JP6886725B2

JP6886725B2 - 組電池

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Publication number: JP6886725B2
Application number: JP2019144658A
Authority: JP
Inventors: 桂輔澤西; 秀幸杉山
Original assignee: Eliiy Power Co Ltd
Current assignee: Eliiy Power Co Ltd
Priority date: 2019-08-06
Filing date: 2019-08-06
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP2019216102A

Description

本発明は、組電池に関する。

近年、電池は、様々な用途に用いられ、特に大容量の電池は、電気自動車用電源や電力貯蔵などの用途に用いられている。
電池を単電池で使用すると、機器が必要とする電圧よりも電池の電圧が低い場合がある。このような場合、複数の電池を直列に接続し供給電圧を所望の電圧まで高くする必要がある。また、単電池では機器が必要とする電気量を十分に供給できない場合がある。このような場合、複数の電池を並列に接続し供給電気量を所望の量まで大きくする必要がある。

このため、複数の電池を直列又は並列に接続した電池ボックスや組電池を設け、これらから機器に電力を供給している。特に移動体や蓄電用などの電池では、要求される電圧・容量が大きい、また、単電池に交換可能な部品としての取り扱いが要求される。このため、これらの要求を満たす組電池が求められている。
複数の電池を直列又は並列に接続する方法として、バスバーにより外部端子を接続する方法（例えば、特許文献１参照）や、折り曲げた電極端子を溶接する方法（例えば、特許文献２参照）などが知られている。また、電極端子を折り曲げた電池を電池パックに実装することが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１４−１３５２０４号公報特開２０１３−２３９２９３号公報特開２０１２−０７４３８７号公報

しかし、複数の電池をバスバーにより接続すると、バスバーのためのスペースが必要となり電池の小型化を阻害する場合がある。また、バスバーを絶縁する必要があり部品数が増加するという問題がある。また、電極端子を折り曲げて複数の電池を組み合わせる従来の組電池では、電池間の端子部を絶縁する部材を設ける必要があり、製造工程が複雑になる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電極端子の外部接続部の位置を変えることができ、かつ、低コストでリーク電流が流れることを防止することができる密閉型電池を提供する。

本発明は、電極シート及びセパレータを含む発電要素と、前記発電要素を挟むように設けられたラミネートフィルムと、前記電極シートに接続する電極接続端子と、電解質とを備え、前記ラミネートフィルムは、前記ラミネートフィルムを重ねて溶着した溶着部と、前記電極接続端子を前記ラミネートフィルムで挟んで溶着した第１封止部とにより密封された発電要素収容部を形成し、前記発電要素及び前記電解質は、前記発電要素収容部内に収容され、前記電極接続端子は、外部接続するための外部接続部と、前記外部接続部と第１封止部との間に設けられた導電部とを有し、前記導電部は、前記ラミネートフィルムにより非接着で覆われることを特徴とする密閉型電池を提供する。

本発明の密閉型電池は、電極シート及びセパレータを含む発電要素と、発電要素を挟むように設けられたラミネートフィルムと、電解質とを備え、ラミネートフィルムは、ラミネートフィルムを重ねて溶着した溶着部と、電極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第１封止部とにより密封された発電要素収容部を形成し、発電要素及び電解質は、発電要素収容部内に収容されるため、発電要素において安定して電池反応を進行させることができる。
本発明の密閉型電池は電極シートに接続する電極接続端子を備え、電極接続端子は外部接続するための外部接続部を有するため、電池の放電や充電を行うことができる。

電極接続端子は外部接続部と第１封止部との間に設けられた導電部を有するため、導電部を折り曲げることができ、外部接続部の位置を変えることができる。このことにより、機器の接続部に合わせて外部接続部の位置を変えることや、組電池の接続部の位置に合わせて外部接続部の位置を変えることが可能になる。このことにより、小型化された組電池などを作製することが可能になる。
導電部はラミネートフィルムにより非接着で覆われるため、ラミネートフィルムにより導電部を絶縁することができ、リーク電流が流れることを防止することができる。また、発電要素収容部と同じラミネートフィルムにより導電部を覆うことにより、電池の部品数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。また、導電部とラミネートフィルムとを非接着とすることにより、導電部を容易に折り曲げることが可能になり加工性が向上する。また、導電部を折り曲げることにより第１封止部の封止性能が低下することを抑制することができる。

本発明の一実施形態の密閉型電池の概略斜視図である。本発明の一実施形態の密閉型電池の概略断面図である。本発明の一実施形態の密閉型電池の概略断面図である。本発明の一実施形態の密閉型電池の概略断面図である。図２又は図３の一点鎖線Ａ−Ａにおける密閉型電池の概略断面図である。本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる折り曲げ部の概略断面図である。（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態の密閉型電池の概略斜視図である。（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態の組電池の概略上面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態の組電池の概略上面図である。

