JP6876425B2 - ラミネート型蓄電素子 - Google Patents

Description

本発明はラミネート型蓄電素子に関する。

ラミネート型蓄電素子は、ラミネートフィルムからなる扁平袋状の外装体内にシート状の正極と負極を備えた平板状の電極体が収納されてなる。ラミネート型蓄電素子は、小型薄型化に適し、例えば、ワンタイムパスワード機能やディスプレイを搭載したＩＣカード、ディスプレイ付きのＩＣカード、あるいはタグやトークン（ワンタイムパスワード生成機）など、電源を内蔵しながら極めて薄型の電子機器（以下、薄型電子機器）などの電源として使用されている。

図１に従来のラミネート型蓄電素子の一例を示した。図１に例示したラミネート型蓄電素子は、非水電解液を用いたリチウム一次電池であり、図１（Ａ）はラミネート型蓄電素子１０１の外観図であり、図１（Ｂ）はラミネート型蓄電素子１０１の内部構造の一例を示す分解斜視図である。ラミネート型蓄電素子１０１は、図１（Ａ）に示したように平板状の外観形状を有し、ラミネートフィルムが扁平な矩形袋状に成形されてなる外装体１１内に発電要素が密封されている。また、ここに示したラミネート型蓄電素子１０１では、矩形の外装体１１の所定の縁辺１３から正極端子板２３および負極端子板３３が外方に導出されている。

次に図１（Ｂ）を参照しつつラミネート型蓄電素子１０１の構造について説明する。なお図１（Ｂ）では一部の部材や部位にハッチングを施し、他の部材や部位と区別しやすいようにしている。この図１（Ｂ）に示したように、外装体１１内には、シート状の正極２０とシート状の負極３０がセパレーター４０を介して積層されてなる電極体１０が電解液とともに封入されている。正極２０は金属板や金属箔からなる正極集電体２１の一主面に正極活物質を含んだ正極材料２２を配置したものであり、負極３０は金属板や金属箔などからなる負極集電体３１の一主面に負極活物質を含んだ負極材料３２を配置したものである。そして電極体１０は、正極２０と負極３０をそれぞれの電極材料（２２、３２）がセパレーター４０を介して対面するように、積層、圧着したものである。

外装体１１は、互いに重ね合わせた矩形状の２枚のアルミラミネートフィルム（１１ａ−１１ｂ）において図中網掛けのハッチングまたは点線の枠で示した周縁領域１２が熱圧着法により溶着されて内部が密閉されたものである。ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）は、周知のごとく、基材となる金属箔（アルミ箔、ステンレス箔など）の表裏に１層以上の樹脂層が積層された構造となっており、一般的には、外装体１１の外面となるおもて面に例えばポリアミド樹脂などからなる保護層が積層され、外装体１１の内面となる裏面には例えばポリプロピレンなどの熱溶着性を有する接着層が積層された構造を有している。

ところで正極材料２２および負極材料３２が積層されている正極集電体２１および負極集電体３１は、当然のことながら正極端子板２３および負極端子板３３に電気的に接続されており、その正極２０および負極３０の端子板（以下、電極端子板（２３、３３）とも言う）は密封状態にある外装体１１外に導出されている。そのため外装体１１において電極端子板（２３、３３）が導出されている縁辺（以下、端子導出縁辺１３とも言う）ではラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の接着層同士を溶着させただけでは電極端子板（２３、３３）とラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）との密着強度を十分に確保できない場合がある。

また端子導出縁辺１３では、電極端子板（２３、３３）の厚さ方向に渡って接着層を溶融させた状態で介在させることが難しく、当該縁辺１３が十分に封止されず防水性が低下する可能性がある。そのためラミネート型蓄電素子１０１では、外装体１１において端子導出縁辺１３を確実に封止するための構造を備えている。そして端子導出縁辺１３の封止方式としては、タブリード５０を電極端子板（２３、３３）として用いる方式や、正極２０および負極３０の集電体（２１、３１）に帯状の金属箔や金属板（以下、端子リード）を取り付け、その端子リードをそのまま電極端子板（２３、３３）として用いる方式などがある。

