントフィルムの内径と同径とされ、全面が前記シーラントフィルムの内側及び前記貫通孔を通じて外部に露出し、前記電極端子板及び前記シーラントフィルムにおける前記内周縁部のうちのいずれか一方の部材には、他方の部材に対して突出するように形成されると共に前記他方の部材に対して前記積層方向に重なり合う規制片が設けられ、前記規制片は、前記シーラントフィルムの周方向に間隔をあけて複数形成されていると共に、前記貫通孔側に向けた前記電極端子板の変位を規制することを特徴とする。

本発明に係る電気化学セルによれば、電極板に固着されている電極端子板が貫通孔を通じて外部に露出しているので、電極端子板を外部接続端子として利用することができる。特に、電極端子板は電極板に固着されているだけではなく、規制片によって貫通孔側に向けた変位が規制されている。これにより、例えば外部からの衝撃等、何等かの理由によって電極板と電極端子板との間の固着強度が低下したとしも、電極端子板が電極板から剥れてしまうことを防止することができる。従って、電極端子板が貫通孔を通じて外部に脱落することを防止することができ、安全性が向上したラミネートタイプの電気化学セルとすることができる。

さらに、規制片が複数形成されているので、貫通孔側に向けて電極端子板が変位しようとしても、該変位を複数個所で規制することができる。従って、電極端子板の脱落をより効果的に防止することができる。

（２）前記規制片は、前記電極端子板の外周縁部から前記シーラントフィルムの前記内周縁部に向けて突出するように前記電極端子板と一体に形成されていると共に、前記シーラントフィルムの前記内周縁部と前記電極板との間に前記積層方向に挟まれても良い。

この場合には、電極端子板と一体に形成された規制片が、シーラントフィルムと電極板との間に入り込んで両者の間に積層方向に挟み込まれている。これにより、電極板及び外装体同士を溶着しているシーラントフィルムを利用して、規制片を介して電極端子板を貫通孔側から押さえ込むことができる。従って、電極端子板が電極板からさらに剥れ難くなり、電極端子板の脱落をさらに効果的に防止することができる。

（３）前記シーラントフィルムは、その内径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成され、前記電極端子板は、前記シーラントフィルムよりも薄く形成されても良い。

この場合には、電極端子板がシーラントフィルムよりも薄く形成されているうえ、シーラントフィルムの内径が貫通孔の内径よりも小さく形成されているので、シーラントフィルムの一部（内周縁部側）を貫通孔の内側に飛び出させることができ、飛び出したシーラントフィルムの一部を、電極端子板と貫通孔との間に配置させることができる。そのため、シーラントフィルムの一部を利用して、貫通孔の内端面で露出する外装体の金属層と電極端子板とが何等かの理由で接触してしまうことを防止することができる。従って、金属層を保護することができ、金属層が電位を帯びてしまうことを防止することができる。そのため、金属層が電位を帯びることに起因する不都合が外装体に生じ難く、長期に亘って外装体の品質を維持することができる。

本発明によれば、電極端子板の脱落を防止することができ、安全性が向上したラミネートタイプの電気化学セルを得ることができる。

本発明に係る二次電池（電気化学セル）の実施形態を示す斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿った二次電池の縦断面図である。 図２に示す仮想円Ｂで囲んだ部分を拡大した二次電池の縦断面図である。 図２に示す二次電池の分解斜視図である。 図４に示すＣ−Ｃ線に沿った電極体の縦断面図である。 図５に示す正極電極の捲回前における展開図である。 図５に示す負極電極の捲回前における展開図である。 図５及び図６に示す正極電極と負極電極とを捲回し始めている状態を示す図である。 図２に示す外装体、第１シーラントフィルム、第１電極板、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す断面図である。 図９に示す第１シーラントフィルム、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す斜視図である。 本発明に係る変形例を示す図であって、第１シーラントフィルム、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す斜視図である。 図１１に示す第１シーラントフィルム、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す平面図である。 本発明に係る別の変形例を示す図であって、第１シーラントフィルム、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す斜視図である。 図１３に示す第１シーラントフィルム、第１電極端子板及び第１規制片の関係を示す平面図である。 本発明に係る変形例を示す図であって、二次電池の斜視図である。 図１５に示す二次電池における電極体の一例を示す斜視図である。

以下、本発明に係る電気化学セルの実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に二次電池という。）を例に挙げて説明する。