本発明の密閉型電池は、電極シート及びセパレータを含む発電要素と、前記発電要素を挟むように設けられたラミネートフィルムと、前記電極シートに接続する電極接続端子と、電解質とを備え、前記ラミネートフィルムは、前記ラミネートフィルムを重ねて溶着した溶着部と、前記電極接続端子を前記ラミネートフィルムで挟んで溶着した第１封止部とにより密封された発電要素収容部を形成し、前記発電要素及び前記電解質は、前記発電要素収容部内に収容され、前記電極接続端子は、外部接続するための外部接続部と、前記外部接続部と第１封止部との間に設けられた導電部とを有し、前記導電部は、前記ラミネートフィルムにより非接着で覆われることを特徴とする。

本発明の密閉型電池において、ラミネートフィルムは、電極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第２封止部と、前記溶着部と、第１封止部とにより密封された導電部収容部を形成し、第２封止部は、導電部と外部接続部との間に設けられ、導電部は導電部収容部内に収容されたことが好ましい。
このような構成によれば、導電部が剥き出しになることを防止することができ、密閉型電池の安全性を向上させることができる。また、第１封止部の封止性能が低下した場合でも電解質が漏洩することを防止することができ、密閉型電池の安全性を向上させることができる。
本発明の密閉型電池において、電極シートは、正極シートと負極シートとを含み、電極接続端子は、正極シートに接続する正極接続端子と、負極シートに接続する負極接続端子とを含み、第１封止部は、正極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第１正極封止部と、負極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第１負極封止部とを含み、正極接続端子は、外部接続するための正極外部接続部と、正極外部接続部と第１正極封止部との間に設けられた正極導電部とを有し、負極接続端子は、外部接続するための負極外部接続部と、負極外部接続部と第１負極封止部との間に設けられた負極導電部とを有し、正極導電部又は負極導電部は、ラミネートフィルムにより非接着で覆われることが好ましい。
このような構成によれば、正極導電部又は負極導電部におけるリーク電流を抑制することができる。また、正極導電部とラミネートフィルムとを非接着とし、負極導電部とラミネートフィルムとを非接着とすることにより、正極導電部又は負極導電部を容易に折り曲げることが可能になる。また、正極導電部又は負極導電部を折り曲げることにより第１正極封止部又は第１負極封止部の封止性能が低下することを抑制することができる。

本発明の密閉型電池において、ラミネートフィルムは、正極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第２正極封止部と、前記溶着部と、第１正極封止部とにより密封された正極導電部収容部を形成し、かつ、負極接続端子をラミネートフィルムで挟んで溶着した第２負極封止部と、前記溶着部と、第１負極封止部とにより密封された負極導電部収容部を形成し、第２正極封止部は、正極導電部と正極外部接続部との間に設けられ、第２負極封止部は、負極導電部と負極外部接続部との間に設けられ、正極導電部は、正極導電部収容部内に収容され、負極導電部は、負極導電部収容部内に収容されたことが好ましい。
このような構成によれば、正極導電部又は負極導電部が露出することを防止することができ、密閉型電池の安全性を向上させることができる。また、第１正極封止部又は第１負極封止部の封止性能が低下した場合でも電解質が漏洩することを防止することができ、密閉型電池の安全性を向上させることができる。
本発明の密閉型電池において、発電要素収容部は、正極導電部収容部と負極導電部収容部との間に配置されたことが好ましい。
このような構成によれば、正極導電部又は負極導電部に容易に折り曲げ部を形成することができ、加工性を向上させることができる。

本発明の密閉型電池において、正極シートは、正極接続端子に接続する正極集電シートと、正極集電シート上に設けられた正極活物質層とを有し、負極シートは、負極接続端子に接続する負極集電シートと、負極集電シート上に設けられた負極活物質層とを有し、発電要素は、正極活物質層、負極活物質層及びセパレータが重なった部分と、正極接続端子との間の正極集電シートおいて折り曲げることができるように設けられ、かつ、正極活物質層、負極活物質層及びセパレータが重なった部分と、負極接続端子との間の負極集電シートにおいて折り曲げることができるように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、正極外部接続部又は負極外部接続部の位置を変えることが可能になり、小型化された組電池を作製することが可能になる。
本発明の密閉型電池において、正極接続端子及び負極接続端子は、Ｌ字形であることが好ましい。
このような構成によれば、正極外部接続部又は負極外部接続部を発電要素収容部の側面に配置することが可能になる。

本発明の密閉型電池において、正極導電部及び負極導電部は、折り曲げ部を有することが好ましい。
このような構成によれば、正極外部接続部又は負極外部接続部の位置を変えることが可能になり、小型化された組電池などを作製することが可能になる。
本発明は、本発明の密閉型電池を複数備え、隣接する２つの密閉型電池の前記外部接続部を接続した組電池も提供する。
本発明の組電池によれば、小型化された組電池を作製することができる。