図１（Ｂ）にはタブリード５０を用いた方式が示されており、正極集電体２１と負極集電体３１のそれぞれにタブリード５０からなる電極端子板（２３、３３）が接続されている。タブリード５０は、例えば以下の特許文献１に記載されているように、実質的な電極端子板（２３、３３）である金属板や金属箔などからなる帯状の端子リード５１の延長途上に、絶縁樹脂製のシール材（以下、タブフィルム５２）が当該端子リード５１を狭持するように接着された構造を有している。端子リード５１の一方の端部５３は外装体１１の外側に露出し、他方の端部は正極集電体２１および負極集電体３１の一部に超音波溶着などの方法によって接続されている。もちろん正極集電体２１および負極集電体３１に別体の帯状の金属板や金属箔を取り付け、その金属板や金属箔にさらにタブリード５０を接続することもできる。そして互いに対面し合うラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の周縁領域１２を熱圧着して扁平袋状の外装体１１に成形する際、外装体１１の周縁領域１２において、端子導出縁辺１３ではタブリード５０のタブフィルム５２をラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）とともに熱溶着する。それによって当該縁辺１３では端子リード５１に溶着されているタブフィルム５２がラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の接着層に溶着されている。

一方、タブリードを用いず、端子リードをそのまま電極端子板として用いる方式には、さらに、別体の端子リードを正極集電体や負極集電体に取り付ける方式や、正極集電体および負極集電体のそれぞれに端子リードに相当する帯状の凸部を一体的に形成し、その凸部を電極端子板とした方式などがある。図２にタブリードを用いない方式を採用したラミネート型蓄電素子（１０２、１０３）の分解斜視図を示した。図２（Ａ）は別体の端子リードからなる電極端子板（２３、３３）を正極集電体２１や負極集電体３１に取り付けた方式に対応するラミネート型蓄電素子１０２を示しており、図２（Ｂ）は正極集電体２１と負極集電体３１に電極端子板（２３、３３）を兼ねる凸部（２４、３４）を設けたラミネート型蓄電素子１０３を示している。そして図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示したように、リードタブを用いない方式を採用した蓄電素子（１０２、１０３）では、タブリードに代えて、帯状のタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）を用いて端子導出縁辺１３を封止する方式を採用している。そして当該方式では、外装体１１の周縁領域１２において、端子導出縁辺１３に帯状のタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）をラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の裏面にあらかじめ溶着した状態で熱圧着しておき、その上でラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の周縁領域１２を熱圧着して外装体１１を成形している。すなわち互いに対面するラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）において、端子導出縁辺１３ではこの帯状のタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）を介してラミネートフィルム同士（１１ａ−１１ｂ）が接着されている。なお以下の非特許文献１には、ラミネート型蓄電素子である薄型リチウム電池について記載されている。

特開２００８−１９２４５１号公報

ＦＤＫ株式会社、"薄型リチウム一次電池"、[online]、[平成２８年１２月１日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fdk.co.jp/battery/lithium/lithium_thin.html＞

上述したように、ラミネート型蓄電素子は、対面するラミネートフィルム同士を熱圧着することで扁平袋状に成形された外装体から電極端子板を導出させた構造を有している。そして外装体の端子導出縁辺を封止する方式としては、概ね、タブリードを用いる方式（以下、タブリード方式とも言う）と帯状のタブフィルムを用いる方式（以下、タブフィルム方式とも言う）がある。現状ではタブリード方式が主流であるが、この方式では電極集電体にタブリードの端子リードを超音波溶着するため、ラミネート型蓄電素子を組み立てる際の工数が増加し、また、高価な超音波溶着機も必要なことからラミネート型蓄電素子の製造コストを増大させるという問題がある。さらに、必須の部材であるタブリードは、蓄電素子とは個別に製造される工業製品として販売されている部材であり、タブリード方式では、タブフィルム方式よりも部材コストも高くなる。