図１〜図４に示すように、本実施形態の二次電池１は、いわゆるボタン型の電池とされ、積層方向Ｚに互いに積層された複数の電極、すなわち正極電極１０及び負極電極２０を有する電極体２と、ラミネートフィルムで形成され、電極体２を内部に収容する外装体３と、を主に備えている。なお、図２及び図３では、電極体２を簡略化して図示している。

図４及び図５に示すように、電極体２は、正極電極１０及び負極電極２０が図示しないセパレータを挟んで積層された、いわゆる積層型電極とされている。
本実施形態では、積層方向Ｚが上下方向となるように、すなわち正極電極１０及び負極電極２０が上下方向に積層されている場合を例に挙げて説明する。さらに、電極体２の中心を通り積層方向Ｚに沿って延びる軸線を中心軸Ｏといい、中心軸Ｏ方向から見た平面視で、中心軸Ｏに交差する方向を径方向、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

電極体２は、平面視で外形が円形状となるように形成されている。ただし、電極体２の外形形状は、この場合に限定されるものではなく、その他の形状、例えば楕円状、長円形状或いは菱形状等であっても良く、適宜変更して構わない。

本実施形態の正極電極１０及び負極電極２０は、セパレータを挟んで捲回されることで互い違いに積層されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば正極電極１０及び負極電極２０が互いに交差する方向からそれぞれつづら折り形状に折り畳まれることで、互い違いに積層されても構わない。さらには、セパレータの両面に正極電極１０と負極電極２０とを具備する、いわゆるペレット型の電極体としても構わない。

電極体２の構造について簡単に説明する。
図６に示すように、正極電極１０は、捲回前における展開した状態において第１方向Ｌ１に沿って延びる帯状に形成された正極集電体１１と、正極集電体１１の両面に形成された図示しない正極活物質層と、を備えている。

正極集電体１１は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状に形成され、複数の正極本体１２及び複数の正極接続片１３を備えている。正極本体１２は、円板状に形成され、第１方向Ｌ１に一列に並ぶように間隔をあけて配置されている。図示の例では、正極本体１２の数は８個とされている。ただし、正極本体１２の数は、８個に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。

正極接続片１３は、第１方向Ｌ１に隣接する正極本体１２の間に配置され、隣接する正極本体１２同士を接続している。従って、図示の例では、正極接続片１３の数は７個とされている。なお、正極接続片１３は、平面視で第１方向Ｌ１に直交する第２方向Ｌ２に沿った長さが、正極本体１２の第２方向Ｌ２に沿った長さよりも短く形成されている。

複数の正極本体１２のうち、第１方向Ｌ１における一方のエンド位置に位置している正極本体１２には、第１方向Ｌ１の外側に向けてさらに延びるように正極端子タブ１４が形成されている。
なお、本実施形態では、第１方向Ｌ１における他方のエンド位置に位置している正極本体１２を、１段目の正極本体１２と称し、正極端子タブ１４が形成されている正極本体１２に向けて順に２段目、３段目、４段目、５段目、６段目、７段目、８段目の正極本体１２と称する。従って、正極端子タブ１４が形成されている正極本体１２は、８段目の正極本体１２に相当する。

正極活物質層は、正極端子タブ１４を除いた正極集電体１１の両面に形成されている。正極活物質層は、正極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含んでおり、例えばコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム等の複合金属酸化物で形成されている。
導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、炭素材料及び金属微粉等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料が挙げられる。

図７に示すように、負極電極２０は、捲回前における展開した状態において第１方向Ｌ１に沿って延びる帯状に形成された負極集電体２１と、負極集電体２１の両面に形成された図示しない負極活物質層と、を備えている。
負極集電体２１は、例えば銅、ニッケル及びステンレス等の金属材料で厚みの薄いシート状に形成され、複数の負極本体２２及び複数の負極接続片２３を備えている。負極本体２２は、正極本体１２と同様に円板状に形成され、第１方向Ｌ１に一列に並ぶように間隔をあけて配置されている。図示の例では、負極本体２２の数は正極本体１２の数に対応して８個とされている。ただし、負極本体２２の数は８個に限定されるものではなく、正極本体１２の数に対応して適宜変更して構わない。

負極接続片２３は、第１方向Ｌ１に隣接する負極本体２２の間に配置され、隣接する負極本体２２同士を接続している。従って、図示の例では、負極接続片２３の数は７個とされている。なお、負極接続片２３は、平面視で第１方向Ｌ１に直交する第２方向Ｌ２に沿った長さが、負極本体２２の第２方向Ｌ２に沿った長さよりも短く形成されている。