以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。

図１は、本実施形態の密閉型電池の概略斜視図である。図２〜４は、それぞれ本実施形態の密閉型電池の概略断面図である。図５は、図２、図３又は図４の一点鎖線Ａ−Ａにおける密閉型電池の概略断面図である。
本実施形態の密閉型電池３０は、電極シート１１及びセパレータ１６を含む発電要素１０と、発電要素１０を挟むように設けられたラミネートフィルム１と、電極シート１１に接続する電極接続端子２０と、電解質２５とを備え、ラミネートフィルム１は、ラミネートフィルム１を重ねて溶着した溶着部２と、電極接続端子２０をラミネートフィルム１で挟んで溶着した第１封止部３とにより密封された発電要素収容部５を形成し、発電要素１０及び電解質２５は、発電要素収容部５内に収容され、電極接続端子２０は、外部接続するための外部接続部２１と、外部接続部２１と第１封止部３との間に設けられた導電部２２とを有し、導電部２２は、ラミネートフィルム１により非接着で覆われることを特徴とする。

本実施形態の密閉型電池３０は、パウチ電池（pouch battery）である。また、密閉型電池３０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・カドミウム電池等である。

ラミネートフィルム１は、複数のフィルムを積層させたフィルムであり、密閉型電池３０の外装となる。
ラミネートフィルム１は、電池の外装に用いることができるものであれば特に限定されないが、例えば、金属フィルムの両面上に樹脂フィルムを積層させたものである。
ラミネートフィルム１の厚さは、例えば５０〜２００μｍとすることができる。

溶着部２は、ラミネートフィルム１を重ね合わせて溶着させた部分である。溶着部２は、発電要素収容部５を形成するために設けられたものであってもよく、導電部収容部６を形成するために設けられたものであってもよい。
また、第１封止部３（第１正極封止部３ａ又は第１負極封止部３ｂ）及び第２封止部４（第２正極封止部４ａ又は第２負極封止部４ｂ）は、電極接続端子２０（正極接続端子２０ａ又は負極接続端子２０ｂ）をラミネートフィルム１で挟んで溶着した部分である。第１封止部３の幅又は第２封止部４の幅は、例えば約１ｃｍとすることができる。
溶着部２、第１封止部３、第２封止部４は、例えば、熱溶着、超音波溶着、振動溶着、赤外線溶着により形成することができる。
溶着部２は、重ねたラミネートフィルム１を接触させ溶着させて形成してもよく、重ねたラミネートフィルム１の間にプライマー等の他の材料を入れ溶着させて形成してもよい。また、第１封止部３又は第２封止部４は、電極接続端子２０にラミネートフィルム１を接触させ溶着させて形成してもよく、電極接続端子２０とラミネートフィルム１との間にプライマー等の他の材料を入れ溶着させて形成してもよい。

ラミネートフィルム１は、発電要素１０と電解質２５を収容する密封された発電要素収容部５を形成する。発電要素収容部５は、２枚のラミネートフィルム１で発電要素１０を挟み、発電要素１０の周りに溶着部２、第１正極封止部３ａ、第１負極封止部３ｂを形成することにより設けることができる。また、発電要素収容部５は、１枚のラミネートフィルム１を折り曲げ、谷折部内に発電要素１０を配置し、発電要素１０の周りに溶着部２、第１正極封止部３ａ、第１負極封止部３ｂを形成することにより設けてもよい。

ラミネートフィルム１は、正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂを非接着で覆う。このことにより、正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂが露出することを防止することができ、正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂにおいてリーク電流が生じることを抑制することができる。また、正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂを容易に折り曲げることが可能になり、加工性を向上させることができる。
ラミネートフィルム１は、正極接続端子２０ａの正極導電部２２ａを収容する正極導電部収容部６ａを形成してもよい。正極導電部収容部６ａにおいて、正極導電部２２ａとラミネートフィルム１は非接着とすることができる。また、ラミネートフィルム１は、負極接続端子２０ｂの負極導電部２２ｂを収容する負極導電部収容部６ｂを形成してもよい。負極導電部収容部６ｂにおいて、負極導電部２２ｂとラミネートフィルム１は非接着とすることができる。
また、図１〜５に示した密閉型電池３０のように、発電要素収容部５が正極導電部収容部６ａと負極導電部収容部６ｂとの間に位置するように正極導電部収容部６ａ及び負極導電部収容部６ｂを形成することができる。

図２に示した密閉型電池３０のように、正極導電部収容部６ａ又は負極導電部収容部６ｂは、上部や下部などが開いていてもよい。この他に、図示は無いが、上部と下部のみを閉じて側端部が空いてもよい。
図３、４に示した密閉型電池３０のように、正極導電部収容部６ａ又は負極導電部収容部６ｂは、密封されていてもよい。密封された正極導電部収容部６ａは、正極導電部２２ａの周りに溶着部２と第１正極封止部３ａと第２正極封止部４ａとを形成することにより設けることができる。なお、第２正極封止部４ａは、正極導電部２２ａと正極外部接続部２１ａとの間に設けられる。
密封された負極導電部収容部６ｂは、負極導電部２２ｂの周りに溶着部２と第１負極封止部３ｂと第２負極封止部４ｂとを形成することにより設けることができる。なお、第２負極封止部４ｂは、負極導電部２２ｂと負極外部接続部２１ｂとの間に設けられる。