一方、タブフィルム方式では、高価な部材であるタブリードが不要であり、電極端子板と電極体とがあらかじめ一体化されている構造の電極体にも適用できる。したがって低価格化、汎用性という点ではタブフィルム方式の方がタブリード方式よりも圧倒的に有利である。そして、小型薄型化に適したラミネート型蓄電素子が、大量に、かつ極めて安価、場合によっては無償で提供されるＩＣカードなどの用途に供される場合、ラミネート型蓄電素子に対しては低価格化が極めて重要な事項として要求される。したがって、今後はタブフィルム方式のラミネート型蓄電素子が主流となることが予想される。

そこで本発明者がタブフィルム方式のラミネート型蓄電素子の信頼性について検討してみたところ、ラミネートフィルムの構造に起因して信頼性が低下するという問題があることが判明した。図３に当該問題点を説明するための図を示した。図３は図２（Ａ）に示した従来のラミネート型蓄電素子１０２を薄型電子機器に組み込んだ状態を、ラミネート型蓄電素子１０２の厚さ方向から見たときの側面図である。

図３に示したように、ラミネート型蓄電素子１０２は薄型電子機器に組み込まれると、電極端子板（２３、３３）において外装体１１の外方に突出する領域（以下、電極端子部（２５、３５）とも言う）が回路基板１００に接続される。このとき、例えば、電極端子部（２５、３５）がクランク状に屈曲する場合がある。そして正極および負極のそれぞれの電極端子部（２５、３５）の基端（２６、３６）側が、端子導出縁辺１３を支点にして屈曲すると、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の切断面１１ｃに露出した金属箔に電極端子板（２３、３３）が接触し、正極と負極とが短絡する可能性がある。ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の切断面１１ｃを保護する絶縁性のテープ（以下、保護テープとも言う）を貼着して短絡を防止することも考えられるが、この保護テープは、ラミネート型蓄電素子の薄型化を阻害するとともに、保護テープに掛かる部材コストや保護テープを貼着するための工程追加により低価格化も阻害する。

そこで本発明は、低価格化と薄型化に適し、かつ電極端子板同士の短絡を確実に防止できる構造を備えたラミネート型蓄電素子を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、上下方向に扁平な袋状の外装体内にシート状の正極と負極を備えた電極体が密封されてなるラミネート型蓄電素子であって、
前記正極および前記負極のそれぞれに接続された帯状の正極および負極の電極端子板が前記外装体の周縁における所定の領域から導出され、
前記外装体は、金属箔の基材の表裏両面に絶縁性樹脂層が形成されてなる２枚のラミネートフィルムからなるとともに、前記所定の領域で前記金属箔の端面が露出し、
前記２枚のラミネートフィルムは、上下方向で互いに対面しつつ、互いに対面した領域の平面形状を周回する領域で互いに溶着されているとともに、前記所定の領域では前記電極端子板を上下方向で挟持するタブフィルムを介して溶着され、
前記所定の領域では、前記２枚のラミネートフィルムの一方が、前記外装体の前記周縁に沿いつつ、他方のラミネートフィルムに対して突出し、
前記タブフィルムは、前記外装体の周縁から突出せず、前記所定の領域では、前記２枚のラミネートフィルムの一方の外形に揃えて配置されているとともに、前記他方のラミネートフィルム側の面が外方に露出している、
ことを特徴とするラミネート型蓄電素子としている。そして、前記ラミネート型蓄電素子が、前記シート状の正極と負極とをそれぞれ一つだけ備えたものとすれば好適である。

本発明に係るラミネート型蓄電素子によれば、低価格化と薄型化を達成し、かつ電極端子板同士の短絡を確実に防止できる構造を備えて高い信頼性を実現することができる。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。