複数の負極本体２２のうち、第１方向Ｌ１における一方のエンド位置に位置している負極本体２２には、第１方向Ｌ１の外側に向けてさらに延びるように負極端子タブ２４が形成されている。
なお、本実施形態では、第１方向Ｌ１における他方のエンド位置に位置している負極本体２２を、１段目の負極本体２２と称し、負極端子タブ２４が形成されている負極本体２２に向けて順に２段目、３段目、４段目、５段目、６段目、７段目、８段目の負極本体２２と称する。従って、負極端子タブ２４が形成されている負極本体２２は、８段目の負極本体２２に相当する。

上述のように構成された負極電極２０は、外径形状が先に述べた正極電極１０の外径形状に対して同等の相似形状とされている。ただし、正極電極１０の外形サイズは、負極電極２０の外形サイズよりも僅かに小さく（一回り小さく）形成されている。

負極活物質層は、負極端子タブ２４を除いた負極集電体２１の両面に形成されている。負極活物質層は、負極活物質、導電助剤、結着剤及び増粘剤等を含んでおり、例えば黒鉛等の炭素材料で形成されている。
導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類、炭素材料及び金属微粉等が挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料が挙げられる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料が挙げられる。

上述のように構成された正極電極１０及び負極電極２０は、先に述べたようにセパレータを挟んで捲回されることで、互い違いに積層されている。
具体的には図８に示すように、正極端子タブ１４と負極端子タブ２４とが互いに逆側に配置されるように正極電極１０及び負極電極２０をそれぞれ第１方向Ｌ１に沿って配置すると共に、１段目の正極本体１２と１段目の負極本体２２とを重ね合わせる。次いで、互いに重ね合わせた１段目の正極本体１２及び負極本体２２を起点として、正極電極１０及び負極電極２０を同じ方向に繰り返し捲回する。これにより、正極本体１２と負極本体２２とを交互に重ね合わせるように積層方向Ｚに積層することができ、図５に示す電極体２とすることができる。なお、図５及び図８ではセパレータの図示を省略している。

上述の捲回によって得られた電極体２は、図５に示すように、正極端子タブ１４が形成された８段目の正極本体１２が最上段に位置し、負極端子タブ２４が形成された８段目の負極本体２２が最下段に位置する。従って、電極体２は、正極端子タブ１４が上方を向き、負極端子タブ２４が下方を向くように配置された状態で外装体３内に収容される。
なお、図５に示す電極体２において、正極電極１０に着目すると、上方から下方に向けて第８段目、第６段目、第４段目、第２段目、第１段目、第３段目、第５段目、第７段目の順に正極本体１２が積層方向Ｚに互いに平行に並ぶように正極電極１０は捲回される。これに対して、負極電極２０に着目すると、上方から下方に向けて第７段目、第５段目、第３段目、第１段目、第２段目、第４段目、第６段目、第８段目の順に負極本体２２が積層方向Ｚに互いに平行に並ぶように負極電極２０は捲回される。

図１〜図４に示すように、外装体３は、ラミネートフィルムによって形成され、電極体２を間に挟んで積層方向Ｚに重ね合わされた第１ラミネート部材３０及び第２ラミネート部材４０を備えている。これにより、外装体３は、第１ラミネート部材３０と第２ラミネート部材４０との間に電極体２を密封した状態で収容している。なお、第１ラミネート部材３０と第２ラミネート部材４０との間には、図示しない電解質溶液が充填されている。

第１ラミネート部材３０は、電極体２を上方から覆う部材であって、金属層３１と、金属層３１の両面を被覆する内側樹脂層（本発明に係る樹脂層）３２及び外側樹脂層（本発明に係る樹脂層）３３と、を有している。内側樹脂層３２及び外側樹脂層３３は、図示しない接合層を介して金属層３１の両面に対して、例えば熱融着或いは接着等によってそれぞれ密に接合されている。なお、図１、図２及び図４では、金属層３１、内側樹脂層３２及び外側樹脂層３３の図示を省略している。

金属層３１は、外気や水蒸気の遮断に好適な金属材料、例えばステンレス、アルミニウム等によって形成されている。
内側樹脂層３２は、外装体３における内層として機能するものであって、例えばポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成される。ポリオレフィンとしては、例えば高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や低圧法高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、インフレーションポリプロピレン（ＩＰＰ）フィルム、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ、メタロセン触媒仕様）の何れかの材質を用いることができる。特に、ポロプロピレン樹脂が好ましい。
外側樹脂層３３は、外装体３における外層として機能するものであって、例えば上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成される。