このような密封された正極導電部収容部６ａ又は密封された負極導電部収容部６ｂを設けることにより、密閉型電池３０の安全性を向上させることができる。例えば、第１正極封止部３ａ又は第１負極封止部３ｂの封止性能が低下し、電解質２５が漏れたとしても、漏れた電解質２５は正極導電部収容部６ａ又は負極導電部収容部６ｂに溜まり、密閉型電池３０の外部に漏洩しない。従って、電解質２５の漏洩を防止することができ、密閉型電池３０の安全性が向上する。

発電要素１０は、電極シート１１（正極シート１１ａ又は負極シート１１ｂ）及びセパレータ１６を含む。また、発電要素１０は、発電要素収容部５内部に収容され電解質２５と共に電池反応をする。この電池反応により密閉型電池３０は、放電又は充電をすることができる。なお、密閉型電池３０が１つの発電要素１０を有してもよく、密閉型電池３０が複数の発電要素１０を有してもよい。また、正極シート１１ａの幅と負極シート１１ｂの幅は、同じであってもよく、異なってもよい。正極シート１１ａの幅と負極シート１１ｂの幅が異なる場合、少なくとも幅の大きいほうの電極シート１１の端部がセパレータ１６と接触しないように発電要素１０を設けることができる。
図５に示した密閉型電池３０のように、発電要素１０は、セパレータ１６と、セパレータ１６を介して配置された正極シート１１ａおよび負極シート１１ｂを備える。発電要素１０は、セパレータ１６を介して配置された正極シート１１ａおよび負極シート１１ｂを重ね合わせた積層構造を有してもよく、セパレータ１６を介して配置された正極シート１１ａおよび負極シート１１ｂを巻いた巻回構造を有してもよい。
例えば、発電要素１０は、つづら折りされた１枚のセパレータ１６と、セパレータ１６の各谷溝に配置され、かつ、セパレータ１６を介して交互に配置された正極シート１１ａおよび負極シート１１ｂとを備えることができる。
なお、１つの発電要素１０に含まれる正極シート１１ａまたは負極シート１１ｂの積層数は、必要な電池容量に合わせて適宜設計するとよい。

セパレータ１６は、シート状であり、正極シート１１ａと負極シート１１ｂとの間に配置される。セパレータ１６は、正極シート１１ａと負極シート１１ｂとの間に短絡電流が流れることを防止することができ、電解質が透過可能なものであれば特に限定されないが、例えばポリオレフィンの微多孔性フィルムとすることができる。

正極シート１１ａは、正極集電シート１４と、正極集電シート１４上に設けられた正極活物質層１２と備える。正極シート１１ａは、例えば、方形の正極集電シート１４の両面上に正極活物質層１２を形成することにより形成することができる。正極活物質層１２は、正極集電シート１４の端部まで形成されていてもよく、正極集電シートの端部に未塗工部が存在してもよい。また、正極集電シート１４の両面上の正極活物質層１２の幅は、同じであってもよく異なってもよい。正極シート１１ａの大きさは、例えば約６ｃｍ×約１２ｃｍとすることができる。
正極シート１１ａは、正極接続端子２０ａの正極接続部２３ａに接続するための端子接続部を有することができ、この端子接続部は、正極シート１１ａの端部の正極集電シート１４の両面上に正極活物質層１２を形成しないことで設けることができる。また、正極集電シート１４の１つの端部に、この端部から外部へ突出した凸状の耳部を形成し、該耳部に正極活物質層１２を形成しないことで端子接続部を設けることもできる。

正極集電シート１４は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質層１２を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくはアルミニウム箔である。正極集電シート１４の厚さは、例えば、１００μｍ〜４００μｍである。
正極活物質層１２は、正極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより正極集電シート１４の上に形成することができる。正極活物質は、例えば、リチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出することが可能なリチウム遷移金属複合酸化物、すなわち、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＮｉ_xＣｏ_1-xＯ₂（ｘ＝０．０１〜０．９９）、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＣｏ_xＭｎ_yＮｉ_zＯ₂（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）又はオリビン型のＬｉＦｅＰＯ₄やＬｉ_xＦｅ_1-yＭ_yＰＯ₄（但し、０．０５≦ｘ≦１．２、０≦ｙ≦０．８であり、ＭはＭｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｎｂのうち少なくとも１種以上である）などが一種単独もしくは複数種を混合して使用することができる。

負極シート１１ｂは、負極集電シート１５と、負極集電シート１５上に設けられた負極活物質層１３と備える。負極シート１１ｂは、例えば、方形の負極集電シート１５の両面に負極活物質層１３を形成することにより形成することができる。負極活物質層１３は、負極集電シート１５の端部まで形成されていてもよく、負極集電シート１５の端部に未塗工部が存在してもよい。また、負極集電シート１５の両面上の負極活物質層１３の幅は、同じであってもよく異なってもよい。負極シート１１ｂの大きさは、例えば約６ｃｍ×約１２ｃｍとすることができる。
負極シート１１ｂは、負極接続端子２０ｂの負極接続部２３ｂに接続するための端子接続部を有することができ、端子接続部は、負極シート１１ｂの端部の負極集電シート１５の両面上に負極活物質層１３を形成しないことで設けることができる。また、負極集電シート１５の１つの端部に耳部を形成し、該耳部に負極活物質層１３を形成しないことで端子接続部を設けることもできる。

