JP7212547B2 - ラミネート外装電池 - Google Patents

Description

本発明は、ラミネート外装電池に関する。

近年、ラミネート外装電池、例えば、ラミネート外装体を備える積層型リチウムイオン二次電池は、携帯機器、電気自動車、住宅又は事業施設用の蓄電池等の幅広い用途に用いられている。ラミネート外装電池は、円筒缶や角型缶を外装体として使用した電池と比較して、軽量であり、放熱性が高く、体積エネルギー密度を高くできる利点がある。

ラミネート外装体を備えた積層型リチウムイオン二次電池は、２枚のラミネートフィルム部材からなるラミネート外装体を備えている。２枚のラミネートフィルム部材は、金属層と熱融着樹脂層とを備える複合フィルムであり、少なくとも一方のラミネートフィルム部材は、電極群を収納するための収容凹部を有している。一方のラミネートフィルム部材の収容凹部内に電極群を収納し、他方のラミネートフィルム部材の熱融着樹脂層を一方のラミネートフィルム部材の熱融着樹脂層に重ね、それら熱融着樹脂層の周縁部で互いに熱融着することによって封止部を有する外装体を作製できる。電極群は、セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を複数組積層した構造を有している。正極板及び負極板は、それぞれ外部に延出した正極集電リード及び負極集電リードが電気的に接続されている。正極集電リード及び負極集電リードは、ラミネート外装体内において束ねられ、それぞれ正極端子及び負極端子に電気的に接続されている。正極端子及び負極端子は、それぞれラミネート外装体の封止部を通過して外部に延出されている。

このようなラミネート外装体の上記熱融着は、ラミネート外装体内に空気や水分等が混入しないように、減圧環境下で行われる。そのため、当該熱融着によって作製されたラミネート外装体を備えた積層型リチウムイオン二次電池を大気圧下に置くと、大気圧と内圧との差によって、ラミネート外装体の表面のうち強度が弱い部分に歪み、皺、凹み等の欠陥を生じる問題があった。このような欠陥は、ラミネート外装体の外観を損なうだけでなく、ラミネート外装体の金属層への傷をもたらし、非水電解液の染み出しや内部短絡の原因となる。また、上記欠陥は、ラミネート外装体内に収納される電極群の圧迫や変形をもたらし、電極群の破損や内部短絡の原因になる。なお、ラミネート外装体の電極群の圧迫や変形は、ラミネート外装体の金属層がアルミニウムより剛性が高い金属（例えば、ステンレス鋼など）であるとき、特に顕著である。このため、ラミネート外装体の凹み等の欠陥の発生を抑制して、ラミネート外装電池の信頼性を高めることが要求されていた。

これらラミネート外装体の凹み等の欠陥の発生を抑制するためには、ラミネート外装体と電極群との間に、ラミネート外装体の内面を支持する電気絶縁性のスペーサを介挿することが行われている。特許文献１には、電極群の周囲に電極群を保護する枠状の保護部材を備えたラミネートフィルム外装電池が開示されている。

特開２００５－２５９６２１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電池では、スペーサの直角の角部がラミネート外装体の内面の熱融着樹脂層と接触している。そのため、上記熱融着時や、振動や衝撃が与えられる状況下での使用時において、当該角部がラミネート外装体の内面の熱融着樹脂層に傷を与える問題があった。このような熱融着樹脂層の傷は、ラミネート外装体の金属層と非水電解液との接触による金属層の腐食をもたらし、非水電解液の染み出しや内部短絡の原因となる。

また、特許文献１に開示された電池では、スペーサの直角の角部が正極リード及び負極リードと接触しているため、上記熱融着時や、振動や衝撃が与えられる状況下での使用時において、当該接触部分において正極リードや負極リードに傷や破断が発生する問題があった。このような各リードの傷や破断は、ラミネート外装電池の内部短絡の原因となる。

本発明は、上記課題を解決し、ラミネート外装電池におけるラミネート外装体の凹みや傷、正極集電リード及び負極集電リードの傷を抑制し、高い信頼性を有するラミネート外装電池を提供するものである。