第１ラミネート部材３０は、有頂筒状の収容部３５及び第１囲繞筒部３８を備え、中心軸Ｏと同軸上に配設されている。収容部３５は、電極体２を径方向の外側から囲む筒状の周壁部３６、及び周壁部３６の上端開口部を塞ぐと共に電極体２を上方から覆う頂壁部３７を備えている。
第１囲繞筒部３８は、周壁部３６を径方向の外側から囲む筒状に形成されている。なお、第１囲繞筒部３８の下端部は、周壁部３６の下端部に一体に連なるように形成されている。つまり、第１囲繞筒部３８は、周壁部３６を上方に向けて折り返すことで形成されている。なお、第１囲繞筒部３８と周壁部３６との間には、上方に向けて開口した環状空間部が形成されている。

第２ラミネート部材４０は、電極体２を下方から覆う部材であって、金属層４１と、金属層４１の両面を被複する内側樹脂層（本発明に係る樹脂層）４２及び外側樹脂層（本発明に係る樹脂層）４３と、を有している。内側樹脂層４２及び外側樹脂層４３は、図示しない接合層を介して金属層４１の両面に対して、例えば熱融着或いは接着等によってそれぞれ密に接合されている。
なお、金属層４１、内側樹脂層４２及び外側樹脂層４３の材質等は、第１ラミネート部材３０における金属層３１、内側樹脂層３２及び外側樹脂層３３と同様である。また、図１、図２及び図４では、金属層４１、内側樹脂層４２及び外側樹脂層４３の図示を省略している。

第２ラミネート部材４０は、第１囲繞筒部３８を径方向の外側からさらに囲む筒状の第２囲繞筒部４５と、第２囲繞筒部４５の下端開口部を塞ぐと共に、電極体２を下方から覆う底壁部４６と、を備えた有底筒状に形成され、中心軸Ｏと同軸上に配設されている。

上述のように構成された第１ラミネート部材３０及び第２ラミネート部材４０は、第１囲繞筒部３８及び第２囲繞筒部４５同士が互いに熱溶着されることで、電極体２及び電解質溶液を内部に密封した状態で組み合わされている。具体的には、第１囲繞筒部３８における内側樹脂層３２及び第２囲繞筒部４５における内側樹脂層４２同士が互いに熱溶着されている。

さらに本実施形態の二次電池１は、図２、図４及ぶ図９に示すように、第１電極板（本発明に係る電極板）５０及び第２電極板（本発明に係る電極板）５１と、第１電極端子板（本発明に係る電極端子板）５２及び第２電極端子板（本発明に係る電極端子板）５３と、第１シーラントフィルム（本発明に係るシーラントフィルム）５４及び第２シーラントフィルム（本発明に係るシーラントフィルム）５５と、を備えている。
これら第１電極板５０、第２電極板５１、第１電極端子板５２、第２電極端子板５３、第１シーラントフィルム５４及び第２シーラントフィルム５５は、外装体３の内部に電極体２と共に収容されている。

第１電極板５０、第１電極端子板５２及び第１シーラントフィルム５４は、電極体２と第１ラミネート部材３０における頂壁部３７との間に配設されている。第２電極板５１、第２電極端子板５３及び第２シーラントフィルム５５は、電極体２と第２ラミネート部材４０における底壁部４６との間に配設されている。

第１電極板５０は、平面視円形状に形成され、電極体２における正極電極１０に一体に接続されている。第１電極板５０は、例えばアルミニウム或いはステンレス等の金属材料によって電極体２よりも小さい直径で形成され、中心軸Ｏと同軸上に配置されている。
第１電極板５０は、電極体２における正極電極１０の８段目の正極本体１２に重なって配置されていると共に、電極体２側を向いた下面に正極端子タブ１４が例えば超音波溶接等により溶着されている。これにより、第１電極板５０は正極電極１０に一体に接続されている。

第１電極端子板５２は、例えばニッケル等の金属材料によって第１電極板５０よりも小さい直径の平面視円形状に形成され、第１電極板５０のうち第１ラミネート部材３０側を向いた上面（本発明に係る主面）に重なって配置されている。そして第１電極端子板５２は、第１電極板５０の上面に例えば抵抗溶接等による溶着等によって一体に固着されている。第１電極端子板５２は、正極電極１０の外部接続端子として機能する。