負極集電シート１５は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質層１３を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくは銅箔である。負極集電シート１５の厚さは、例えば、１００μｍ〜４００μｍである。
負極活物質層１３は、負極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法などにより負極集電シート１５の上に形成することができる。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池の場合、グラファイト、部分黒鉛化した炭素、ハードカーボン、ソフトカーボン、ＬｉＴｉＯ₄、Ｓｎ合金等を一種単独もしくは複数種混合して使用することができる。

発電要素１０は、正極活物質層１２、負極活物質層１３及びセパレータ１６が重なった部分と、正極接続端子２０ａとの間の正極集電シート１４を折り曲げ可能に設けることができる。この部分には、正極活物質層１２が形成されておらず、正極集電シート１４のみであり、折り曲げても電池性能に影響は無い。また、正極接続端子２０ａとの接続部分でもないので、機械的特性等を気にすることなく折り曲げることができる。このことにより、正極接続端子２０ａの配置を変えることができ、密閉型電池３０をより狭いスペースに配置することが可能になる。例えば、図２〜５の破線Ｄ−Ｄにおいて発電要素１０を折り曲げることができる。

発電要素１０は、正極活物質層１２、負極活物質層１３及びセパレータ１６が重なった部分と、負極接続端子２０ｂとの間の負極集電シート１５を折り曲げ可能に設けることができる。この部分には、負極活物質層１３が形成されておらず、負極集電シート１５のみであり、折り曲げても電池性能に影響は無い。また、負極接続端子２０ｂとの接続部分でもないので、機械的特性等を気にすることなく折り曲げることができる。このことにより、負極接続端子２０ｂの配置を変えることができ、密閉型電池３０をより狭いスペースに配置することが可能になる。例えば、図２〜５の破線Ｃ−Ｃにおいて発電要素１０を折り曲げることができる。

電解質２５は、溶媒としてカーボネート類、ラクトン類、エーテル類、エステル類などを使用することができ、これら溶媒の２種類以上を混合して用いることもできる。これらの中では特に環状カーボネートと鎖状カーボネートを混合して用いることが好ましい。電解質２５は、例えば、電解質としてのＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＯＢ、ＬｉＮ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂、ＬｉＮ(Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂)等のリチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液である。また、必要に応じてＶＣ（ビニレンカーボネート）、ＰＳ（プロパンスルトン）、ＶＥＣ（ビニルエチルカーボネート）、ＰＲＳ（プロペンスルトン）、難燃剤等の添加剤を単独または複数種を混合して配合してもよい。

電極接続端子２０（正極接続端子２０ａ又は負極接続端子２０ｂ）は、電極シート１１（正極シート１１ａ又は負極シート１１ｂ）に接続するための電極接続部２３（正極接続部２３ａ又は負極接続部２３ｂ）と、外部接続するための外部接続部２１（正極外部接続部２１ａ又は負極外部接続部２１ｂ）と、電極接続部２３と外部接続部２１との間に設けられた導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）とを含む。なお、正極接続端子２０ａは、正極接続部２３ａと正極外部接続部２１ａと正極導電部２２ａとを含み、負極接続端子２０ｂは、負極接続部２３ｂと負極外部接続部２１ｂと負極導電部２２ｂとを含む。

電極接続端子２０は、例えば、厚さが１００μｍ〜５００μｍの金属板とすることができる。この金属板は、プレス加工されていてもよく、折り曲げられていてもよい。例えば、正極接続端子２０ａは、アルミニウム板とすることができ、負極接続端子２０ｂは、銅板とすることができる。
電極接続端子２０は、色々な形状を取ることができ、例えば、方形であっても、Ｌ字形であってもよい。また、外部接続部２１は電極接続端子２０そのものを利用しても良いし、別途外部接続部を溶接等によって電極接続端子２０に取り付けてもよい。
図２、３に示した密閉型電池３０のように、電極接続端子２０をＬ字形とした場合は、Ｌ字形の電極接続端子２０の一方の端に電極接続部２３を設け、他方の端に外部接続部２１を設けてもよい。このような形状を有すると、導電部２２に折り曲げ部２６を形成したときに、密閉型電池３０の側面上部に外部接続部２１を配置することができ、狭いスペースに密閉型電池３０を配置することが可能になる。Ｌ字形の電極接続端子２０は、例えば、電極接続部２３及び導電部２２における幅を約５ｃｍとすることができる。電極シート１１の端子接続部と電極接続部２３は、例えば、約１ｃｍ重ねて超音波溶接により接続することができる。
また、図４に示した密閉型電池３０のように、導電部２２に折り曲げ部２６を形成したときに、密閉型電池３０の側部に外部接続部２１が配置されるように外部接続部２１を設けてもよい。