タブリード方式を採用した従来のラミネート型蓄電素子の例を示す図である。 タブフィルム方式を採用した従来のラミネート型蓄電素子の例を示す図である。 タブフィルム方式を採用した従来のラミネートフィルムの問題点を説明するための図である。 上記問題点を解決するために試作したラミネート型蓄電素子を示す図である。 従来のラミネート型蓄電素子を製造する際に用いる位置合わせ治具を示す図である。 上記試作したラミネート型蓄電素子を、上記位置合わせ治具を用いて製造する際の問題点を説明するための図である。 本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子を示す図である。 上記実施例に係るラミネート型蓄電素子の変形例を示す図である。 本発明のその他の実施例に係るラミネート型蓄電素子を示す図である。

本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。ある図面において符号を付した部分について、不要であれば他の図面ではその部分に符号を付さない場合もある。

＝＝＝本願発明に想到する過程＝＝＝
上述したように、従来のラミネート型蓄電素子では、外装体の端子導出縁辺にラミネートフィルムの金属箔の断面が露出し、その断面に電極端子板が接触して短絡が発生する可能性があった。そして、従来のラミネート型蓄電素子では、薄型化と低価格化を両立させつつ、この短絡に関する問題を解決することが難しい。そこで本発明者は、端子導出縁辺の封止に用いる帯状のタブフィルムに保護テープと同様の機能を担わせれば、ラミネートフィルムの切断面に電極端子部が直接接触しないため短絡が発生せず、保護テープなどの追加部材も不要となり、厚さも従来のラミネート型蓄電素子と同等にできると考えた。

図４に、帯状のタブフィルム（１４、１１４）に保護テープの機能を担わせたラミネート型蓄電素子（１０４、１０５）を示した。図４（Ａ）に示したラミネート型蓄電素子１０４では、タブフィルム１４を端子導出縁辺１３から所定の幅ｗだけ突出させている。それによって電極端子板（２３、３３）が屈曲してもタブフィルム１４がラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の切断面１１ｃを覆い、短絡を防止することができる。図４（Ｂ）に示したラミネート型蓄電素子１０５では、図４（Ｃ）に示したように、電極端子板（２３、３３）の導出形状に沿う凸部１１５が設けられたタブフィルム１１４を用い、この凸部１１５のみが端子導出縁辺１３から突出して、電極端子部（２５、３５）の基端（２６，３６）を覆っている。

しかし図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示した２種類のラミネート型蓄電素子（１０４、１０５）を実際に試作してみたところ、そのいずれにも問題があった。まず図４（Ａ）に示したラミネート型蓄電素子１０４では、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の周縁領域１２を熱圧着して外装体１１内を密閉する封止工程において、周縁領域１２を精度良く形成することが難しいという問題が発生した。具体的には、封止工程では、２枚のラミネートフィルム同士（１１ａ−１１ｂ）を正確に位置合わせした状態で積層する必要がある。そして熱圧着によって周縁領域１２を形成する際には、熱圧着治具が電極体の収納領域に接触して電極体を破損させないようにする必要がある。そこで封止工程では、図５に示したように、矩形のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の外形を囲繞する治具（以下、位置合わせ治具２００とも言う）を用い、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の外形を基準にして位置合わせを行っている。この位置合わせ治具２００は、単純な構造であるものの、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の寸法精度さえ確保できれば、位置合わせを極めて正確かつ容易に行える。そのためラミネート型蓄電素子（１０４、１０５）をより低コストで製造するためには、位置合わせ治具２００を用いることが望ましい。