第１ラミネート部材３０の頂壁部３７には、第１電極端子板５２の少なくとも一部を外部に露出させる第１貫通孔（本発明に係る貫通孔）３７ａが形成されている。第１貫通孔３７ａは、頂壁部３７における中央部を上下に貫通するように形成され、中心軸Ｏと同軸上に形成されている。第１貫通孔３７ａは、平面視円形状に形成され、例えばその内径は第１電極板５０の外径よりも小さい。

第１シーラントフィルム５４は、第１電極端子板５２を径方向外側から囲む環状に形成され、第１電極端子板５２を囲んだ状態で第１電極端子板５２と第１ラミネート部材３０の頂壁部３７との間に中心軸Ｏと同軸上に配置されている。
第１シーラントフィルム５４は、外形が平面視円形状に形成され、且つその中央部に平面視円形状の第１フィルム貫通孔５４ａが形成されたリング状に形成されている。ただし、第１シーラントフィルム５４の外形は、平面視円形状に形成されている必要はなく、例えば平面視で楕円状や多角形状に形成されていても構わない。

第１シーラントフィルム５４は、第１ラミネート部材３０における頂壁部３７の内側樹脂層３２及び第１電極板５０の上面に対してそれぞれ熱溶着されている。これにより、第１電極板５０は、第１シーラントフィルム５４を介して第１ラミネート部材３０の頂壁部３７に対して熱溶着されている。
なお、第１シーラントフィルム５４は、例えばポレオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、或いはポリプロピレン製の不織布等で形成されている。

第１シーラントフィルム５４は、第１フィルム貫通孔５４ａの内径が第１ラミネート部材３０の頂壁部３７に形成された第１貫通孔３７ａの内径よりも小さくなるように形成されている。これにより、第１シーラントフィルム５４の内周縁部５４ｂ側は、第１貫通孔３７ａの内側に飛び出るように配置されている。なお、第１電極端子板５２は、第１シーラントフィルム５４よりも薄く形成されている。

上述のように第１電極板５０、第１電極端子板５２及び第１シーラントフィルム５４が形成されているので、第１電極端子板５２は第１フィルム貫通孔５４ａ及び第１貫通孔３７ａを通じて上方に露出している。なお、図示の例では、第１電極端子板５２の外径は、第１フィルム貫通孔５４ａの内径と同径とされている。これにより、第１電極端子板５２は、全面が上方に露出している。

ところで、第１電極端子板５２及び第１シーラントフィルム５４のうちのいずれか一方の部材には、他方の部材に対して突出するように形成されると共に、他方の部材に対して積層方向Ｚに重なり合い、第１貫通孔３７ａ側に向けた第１電極端子板５２の変位を規制する第１規制片（本発明に係る規制片）６０が設けられている。

具体的には、図２、図４、図９及び図１０に示すように、第１規制片６０は、第１電極端子板５２の外周縁部から径方向の外側に向けて（第１シーラントフィルム５４に向けて）突出するように第１電極端子板５２と一体に形成されていると共に、第１電極端子板５２の全周に亘って環状に形成されている。そして、第１規制片６０は、第１シーラントフィルム５４と第１電極板５０との間に入り込んで積層方向Ｚに挟まれている。
なお、第１電極端子板５２及び第１規制片６０の全体の外径は、第１貫通孔３７ａの内径と同等とされている。これにより、第１規制片６０は、第１シーラントフィルム５４のうち第１貫通孔３７ａの内側に飛び出るように配置された内周縁部５４ｂと、第１電極板５０との間に挟まれている。

図２及び図４に示すように、第２電極板５１、第２電極端子板５３及び第２シーラントフィルム５５は、上述した第１電極板５０、第１電極端子板５２及び第１シーラントフィルム５４と同様に形成、及び同様に配置されている。

第２電極板５１は、平面視円形状に形成され、電極体２における負極電極２０に一体に接続されている。第２電極板５１は、例えば銅等の金属材料によって電極体２よりも小さい直径で形成され、中心軸Ｏと同軸上に配置されている。第２電極板５１は、電極体２における負極電極２０の８段目の負極本体２２に重なって配置されていると共に、電極体２側を向いた上面に負極端子タブ２４が例えば超音波溶接等により溶着されている。これにより、第２電極板５１は負極電極２０に一体に接続されている。