上記の課題を解決するために、一つの実施形態に係るラミネート外装電池は、セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；正極板に電気的に接続された正極集電リード；負極板に電気的に接続された負極集電リード；電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材と、当該第１の金属ラミネートフィルム部材と等しい外径寸法を有する平板状の第２の金属ラミネートフィルム部材とを備え、第１の金属ラミネートフィルム部材の鍔部と第２の金属ラミネートフィルム部材の周縁部とを互いに封着した封止部を有し；正極集電リード及び負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、ラミネート外装体の封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；及び電極群の外周面と第１の金属ラミネートフィルム部材の収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状のスペーサ；を備える。スペーサは、第１の金属ラミネートフィルム部材の収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有する。正極端子及び負極端子は、第２の金属ラミネートフィルム部材及びスペーサの間を通過する。スペーサは、第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面のうち、正極端子及び負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の正極端子及び負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有する。

本発明によれば、ラミネート外装電池におけるラミネート外装体の凹みや傷、正極集電リード及び負極集電リードの傷を抑制し、高い信頼性を有するラミネート外装電池を提供できる。

第１の実施形態に係るラミネート外装電池を示す斜視図である。 図１のラミネート外装電池のII－II線に沿う断面図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池に用いる電極群の分解斜視図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池に用いる電極群の一部の構成を示す図であって、（ａ）は正極板の平面図、（ｂ）はセパレータの斜視図、（ｃ）は正極板が内部に配置された袋状セパレータの平面図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池に用いる負極板の平面図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池に用いる電極群の斜視図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す図であって、（ａ）はスペーサを第１面側からみた斜視図、（ｂ）はスペーサを第２面側からみた斜視図、（ｃ）は（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 第１の実施形態に係るラミネート外装電池の分解斜視図である。 図２の一部を拡大して示すラミネート外装電池の断面図である。 第２の実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す図であって、（ａ）はスペーサを第１面側からみた斜視図、（ｂ）はスペーサを第２面側からみた斜視図、（ｃ）は（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 第２の実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す断面図である。 第３実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す断面図である。 第４実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す断面図である。 第５実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す断面図である。 第６実施形態に係るラミネート外装電池に用いるスペーサを示す断面図である。 第７実施形態に係るラミネート外装電池を示す斜視図である。 図１６のラミネート外装電池のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。 図１７の一部を拡大して示すラミネート外装電池の断面図である。

以下、いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

［第１の実施形態］
（ラミネート外装電池の構造）
第１の実施形態に係るラミネート外装電池（積層型リチウムイオン二次電池）を、図１～図９に基づいて説明する。
図１に示すように、ラミネート外装体ＲＦは、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１と、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２とを備える。第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１は、有底矩形中空状の収容凹部２１及び当該収容凹部２１の周縁に位置される枠状の鍔部２２を有する。第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２は、当該第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１と等しい外径寸法を有し、平板状である。これら金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２は、少なくとも金属層と、熱融着樹脂層とをそれぞれ備える複合フィルムからなる。これら金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２は、例えば、ポリプロピレンからなる熱融着樹脂層と、ステンレス箔からなる金属層と、ＰＥＴからなる保護層とがこの順番で積層した構造を有する。これら金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２は、それぞれの熱融着樹脂層が互いに対向するように配置されている。ラミネート外装体ＲＦは、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の鍔部２２と、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の周縁部とを熱融着（封着）した封止部２３を有する。封止部２３は、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の鍔部２２に位置する熱融着樹脂層と、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の周縁部に位置する熱融着樹脂層とを熱融着することで形成できる。なお、正極端子１３及び負極端子１４は、それぞれラミネート外装体ＲＦの封止部を通過して外部に延出されている。

図２及び図８に示すように、第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２からなるラミネート外装体ＲＦの収容空間内には、矩形板状の電極群１０と、矩形枠状のスペーサＳＰが非水電解液と共に収納されている。
図３に示すように、電極群１０は、セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板１及び負極板２を有する。電極群１０は、例えば、袋状セパレータ３に収納された２０枚の正極板１及び２１枚の負極板２が、負極板２が最外層に位置するように積層した構造を有する。なお、電極群１０は、単に正極板１と負極板２とをセパレータを介して交互に積層しても良い。