第１封止部３（第１正極封止部３ａ又は第１負極封止部３ｂ）は、電極接続部２３（正極接続部２３ａ又は負極接続部２３ｂ）と導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）との間に設けられる。このため、電極接続部２３は、発電要素収容部５の内部に位置し、導電部２２及び外部接続部２１は、発電要素収容部５の外部に位置する。このため、発電要素収容部５の密閉状態を維持したまま、正極集電シート１４又は負極集電シート１５で集電した電荷を電極接続端子２０により外部回路に引き出すことが可能となり、密閉型電池３０の放電または充電が可能になる。

外部接続部２１（正極外部接続部２１ａ又は負極外部接続部２１ｂ）は、密閉型電池３０が他の電池や外部配線やバスバーや機器側の端子などと接続する部分である。この外部接続部２１を介して密閉型電池３０が機器などに接続することができる。また、複数の密閉型電池３０を組み合わせて組電池３５を構成する場合、複数の密閉型電池３０の外部接続部２１を接続することにより、複数の密閉型電池３０を直列接続又は並列接続することができる。
外部接続部２１は、ラミネートフィルム１により覆われないように設けることができる。このことにより、外部接続部２１が機器側の端子や他の電池の外部接続部などに容易に接続することができる。

導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）は、外部接続部２１（正極外部接続部２１ａ又は負極外部接続部２１ｂ）と第１封止部３（第１正極封止部３ａ又は第１負極封止部３ｂ）との間に設けられ、電極接続部２３と外部接続部２１との間の導電経路となる。導電部２２を設けることにより、外部接続部２１の位置を変えることが容易になり、機器側の電池接続部の位置と外部接続部２１の位置とを容易に合わせることができる。また、複数の密閉型電池３０により組電池３５を構成する場合、複数の密閉型電池３０を容易に接続することが可能になる。

導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）は、ラミネートフィルム１により非接着で覆われる。このことにより、導電部２２をラミネートフィルム１により絶縁することができ、リーク電流が流れることを抑制することができる。また、導電部２２を保護することができる。また、ラミネートフィルム１により導電部２２を覆うことにより、密閉型電池３０の部品数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。図２〜４に示した密閉型電池３０のように導電部２２の全体がラミネートフィルム１で覆われてもよく、導電部２２の一部のみがラミネートフィルム１で覆われてもよい。また、導電部２２の一方の面のみがラミネートフィルム１で覆われてもよい。

導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）は、ラミネートフィルム１により形成された導電部収容部２２（正極導電部収容部２２ａ又は負極導電部収容部２２ｂ）の内部に収容されてもよい。導電部収容部２２の内部では、ラミネートフィルム１と導電部２２は、非接着にする。
導電部２２は、図２に示した密閉型電池３０のように開いた導電部収容部２２に収容してもよく、図３、４に示した密閉型電池３０のように密封された導電部収容部２２に収容してもよい。
導電部２２を導電部収容部２２に収容することにより、導電部２２が露出することを防止することができ、密閉型電池３０の安全性を向上させることができる。

導電部２２（正極導電部２２ａ又は負極導電部２２ｂ）は、折り曲げ部２６を有することができる。正極導電部２２ａの折り曲げ部２６は、例えば図２〜５の破線Ｅ−Ｅにおいて、正極導電部２２ａを折り曲げ加工することにより形成することができる。また、負極導電部２２ｂの折り曲げ部２６は、例えば図２〜５の破線Ｂ−Ｂにおいて、負極導電部２２ｂを折り曲げ加工することにより形成することができる。
折り曲げ部２６を形成することにより、外部接続部２１の位置を変えることができる。このことにより、機器の端子位置に合わせて外部接続部２１の位置を変えることや、組電池３５の接続部３３の位置に合わせて外部接続部２１の位置を変えることが可能になる。このことにより、小型化された組電池３５などを作製することが可能になる。また、バスバーを使わずに複数の密閉型電池３０を接続することも可能になる。

図６は、折り曲げ部２６の概略断面図である。折り曲げ部２６では、導電部２２が折り曲げられるため、導電部収容部６を構成するラミネートフィルム１も折り曲げられる。折り曲げ部２６の内側のラミネートフィルム１には、圧縮力がかかり、折り曲げ部２６の外側のラミネートフィルム１には、引張力がかかる。しかし、折り曲げ部２６では、導電部２２とラミネートフィルム１は、非接着であるため、導電部２２に対してラミネートフィルム１がずれることができるため、ラミネートフィルム１にかかる引張力及び圧縮力は分散される。このため、加工性よく折り曲げ部２６を形成することができる。また、折り曲げ部２６を形成しても、第１封止部３の封止性能に影響を与えない。