しかし図４（Ａ）に示したラミネート型蓄電素子１０４のようにタブフィルム１４を端子導出縁辺１３から一様の幅ｗで突出させると、その突出したタブフィルム１４があるために、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の外形を利用した位置合わせができない。タブフィルム１４の突出幅ｗを考慮した囲繞形状やサイズを有する位置合わせ治具を用いることも考えられるが、タブフィルム１４は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの樹脂からなるフィルムを基体として、その基体の表裏両面に熱可塑性樹脂（例えば、ＰＰａなどの変性ポリプロピレン）からなる接着層が形成された３層構造、あるいは基体がない１層の接着層からなる帯状のフィルムである。そのため、端子導出縁辺１３を封止する際に外装体１１から突出したタブフィルム１４の領域が溶解して変形し、封止工程の最中に位置がずれてしまう可能性がある。端子導出縁辺１３以外の３辺を封止して、最後に端子導出縁辺１３を封止することも考えられるが、図６に示したように、位置合わせを行うためにタブフィルム１４の縁辺１１３を位置合わせ治具２００に当接させると、図中円形の枠２０１内に示したように、タブフィルム１４自体が容易に変形してしまい、やはり、位置合わせ精度を確保することができない。すなわちタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）の外形を位置合わせの際の基準にすることができない。

一方、図４（Ｂ）に示した方式ではタブフィルム１１４の凸部１１５のみが端子導出縁辺１３から突出している。そのため図５に示した位置合わせ治具２００を用いてもラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の外形で位置合わせを行うことができる。しかし２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）を重ね合わせる前工程として、凸部１１５を電極端子板（２３、３３）の導出位置に正確に合わせる工程が必要となり、製造コストが増大する。また従来の単純な帯状のタブフィルム１４に対して凸部１１５を設けたタブフィルム１１４を特別に用意することになり、この凸部１１５を備えたタブフィルム１１４によって部材コストを増大させる要因となる。

したがって、複雑な形状のタブフィルムを用いず、かつ封止工程に際してはラミネートフィルムの外形を基準にして位置合わせが行えるような構造を備えたラミネート型蓄電素子であることが望ましい。もちろん、その構造を採用しても、コストアップを伴わずに従来と同等以上の薄さを維持できる構造であることが必要である。そして本発明者は、これらの要求に対応できるラミネート型蓄電素子の構造について鋭意研究を重ね、本発明に想到した。

＝＝＝実施例＝＝＝
図７に本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子１ａを示した。図７（Ａ）はラミネート型蓄電素子１ａの分解斜視図であり、図７（Ｂ）はラミネート型蓄電素子１ａの外観を示す斜視図である。また図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）におけるａ−ａ矢視断面の一部を拡大した図である。なお以下では、図中に示したように、ラミネート型蓄電素子１ａにおいて、扁平袋状の外装体１１の厚さ方向、すなわち２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）や電極体１０における発電要素（２０、３０、４０）の積層方向を上下方向とし、電極端子板（２３、３３）の突出方向を前後方向としている。また上下前後の各方向に直交する方向を左右方向としている。そして、以下では、図７（Ａ）、（Ｂ）を右上前方から見た斜視図として上下左右前後の各方向を規定することとする。

本実施例のラミネート型蓄電素子１ａは、図７（Ａ）に示したように、上方のラミネートフィルム１１ｂの左右の縁辺１５ｂと下方のラミネートフィルム１１ａの左右の縁辺１５ａの長さが異なっている。図示した例では、下方のラミネートフィルム１１ａの左右の縁辺１５ａが、下方のラミネートフィルム１１ｂの左右の縁辺１５ｂに対して長さＤだけ長い。そして上下のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）は、互いの左右の縁辺（１５ａ、１５ｂ）と後方の縁辺（１６ａ、１６ｂ）を揃えて積層されている。それによって、下方のラミネートフィルム１１ａの端子導出縁辺１３ａは、上方のラミネートフィルム１１ｂの端子導出縁辺１３ｂに対して前方に突出している。