第２電極端子板５３は、例えばニッケル等の金属材料によって第２電極板５１よりも小さい直径の平面視円形状に形成され、第２電極板５１のうち第２ラミネート部材４０側を向いた下面（本発明に係る主面）上に配置されている。そして第２電極端子板５３は、第２電極板５１の下面に例えば抵抗溶接等による溶着等によって一体に固着されている。第２電極端子板５３は、負極の外部接続端子として機能する。

第２ラミネート部材４０の底壁部４６には、第２電極端子板５３の少なくとも一部を外部に露出させる第２貫通孔（本発明に係る貫通孔）４６ａが形成されている。第２貫通孔４６ａは、底壁部４６における中央部を上下に貫通するように形成され、中心軸Ｏと同軸上に形成されている。第２貫通孔４６ａは、平面視円形状に形成され、例えばその内径は第２電極板５１の外径よりも小さい。

第２シーラントフィルム５５は、第２電極端子板５３を径方向外側から囲む環状に形成され、第２電極端子板５３を囲んだ状態で第２電極端子板５３と第２ラミネート部材４０の底壁部４６との間に中心軸Ｏと同軸上に配置されている。
第２シーラントフィルム５５は、外形が平面視円形状に形成され、且つその中央部に平面視円形状の第２フィルム貫通孔５５ａが形成されたリング状に形成されている。ただし、第２シーラントフィルム５５の外形は、平面視円形状に形成されている必要はなく、例えば平面視で楕円状や多角形状に形成されていても構わない。

第２シーラントフィルム５５は、第２ラミネート部材４０における底壁部４６の内側樹脂層４２及び第２電極板５１の下面に対してそれぞれ熱溶着されている。これにより、第２電極板５１は、第２シーラントフィルム５５を介して第２ラミネート部材４０の底壁部４６に対して熱溶着されている。
なお、第２シーラントフィルム５５は、第１シーラントフィルム５４と同様に、例えばポレオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、或いはポリプロピレン製の不織布等で形成されている。

第２シーラントフィルム５５は、第２フィルム貫通孔５５ａの内径が第２ラミネート部材４０の底壁部４６に形成された第２貫通孔４６ａの内径よりも小さくなるように形成されている。これにより、第２シーラントフィルム５５の内周縁部５５ｂ側は、第２貫通孔４６ａの内側に飛び出るように配置されている。なお、第２電極端子板５３は、第２シーラントフィルム５５よりも薄く形成されている。

上述のように第２電極板５１、第２電極端子板５３及び第２シーラントフィルム５５が形成されているので、第２電極端子板５３は第２フィルム貫通孔５５ａ及び第２貫通孔４６ａを通じて下方に露出している。なお、図示の例では、第２電極端子板５３の外径は、第２フィルム貫通孔５５ａの内径と同径とされている。これにより、第２電極端子板５３は、全面が下方に露出している。

ところで、第２電極端子板５３及び第２シーラントフィルム５５のうちのいずれか一方の部材には、他方の部材に対して突出するように形成されると共に、他方の部材に対して積層方向Ｚに重なり合い、第２貫通孔４６ａ側に向けた第２電極端子板５３の変位を規制する第２規制片（本発明に係る規制片）６１が設けられている。

具体的には、第２規制片６１は、第２電極端子板５３の外周縁部から径方向の外側に向けて（第２シーラントフィルム５５に向けて）突出するように第２電極端子板５３と一体に形成されていると共に、第２電極端子板５３の全周に亘って環状に形成されている。そして、第２規制片６１は、第２シーラントフィルム５５と第２電極板５１との間に入り込んで積層方向Ｚに挟まれている。
なお、第２電極端子板５３及び第２規制片６１の全体の外径は、第２貫通孔４６ａの内径と同等とされている。これにより、第２規制片６１は、第２シーラントフィルム５５のうち第２貫通孔４６ａの内側に飛び出るように配置された内周縁部５５ｂと、第２電極板５１との間に挟まれている。

（二次電池の作用）
上述のように構成された二次電池１によれば、図２及び図４に示すように、第１電極板５０に固着されている第１電極端子板５２が上方に向けて露出し、第２電極板５１に固着されている第２電極端子板５３が下方に向けて露出しているので、これら第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３をそれぞれ外部接続端子として機能させることができる。これにより、第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３を利用して、二次電池１を使用することが可能となる。