例えば、折り曲げ部２６において導電部２２とラミネートフィルム１が接着されている場合、ラミネートフィルム１にかかる引張力及び圧縮力は分散されない。このため、折り曲げ部２６を形成するために大きな力が必要となり、加工性がよくない。また、折り曲げ部２６を形成すると、ラミネートフィルム１が導電部２２から剥がれる場合がある。この剥がれが生じると、剥がれが徐々に伝播し、第１封止部３の封止性能が低下し、第１封止部３から電解質２５が漏洩する場合がある。
第１封止部３（第１正極封止部３ａ又は第１負極封止部３ｂ）で電池を折り曲げたものと、図２の破線Ｅ−Ｅで電池を折曲げた場合を折曲げたものにヒートサイクル試験（-40℃〜75℃、50サイクル）を行ったところ、図２の破線Ｅ−Ｅで電池を折曲げたものでは電解液の漏れは確認できなかったが、第１封止部３で電池を折り曲げたものでは電解液が発電要素収容部５から漏れ出しているものが確認された。
従って、折り曲げ部２６において導電部２２とラミネートフィルム１が接着されていると密閉型電池３０の封止性能が低下する場合がある。

次に、図１〜３、図５に示した密閉型電池３０を破線Ｂ−Ｂ、破線Ｃ−Ｃ、破線Ｄ−Ｄ、破線Ｅ−Ｅにおいて折り曲げた密閉型電池３０について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、密閉型電池３０の折り曲げパターンの例を示した図である。
図７（ａ）（ｄ）のように、導電部収容部６が発電要素収容部５に巻きつくように破線Ｂ−Ｂ、破線Ｃ−Ｃ、破線Ｄ−Ｄ、破線Ｅ−Ｅで折り曲げ、正極外部接続端子２１ａと負極外部接続端子２１ｂとを発電要素収容部５の同じ側面に配置することができる。
図７（ｂ）（ｃ）のように、導電部収容部６が発電要素収容部５に巻きつくように破線Ｂ−Ｂ、破線Ｃ−Ｃ、破線Ｄ−Ｄ、破線Ｅ−Ｅで折り曲げ、正極外部接続部２１ａを発電要素収容部５の一方の側面に配置し、負極外部接続部２１ｂを他方の側面に配置することができる。
このような構成により、発電要素収容部５の広い方の側面が向かい合うように２つの密閉型電池３０を配置し、接続部３３において外部接続部２１を直接接続することができる。このため、２つの密閉型電池３０を容易に電気的に接続することができる。なお、接続部３３において外部接続部２１は、ボルトやクリップなどの留め具などにより接続されてもよく、溶接により接続されてもよく、はんだづけにより接続されてもよく、導電性テープにより接続されてもよく、導電性接着剤により接続されてもよい。

また、破線Ｂ−Ｂと破線Ｃ−Ｃ又は破線Ｄ−Ｄと破線Ｅ−Ｅで、谷折りと山折りを形成してもよい。図７（ｅ）では、破線Ｄ−Ｄと破線Ｅ−Ｅにおいて谷折りと山折りを形成している。
このような構成により、発電要素収容部５の狭い方の側面が向かい合うように２つの密閉型電池３０を配置した組電池３５を形成した際、２つの密閉型電池３０を容易に電気的に接続することができる。

折り曲げ部２６を形成した複数の密閉型電池３０を近接させて組み合わせて、隣接する２つの密閉型電池３０の外部接続部２１を接続部３３において接続し、組電池３５を形成することができる。導電部２２はラミネートフィルム１により覆われ絶縁されているため、このような組電池３５を形成してもリーク電流が流れることを抑制することができる。
図８（ａ）〜（ｅ）は、複数の密閉型電池３０が直列接続された組電池３５の概略上面図であり、図９（ａ）〜（ｅ）は、複数の密閉型電池３０が並列接続された組電池３５又は直列接続された複数の密閉型電池３０が並列接続された組電池３５の概略上面図である。

図７（ａ）（ｄ）のように、外部接続部２１が密閉型電池３０の広いほうの側面に位置するように折り曲げた密閉型電池３０を組み合わせ隣接する２つの密閉型電池３０の正極外部接続部２１ａと負極外部接続部２１ｂとを接続部３３で接続することにより、図８（ａ）（ｂ）のような直列接続した組電池３５又は図９（ａ）のような並列接続した組電池３５を形成することができる。
また、図７（ｅ）のように谷折りと山折りとなるように折り曲げた密閉型電池３０と、外部接続部２１が密閉型電池３０の広いほうの側面に位置するように折り曲げた密閉型電池３０とを狭いほうの側面が向かい合うように組み合わせることにより、図８（ｃ）（ｄ）のような直列接続された組電池３５を形成することができる。
また、図７（ｅ）のように谷折りと山折りとなるように折り曲げた密閉型電池３０と、外部接続部２１が密閉型電池３０の広いほうの側面に位置するように折り曲げた密閉型電池３０とを組み合わせることにより、図８（ｅ）のような直列接続された組電池３５又は図９（ｂ）（ｃ）のような直列接続された密閉型電池３０が並列接続された組電池３５を形成することができる。
このように本実施形態の組電池３５では、無駄なスペースを設けることなく組電池３５を形成することができる。
図７〜９はバスバーを使用しない好ましい形態の組電池を例示しているのであって、組電池にバスバーを用いることを何ら妨げるものではない。