２枚の帯状のタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）は、同じ形状で、互いに外形を揃えた状態で正極２０と負極３０のそれぞれの電極端子板（２３、３３）を一括して挟持している。また、２枚のタブフィルム（１４ａ、１４ｂ）は、前方の縁辺１１３が下方のラミネートフィルム１１ａの端子導出縁辺１３ａに揃い、後端側が２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の間に介在している。それによって、２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の周縁領域１２を溶着すると、図７（Ｂ）に示したように、タブフィルム１４の上面１４ｕは、上方のラミネートフィルム１１ｂの端子導出縁辺１３ｂよりも前方に突出する前後幅Ｄの帯状の領域で露出する。そして、実施例に係るラミネート型蓄電素子１ａでは、図７（Ｃ）に示したように、２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の端子導出縁辺間（１３ａ―１３ｂ）の領域では、電極端子板（２３、３３）の上面がタブフィルム１４に覆われることになる。そのため、電極端子部（２５、３５）は、上方に折り曲げられる限りラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の切断面１１ｃに接触することがない。

なお、本実施例のラミネート型蓄電素子１ａでは、電極端子部（２５、３５）を電極端下方に屈曲すると、電極端子板（２３、３３）が下方のラミネートフィルム１１ａの切断面１１ｃに露出した金属箔に接触して短絡が発生する可能性がある。しかし、このような短絡は、図３にも示したように、ラミネート型蓄電素子１ａを薄型の電子機器に組み込む際に発生する可能性が高い。すなわち、電子機器に組み込む際に、ラミネート型蓄電素子１ａの上面と下面の向きさえ間違わなければ、短絡は発生し難い。そして本実施例のラミネート型蓄電素子１ａでは、電極端子板（２３、３３）を屈曲させてもよい方向にタブフィルム１４が露出しており、電子機器に組み込む際の上面と下面の正しい向きを容易に確認することができる。また、本実施例のラミネート型蓄電素子１ａでは、外装体１１を構成する２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）のサイズを変えるだけでよく、２枚のうちの一方のラミネートフィルム１１ａ（または１１ｂ）は、従来のラミネート型蓄電素子１ａに用いられるものと同じでよい。すなわち、コストアップをほとんど伴わずに短絡を防止できる効果が十分に得られる。

本実施例のラミネート型蓄電素子１ａは、タブフィルム１４の前縁辺１１３が下方のラミネートフィルム１１ａの端子導出縁辺１３ａに揃っており、タブフィルム１４が外装体１１の平面領域より外方に突出していない。そのため、封止工程において２枚のラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）を積層する際、図６に示したような位置合わせに関する問題が発生せず、図５に示したように、下方のラミネートフィルム１１ａの外形を基準にして位置合わせをすることができる。もちろん、電極端子部（２５、３５）の上面側の基端（２６、３６）が樹脂からなるタブフィルム１４によって覆われているため、電極端子板（２３、３３）を上方に屈曲させる限り、電極端子板（２３、３３）が、上方のラミネートフィルム１１ｂの端子導出縁辺１３ｂを支点として鋭角的に屈曲することがない。すなわち、本実施例のラミネート型蓄電素子１ａでは、端子導出縁辺１３ｂをエッジとして電極端子板（２３、３３）が破断することを防止できる。

なお、図７に示したラミネート型蓄電素子１では、端子導出縁辺１３の全長にわたって上方のラミネートフィルム１１ｂが下方のラミネートフィルム１１ａに対して突出していたが、外装体１１における電極端子板（２３、３３）が導出されている領域で、上下一方のラミネートフィルム（１１ａまたは１１ｂ）が他方のラミネートフィルム（１１ｂまたは１１ａ）に対して突出していればよい。例えば図８に示したラミネート型蓄電素子１ｂのように、上方のラミネートフィルム１１ｂの端子導出縁辺１３ｂが凹状に形成されていてもよい。このラミネート型蓄電素子１ｂでは、上方のラミネートフィルム１１ｂにおける端子導出縁辺１３ｂの左端と右端が、下方のラミネートフィルムにおける直線状の端子導出縁辺１３ａに揃っている。