特に、第１電極端子板５２は第１電極板５０に固着されているだけではなく、第１規制片６０によって第１貫通孔３７ａ側に向けた変位が規制されている。これにより、例えば外部からの衝撃等、何等かの理由によって第１電極板５０と第１電極端子板５２との間の固着強度が低下したとしも、第１電極端子板５２が第１電極板５０から剥れてしまうことを防止することができる。従って、第１電極端子板５２が第１貫通孔３７ａを通じて外部に脱落することを防止することができる。
この点は、第２電極端子板５３についても同様であり、第２規制片６１を利用して、第２電極端子板５３が第２貫通孔４６ａを通じて外部に脱落することを防止することができる。

以上のことから、第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３のいずれもが脱落し難く、安全性が向上したラミネートタイプの二次電池１とすることができる。
なお、第１規制片６０及び第２規制片６１を利用して、第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３が脱落することを防止できるので、例えば第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３を溶着ではなく、導電性接着剤等を利用して接着によって固着しても構わない。いずれにしても、第１電極端子板５２及び第２電極端子板５３は、溶着、接着或いはその他の方法で、第１電極板５０及び第２電極板５１に固着されていれば良い。

しかも、第１規制片６０は、第１シーラントフィルム５４と第１電極板５０との間に入り込んで両者の間に挟み込まれているので、第１電極板５０及び第１ラミネート部材３０同士を溶着している第１シーラントフィルム５４を利用して、第１規制片６０を介して第１電極端子板５２を第１貫通孔３７ａ側から押さえ込むことができる。従って、第１電極端子板５２が第１電極板５０からさらに剥れ難くなり、第１電極端子板５２の脱落をさらに効果的に防止することができる。
それに加え、第１規制片６０が第１電極端子板５２の全周に亘って環状に形成されているので、第１電極端子板５２が第１貫通孔３７ａ側に向けて変位しようとしても、該変位を第１電極端子板５２の全周に亘って偏りなく均等に規制することができる。従って、第１電極端子板５２の脱落をより一層効果的に防止することができる。

なお、第２規制片６１についても、上述の作用効果を同様に奏功することができるので、第２電極端子板５３の脱落をより一層効果的に規制することができる。

さらに、第１電極端子板５２が第１シーラントフィルム５４よりも薄く形成されているうえ、第１シーラントフィルム５４の内周縁部５４ｂ側を第１貫通孔３７ａの内側に飛び出させているので、第１貫通孔３７ａの内面において露出する第１ラミネート部材３０の金属層３１と第１電極端子板５２とが何等かの理由で接触してしまうことを防止することができる。この点は、第２シーラントフィルム５５についても同様であり、第２ラミネート部材４０の金属層４１と第２電極端子板５３とが何等かの理由で接触してしまうことを防止することができる。
従って、第１ラミネート部材３０の金属層３１、及び第２ラミネート部材４０の金属層４１をいずれも保護することができ、例えばこれら金属層３１、４１が電位を帯びることに起因する不都合が外装体３に生じてしまうことを防止できる。従って、長期に亘って外装体３の品質を維持することができる。

さらに上記実施形態では、第１シーラントフィルム５４が第１電極板５０よりも大きく形成され、且つ第２シーラントフィルム５５が第２電極板５１よりも大きく形成されているので、第１電極板５０及び第２電極板５１が外装体３に対して直接的に接触してしまうことを抑制することができる。従って、この点においても外装体３の品質を維持することができる。

以上、本発明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。実施形態は、その他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。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば、上記実施形態において、第２電極板５１を銅製としたが、例えばニッケル製としても構わない。この場合には、第２電極端子板５３を省略することも可能である。
つまり、負極側については、必ずしも電極端子板が必須なものではなく、具備しなくても構わない。この場合には、第２電極板５１自体を負極側の外部接続端子として機能させることができる。

さらに、上記実施形態では、第１規制片６０を第１電極端子板５２の全周に亘って環状に形成したが、この場合に限定されるものではない。例えば図１１及び図１２に示すように、第１規制片６０を第１電極端子板５２の外周縁部から径方向の外側に向かって突出すると共に、周方向に間隔をあけて複数（例えば４つ）形成しても構わない。
なお、この場合において、第１規制片６０の数は、４つに限定されるものではなく、例えば２〜３つ、或いは５以上であっても構わないし、さらには１つでも構わない。
図１１及び図１２に示すように構成した場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。なお、この点は第２規制片６１についても同様である。