１：ラミネートフィルム２：溶着部３：第１封止部３ａ：第１正極封止部３ｂ：第１負極封止部４：第２封止部４ａ：第２正極封止部４ｂ：第２負極封止部５：発電要素収容部６：導電部収容部６ａ：正極導電部収容部６ｂ：負極導電部収容部１０：発電要素１１：電極シート１１ａ：正極シート１１ｂ：負極シート１２：正極活物質層１３：負極活物質層１４：正極集電シート１５：負極集電シート１６：セパレータ２０：電極接続端子２０ａ：正極接続端子２０ｂ：負極接続端子２１：外部接続部２１ａ：正極外部接続部２１ｂ：負極外部接続部２２：導電部２２ａ：正極導電部２２ｂ：負極導電部２３：電極接続部２３ａ：正極接続部２３ｂ：負極接続部２５：電解質２６：折り曲げ部３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ：密閉型電池３１：正極側終端３２：負極側終端３３：接続部３５：組電池

Claims

直列接続又は並列接続された複数の密閉型電池を備えた組電池であって、
各密閉型電池は、正極シート、負極シート及びセパレータを含む発電要素と、前記発電要素を挟むように設けられたラミネートフィルムと、前記正極シートに接続する正極接続端子と、前記負極シートに接続する負極接続端子と、電解質とを備え、
前記発電要素及び前記電解質は、前記ラミネートフィルムと、前記ラミネートフィルムを重ねて溶着した溶着部と、前記正極接続端子を前記ラミネートフィルムで挟んで溶着した少なくとも１つの正極封止部と、前記負極接続端子を前記ラミネートフィルムで挟んで溶着した少なくとも１つの負極封止部と、により密封された発電要素収容部に収容され、
前記正極接続端子は、外部接続するために前記ラミネートフィルムに覆われていない正極外部接続部と、前記正極外部接続部と前記発電要素との間に設けられ前記ラミネートフィルムに覆われている正極導電部とを有し、
前記負極接続端子は、外部接続するために前記ラミネートフィルムに覆われていない負極外部接続部と、前記負極外部接続部と前記発電要素との間に設けられ前記ラミネートフィルムに覆われている負極導電部とを有し、
前記正極導電部は少なくとも１つの折り曲げ部を有し、
前記負極導電部は少なくとも１つの折り曲げ部を有し、
隣接する２つの密閉型電池のうち一方の密閉型電池の正極外部接続部又は負極外部接続部が、他方の密閉型電池の正極外部接続部又は負極外部接続部と接続し、
前記組電池の中の少なくとも１つの前記密閉型電池において、前記正極外部接続部及び前記負極外部接続部のうち一方は、前記発電要素収容部の広いほうの一方の側面側に配置され、前記正極外部接続部及び前記負極外部接続部のうち他方は、前記発電要素収容部の広いほうの他方の側面側に配置されることを特徴とする組電池。
各密閉型電池において、前記正極外部接続部又は前記負極外部接続部は、前記密閉型電池の側面に配置された請求項１に記載の組電池。
前記組電池は、前記正極外部接続部と前記負極外部接続部が前記密閉型電池の同じ側面に配置されている前記密閉型電池を有する請求項１又は２に記載の組電池。
各密閉型電池において、前記正極外部接続部は、前記密閉型電池の一方の側面に配置され、前記負極外部接続部は、前記密閉型電池の反対側の側面に配置された請求項２に記載の組電池。
各密閉型電池において、前記正極接続端子又は前記負極接続端子は、前記発電要素に巻きつくように設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の組電池。
前記組電池の中の少なくとも１つの前記密閉型電池は、前記正極シート又は前記負極シートにおいて山折り及び谷折りのうち一方で折られ、前記折り曲げ部において山折り及び谷折りのうち他方で折られた請求項１に記載の組電池。
各密閉型電池において、前記正極接続端子及び前記負極接続端子は、Ｌ字形であり、
Ｌ字形の前記正極接続端子の一方の端に正極接続部が設けられ、他方の端に前記正極外部接続部が設けられ、Ｌ字形の前記負極接続端子の一方の端に負極接続部が設けられ、他方の端に前記負極外部接続部が設けられた請求項１〜６のいずれか１つに記載の組電池。
各密閉型電池において、前記正極導電部は、前記正極外部接続部と前記正極封止部との間に設けられた部分であり、
前記負極導電部は、前記負極外部接続部と前記負極封止部との間に設けられた部分である請求項１〜７のいずれか１つに記載の組電池。
各密閉型電池において、前記発電要素は、正極活物質層、負極活物質層及び前記セパレータが重なった部分と、前記正極接続端子との間の正極集電シートおいて折り曲げられ、かつ、前記正極活物質層、前記負極活物質層及び前記セパレータが重なった部分と、前記負極接続端子との間の負極集電シートにおいて折り曲げられた請求項１〜８のいずれか１つに記載の組電池。