＝＝＝信頼性試験＝＝＝
次に図７に示した実施例に係るラミネート型蓄電素子１ａと、図２に示した従来のラミネート型蓄電素子１０２とをサンプルとして作製した。そして、各サンプルに対し、正極および負極の電極端子板（２３、３３）を電極端子部（２５、３５）の基端（２６，３６）の部分で上方に９０゜の角度で屈曲させる曲げ試験を行い、正極と負極の電極端子板間（２３−３３）での短絡の有無を調べた。なお、ここでは各サンプルについて３０個の個体を作製し、合計６０個の個体に対して曲げ試験を行った。その結果、実施例に係るラミネート型蓄電素子１ａのサンプルでは、３０個の個体の全てで短絡が発生しなかった。一方、従来のラミネート型蓄電素子１０２のサンプルでは２８個の個体に短絡が発生した。以上より、実施例に係るラミネート型蓄電素子１ａは、保護テープを用いずに、ラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の切断面１１ｃに露出した金属箔と電極端子部（２５、３５）との接触による短絡を確実に防止し、高い信頼性を有していることが確認できた。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記実施例に係るラミネート型蓄電素子（１ａ、１ｂ）では、外装体１１内に、シート状の正極２０と負極３０が一つずつある電極体１０が収納された「一層型」であったが、本発明は、電極体を複数層分備えた「多層型」のラミネート型蓄電素子にも適用することもできる。確かに従来の一層型の蓄電素子は、最も少ない数の電極体のみを備えて薄型化を達成するための基本構造を有している。そして実施例に係るラミネート型蓄電素子では、タブフィルムを用いつつ、保護テープを用いずに短絡を防止できる構造を有し、基本構造に対してさらなる薄型化も達成できる。もちろん多層型の電極体を備えたラミネート型蓄電素子であっても、ラミネートフィルムの切断面を絶縁する保護テープとその保護テープの貼着工程を不要することによるコストダウンが期待できる。

上記実施例に係るラミネート型蓄電素子（１ａ、１ｂ）では、正極端子板２３と負極端子板３３が外装体１１から同方向に導出されていたが、正極端子板２３と負極端子板３３は、外装体１１において互いに対向する二つの縁辺から反対方向に向かって導出されていてもよい。もちろん、矩形平面において隣接する二つの縁辺など、電極端子板（２３、３３）が互いに交差する方向に導出されていてもよい。

上記実施例に係るラミネート型蓄電素子（１ａ、１ｂ）では、汎用の帯状のタブフィルム１４を使用できるという点で、矩形の平面形状、あるいは直線状の端子導出縁辺１３を有する外装体１１を用いていた。しかし、外装体１１の外形や端子導出縁辺１３は矩形や直線状でなくてもよく、外装体１１は、円形や多角形など適宜な平面形状とすることができる。端子導出縁辺１３が曲線であってもよい。いずれにしても、外装体１１の周縁における所定の領域から電極端子板（２３、３３）が導出され、その領域では互いに対面するラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）の一方（１１ａまたは１１ｂ）が他方（１１ｂまたは１１ａ）に対して突出し、かつタブフィルム１４が、その一方のラミネートフィルム（１１ａまたは１１ｂ）の外形に揃うように配置されていればよい。

本発明の実施例に係るラミネート型蓄電素子は、平板状の電極体をラミネートフィルムからなる扁平袋状の外装体内に密封した構造であれば、リチウム一次電池に限らず、様々な種類の蓄電素子（リチウム二次電池、電気二重層コンデンサーなど）に適用することができる。もちろん、ポリマー電池など、ポリマーに電解液を含浸させた蓄電素子にも適用できる。また全固体電池のように、電解液自体を用いない蓄電素子にも適用できる。