さらに、上記実施形態では、第１規制片６０を第１電極端子板５２に形成したが、この場合に限定されるものではなく、第１シーラントフィルム５４側に形成しても構わない。
例えば、図１３及び図１４に示すように、第１規制片６０を、第１シーラントフィルム５４の内周縁部５４ｂから径方向の内側に向けて突出するように形成すると共に、周方向に間隔をあけて複数形成しても構わない。なお、第１規制片６０は、第１電極端子板５２の上面に重なり合うように形成されている。
このように構成した場合であっても、第１規制片６０を利用して、第１電極端子板５２を上方から押さえ込むことができるので、第１電極端子板５２の第１貫通孔３７ａ側に向けた変位を規制することができる。従って、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。なお、この点は、第２規制片６１についても同様である。

さらに、上記実施形態では、電気化学セルの一例として二次電池１を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えばキャパシタ（例えばリチウムイオンキャパシタ等）或いは一次電池であっても構わない。
さらに、第１ラミネート部材３０及び第２ラミネート部材４０が分離している場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えな１枚のラミネートフィルムを折り曲げて、第１ラミネート部材３０及び第２ラミネート部材４０としても良い。さらには、外装体３の全体がラミネートフィルムで形成されている必要はなく、少なくとも一部がラミネートフィルムで形成されていれば良い。

さらに、上記実施形態では、平面視円形状の二次電池１を例に挙げて説明したが、二次電池１の形状は適宜変更して構わない。例えば、図１５に示すように、平面視で直線部と半円部とが組み合わさった長円形状の二次電池１としても構わない。なお、この場合には、図１６に示すように電極体２の形状を、二次電池１の外形に対応して平面視で長円形状に構成すれば良い。

Ｚ…積層方向
１…二次電池（電気化学セル）
２…電極体
３…外装体
１０…正極電極（電極）
２０…負極電極（電極）
３１、４１…金属層
３２、４２…内側樹脂層（樹脂層）
３３、４３…外側樹脂層（樹脂層）
３７ａ…第１貫通孔（貫通孔）
３７ｂ…第２貫通孔（貫通孔）
５０…第１電極板（電極板）
５１…第２電極板（電極板）
５２…第１電極端子板（電極端子板）
５３…第２電極端子板（電極端子板）
５４…第１シーラントフィルム（シーラントフィルム）
５５…第２シーラントフィルム（シーラントフィルム）
６０…第１規制片（規制片）
６１…第２規制片（規制片）

Claims (3)

1. 積層方向に互いに積層された複数の電極を有する電極体と、
   金属層及び該金属層の両面を被覆する樹脂層を有するラミネートフィルムで形成され、前記電極体を内部に収容する外装体と、
   前記電極体に一体に接続され、前記積層方向における前記電極体と前記外装体との間に配設された電極板と、
   前記電極板のうち前記外装体側を向いた主面に固着された電極端子板と、
   前記電極端子板を囲んだ状態で前記電極板と前記外装体との間に配置され、前記外装体と前記電極板とを互いに溶着させる環状のシーラントフィルムと、を備え、
   前記外装体には、前記電極端子板を外部に露出させる貫通孔が形成され、
   前記シーラントフィルムは、その内径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成されていることで、前記貫通孔の内側に飛び出るように配置された内周縁部を有し、
   前記電極端子板は、その外径が前記シーラントフィルムの内径と同径とされ、全面が前記シーラントフィルムの内側及び前記貫通孔を通じて外部に露出し、
   前記電極端子板及び前記シーラントフィルムにおける前記内周縁部のうちのいずれか一方の部材には、他方の部材に対して突出するように形成されると共に前記他方の部材に対して前記積層方向に重なり合う規制片が設けられ、
   前記規制片は、前記シーラントフィルムの周方向に間隔をあけて複数形成されていると共に、前記貫通孔側に向けた前記電極端子板の変位を規制することを特徴とする電気化学セル。
2. 請求項１に記載の電気化学セルにおいて、
   前記規制片は、前記電極端子板の外周縁部から前記シーラントフィルムの前記内周縁部に向けて突出するように前記電極端子板と一体に形成されていると共に、前記シーラントフィルムの前記内周縁部と前記電極板との間に前記積層方向に挟まれている、電気化学セル。
3. 請求項１又は２に記載の電気化学セルにおいて、
   前記電極端子板は、前記シーラントフィルムよりも薄く形成されている、電気化学セル。

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