図４（ａ）に示すように、正極板１は、正極集電体と、当該正極集電体の両面に形成された正極層１ａとから構成されている。正極集電体は、例えば矩形状のアルミニウム箔である。正極層は、リチウムイオンを吸蔵放出できる正極活物質を含み、例えば、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含んでいる。

正極板１には、正極集電リード１１が電気的に接続されている。正極集電リード１１は、例えば、正極層１ａが設けられた正極集電体の一端から延出する、正極集電体と一体化された矩形状のアルミニウム箔である。
図４（ｂ）に示すように、袋状セパレータは、２枚のセパレータ３ａ，３ｂから構成されている。セパレータ３ａ，３ｂは、例えば矩形状の多孔質ポリプロピレンフィルムである。

図４（ｃ）に示すように、正極板１は、袋状セパレータ３に収納されている。正極板１は、例えば、２枚のセパレータ３ａ，３ｂ間に正極板１を正極集電リード１１が外部に延出した状態で配置して、セパレータ３の正極集電リード１１が延出する以外の辺を熱融着によって封着（符号３ｃの部分）することで袋状セパレータ３に収納される。

図５に示すように、負極板２は、負極集電体と、当該負極集電体の両面に形成された負極層２ａとから構成されている。負極集電体は、例えば、矩形状の銅箔である。負極層２ａは、リチウムイオンを吸蔵放出できる負極活物質を含み、例えば、負極活物質、導電剤、結着剤含んでいる。

負極板２には、負極集電リード１２が電気的に接続されている。負極集電リード１２は、例えば、負極層２ａが設けられた負極集電体の一端から延出する、負極集電体と一体化された矩形状の銅箔である。
図６に示すように、電極群１０は、上述するように袋状セパレータ３に収納された正極板１及び負極板２が多数積層され、多角形板状の積層体構造を有している。正極集電リード１１及び負極集電リード１２は、それぞれ電極群１０の対向する側面から反対方向に延出されている。電極群１０は、正極板１及び負極板２の積層方向において、厚さＴ３を有している。電極群１０の厚さＴ３は、例えば、ラミネート外装体ＲＦ内に収納する直前において５ｍｍである。電極群１０には、例えば４枚のテープ５が電極群１０の上面、側面及び下面を跨いで貼着され、正極板１及び負極板２のずれを防止している。図２及び図６に示すように、各正極板１から延出した複数の正極集電リード１１は、電極群１０の積層方向に沿って例えば下側に寄せて集束され、電極群１０の積層方向に対して垂直方向に折り曲げられ、端面が揃うように切断し、互いに接合されている。複数の負極集電リード１２も正極集電リード１１と同様に、集束、折り曲げ、切断、接合されている。

図２及び図６に示すように、正極集電リード１１及び負極集電リード１２には、それぞれ正極端子１３及び負極端子１４が電気的に接続されている。例えば、正極端子１３及び負極端子１４の片面（例えば図２における上面）には、集束された正極集電リード１１及び負極集電リード１２の先端部がそれぞれ超音波溶接されている。正極端子１３及び負極端子１４は、図２に示すように、ラミネート外装体ＲＦの封止部２３を横切って、それぞれ一部が外部に延出されている。

図６及び図９に示すように、ラミネート外装体ＲＦの封止部２３に対応する正極端子１３及び負極端子１４の部分には、それぞれ熱融着樹脂部６がそれらの端子１３，１４の両面を覆うように設けられている。熱融着樹脂部６は、ラミネート外装体ＲＦの封止部２３を形成する際、各金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２の熱融着樹脂層と熱融着される。そのため、熱融着樹脂部６は、正極端子１３及び負極端子１４が通過するラミネート外装体ＲＦの封止部２３の箇所の封止性を向上することができる。