図９に、全固体電池１１１を用いたラミネート型蓄電素子１ｃの構造を示した。外装体１１内に収納されている全固体電池１１１は、シート状の正極（正極層）１２０とシート状の負極（負極層）１３０との間にシート状の固体電解質（固体電解質層）１４０が狭持されてなる積層電極体１１０の上面と下面に金属箔からなる集電体（１３１、１２１）が形成された構造を有している。積層電極体１１０は、一体的な焼結体であり、積層電極体１１０の製造方法としては金型を用いて原料粉体を加圧して得た成形体を焼成する方法（以下、圧縮成形法とも言う）や周知のグリーンシートを用いた方法（以下、グリーンシート法）などがある。圧縮成形法では、金型内に、正極層１２０の原料となる正極活物質と固体電解質を含む粉体状の正極層材料、固体電解質層１４０の原料となる粉体状の固体電解質、および負極層１３０の原料となる負極活物質と固体電解質を含む粉体状の負極層材料を順次層状（シート状）に充填する。次いで、シート状に積層された各層の粉体原料をその積層方向に加圧することによって得た成形体を焼成する。それによって一体的な焼結体からなる積層電極体１１０が作製される。

グリーンシート法は、正極活物質と固体電解質を含むスラリー状の正極層材料、負極活物質と固体電解質を含むスラリー状の負極層材料、および固体電解質を含むスラリー状の固体電解質層材料をそれぞれシート状のグリーンシートに成形するとともに、固体電解質層材料のグリーンシートを正極層材料と負極層材料のグリーンシートで挟持した積層体を焼成することで積層電極体１１０を作製する。そして作製した積層電極体１１０の上面と下面に銀ペーストを塗布したり、金などを蒸着したりして集電体（１２１、１３１）を形成することで全固体電池１１１を完成させる。そして、この全固体電池１１１をラミネートフィルム（１１ａ、１１ｂ）からなる外装体１１内に収納する際には、集電体（１２１、１３１）に帯状の電極端子板（２３、３３）を取り付け、その電極端子板（２３、３３）を外装体１１の外方に導出すればよい。

１ａ〜１ｃ，１０１〜１０５ ラミネート型蓄電素子、１０ 電極体、１１ 外装体、
１１ａ，１１ｂ ラミネートフィルム、１２ 周縁領域、
１３，１３ａ，１３ｂ 端子導出縁辺、
１４，１４ａ，１４ｂ，５２，１１４ タブフィルム、２０ 正極、２１ 正極集電体、２３ 正極端子板、２５ 正極端子板の電極端子部、２６ 正極の電極端子部の基端、
３０ 負極、３３ 負極端子板、３１ 負極集電体、３５ 負極端子板の電極端子部、
３６ 負極の電極端子部の基端、４０ セパレーター、５０ タブリード、
１１０ 全固体電池の積層電極体、１１１ 全固体電池、
１１３ タブフィルムの前縁辺、１２０ 正極層、１３０ 負極層、
１４０ 固体電解質層、２００ 位置合わせ治具

Claims (2)

1. 上下方向に扁平な袋状の外装体内にシート状の正極と負極を備えた電極体が密封されてなるラミネート型蓄電素子であって、
   前記正極および前記負極のそれぞれに接続された帯状の正極および負極の電極端子板が前記外装体の周縁における所定の領域から導出され、
   前記外装体は、金属箔の基材の表裏両面に絶縁性樹脂層が形成されてなる２枚のラミネートフィルムからなるとともに、前記所定の領域で前記金属箔の端面が露出し、
   前記２枚のラミネートフィルムは、上下方向で互いに対面しつつ、互いに対面した領域の平面形状を周回する領域で互いに溶着されているとともに、前記所定の領域では前記電極端子板を上下方向で挟持するタブフィルムを介して溶着され、
   前記所定の領域では、前記２枚のラミネートフィルムの一方が、前記外装体の前記周縁に沿いつつ、他方のラミネートフィルムに対して突出し、
   前記タブフィルムは、前記外装体の周縁から突出せず、前記所定の領域では、前記２枚のラミネートフィルムの一方の外形に揃えて配置されているとともに、前記他方のラミネートフィルム側の面が外方に露出している、
   ことを特徴とするラミネート型蓄電素子。
2. 請求項１において、前記シート状の正極と負極を一つだけ備えたことを特徴とするラミネート型蓄電素子。

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