図８及び図９に示すように、スペーサＳＰは、電極群１０の外周面と、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の内側面との間に介在して配置されている。
図７（ａ）～（ｃ）及び図９に示すように、スペーサＳＰは、多角形枠状、例えば矩形枠状を有し、電極群１０の外周面と対向する内周側面３１と、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の内側面と対向する外周側面３２と、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の内底面と対向する第１面３３と、当該第１面３３と反対側の面であって第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２と対向する第２面３４とを有する。図９に示すように、スペーサＳＰの内周側面３１は、例えば、電極群１０の外周面に沿った形状を有し、電極群１０の外周面に当接している。スペーサＳＰの外周側面３２及び第１面３３は、例えば、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の内側面に沿った形状を有し、当該内側面に当接している。スペーサＳＰの第２面３４は、例えば、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の内面に、後述する切欠部３６以外の部分が当接している。スペーサＳＰは、電気絶縁性であり、例えばポリプロピレンからなる樹脂から形成されている。

図８及び図９に示すように、スペーサＳＰは、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の角部と対向する角部にＲ形状を有している。具体的には、図７及び図９に示すように、スペーサＳＰが矩形枠状であるため外周側面３２が有する角部３２ａ、及びスペーサＳＰの第１面３３と外周側面３２とが交差する角部３５は、有底矩形中空状を有する第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の角部に対向し、Ｒ形状を有している。

また、図８及び図９に示すように、正極端子１３及び負極端子１４は、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２及びスペーサＳＰの間を通過する。スペーサＳＰは、図７～図９に示すように、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２と対向する第２面３４の、正極端子１３及び負極端子１４が通過する部分に切欠部３６をそれぞれ有している。切欠部３６は、正極端子１３及び負極端子１４と対向する２つの切欠壁３６ａを有している。スペーサＳＰは、切欠壁３６ａと、内周側面３１とが交差する角部３６ｂにＲ形状をそれぞれ有している。具体的には、切欠壁３６ａと内周側面３１とが交差する角部３６ｂには、図９に示すように、正極集電リード１１の上記折り曲げられた部分が当接し、当該角部３６ｂはその折り曲げ形状に沿ってＲ形状をなしている。負極集電リード側の当該角部３６ｂも同様に、負極集電リードの折り曲げ形状に沿ったＲ形状をなしている。この深さＴ４（図１０（ｃ）参照）は、例えば正極端子１３及び正極集電リード１１の束の厚さの合計、又は負極端子１４及び負極集電リード１２の束の厚さの合計、に相当している。

このような構成によれば、スペーサＳＰの外周側面３２及び第１面３３によって、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の形状が内面から支持されるため、ラミネート外装体ＲＦの熱融着時等における、ラミネート外装体ＲＦの歪み、皺、凹み等の欠陥の発生を抑制することができる。その結果、ラミネート外装体ＲＦの外観性が良好で、ラミネート外装体ＲＦの金属層への傷の発生、非水電解液の染み出しや内部短絡を防止した高い信頼性を有するラミネート外装電池を実現できる。

また、このような構成によれば、電極群１０の外周面が矩形枠状のスペーサＳＰの内周側面３１によって支持されるため、電極群１０を外部からの衝撃や圧力による変形や破損から保護でき、電極群１０を構成する正極板１及び負極板２の位置ずれを抑制することができる。加えて、ラミネート外装体ＲＦの金属層がアルミニウムより剛性が高い金属（例えば、ステンレス鋼など）であるときに顕著に現れる電極群１０への圧迫や変形を抑制できる。

更に、このような構成によれば、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１の角部の内面には、スペーサＳＰのＲ形状を有する角部が対向しているため、当該角部がラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層に傷を与えることを抑制できる。熱融着樹脂層への傷の発生の抑制は、ラミネート外装体ＲＦの金属層と非水電解液との接触による金属層の腐食を防止し、非水電解液の染み出しや内部短絡を防止して高い信頼性を有するラミネート外装電池を実現できる。

更に、このような構成によれば、正極集電リード１１及び負極集電リード１２の上記折り曲げられた部分に当接するスペーサＳＰの角部３６ｂはＲ形状を有するため、当該角部３６ｂで正極集電リード１１及び負極集電リード１２に傷を発生させるのを抑制できる。その結果、正極集電リード１１及び負極集電リード１２の傷の発生に伴う内部短絡の原因となる当該リードの破断を防止し、高い信頼性を有するラミネート外装電池を実現できる。

以上より、第１の実施形態に係るラミネート外装電池によれば、ラミネート外装体ＲＦの凹みや傷、正極集電リード１１及び負極集電リード１２の傷を抑制し、極めて高い信頼性を有するラミネート外装電池を提供することができる。

なお、第１の実施形態は、上述した構成の他に以下に説明する種々の形態を採用できる。

第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、熱融着樹脂層、金属層及び保護層の３層からなるものに限定されず、他の層を有していてもよく、他の公知の材料から構成されてもよい。例えば、これらの層の間に密着性を高めるための接着層を設けてもよい。これらの層は、それぞれ単層からなるものに限定されず、複数の層からなるものであってもよい。

第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材の金属層は、好ましくはヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなり、更に好ましくはヤング率１００ＧＰａ以上の金属箔からなる。また、当該金属層は、例えば、アルミニウム合金、ニッケル、銅又はステンレス鋼などの箔からなり、ステンレス鋼からなることが好ましい。このような構成によれば、ラミネート外装電池を高強度化でき、電極群を外部からの衝撃や圧力による変形や破損から保護できる。そのため、ラミネート外装電池は、極端な高圧又は低圧環境下、例えば宇宙空間等の過酷な環境下における使用も可能になる。また、ラミネート外装電池を更なる外装部品内に設置せずともよくなるため、軽量化、低コスト化、体積エネルギー密度の向上が容易になる。また、ステンレス鋼は、アルミニウムと比較して融点が高く、化学的に安定な物質であるため、ラミネート外装電池のテルミット反応等による熱暴走のリスクを低下することができる。

スペーサの厚さＴ１は、好ましくは収容凹部の深さＴ２以下の厚さ（Ｔ１≦Ｔ２）であり、更に好ましくは収容凹部の深さと同一の厚さ（Ｔ１＝Ｔ２）である。このような構成によれば、ラミネート外装電池の熱融着時において、スペーサがラミネート外装体の内面に突き刺さり、ラミネート外装体に変形を与えることや、ラミネート外装体の内面の熱融着樹脂層に傷を与えることを抑制できる。

スペーサの厚さＴ１は、好ましくは電極群の厚さＴ３に対して８０％～１００％であり、更に好ましくは電極群の厚さＴ３に対して９５％～１００％である。このような構成によれば、電極群の外周面を適切に保護しつつ、スペーサ及び電極群間の段差を少なくでき、当該段差によってラミネート外装体の内面に変形や傷を与えることを抑制できる。また、当該段差によって、ラミネート外装体に凹みの欠陥が発生することを抑制することができる。

スペーサは、多角形枠状であるが、単一の部材からなるものに限定されず、複数の部材が組み合わさって多角形枠状になるものであってもよい。スペーサが単一の部材からなる場合、スペーサが複数の部材からなる場合と比較して、ラミネート外装電池の組立時の位置決めが容易になるため好ましい。

スペーサ及び収容凹部の形状は、矩形枠状及び有底矩形中空形状であることに限定されず、他の多角形状であってもよい。なお、スペーサの外周側面の形状と、収容凹部の内側面の形状は対応する形状であることが必要となる。
第１の及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、別箇の部材である必要はなく、１枚の金属ラミネートフィルムが折り曲げられて形成されるものであってもよい。

ラミネート外装電池として、積層型リチウムイオン二次電池を開示して説明したがこれに限定されず、ラミネート外装体を備える種々の公知の電池に適用することができる。例えば、ラミネート外装電池が巻旋型リチウムイオン二次電池であって、巻旋型の電極群が扁平な矩形板状に潰されているものであってもよい。

ラミネート外装電池の正極端子及び負極端子が、ラミネート外装体の対向する２辺からそれらの一部が外部に延出されている例を説明したがこれに限定されず、ラミネート外装体の１辺から両端子が外部に延出されているものであってもよい。
（ラミネート外装電池の作製方法）
正極活物質と、導電剤と、結着剤と、溶剤とを混合して正極スラリーを調製した。次に、この正極スラリーを、正極集電体の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで圧縮した後、正極集電リード１１が延出するように切断して正極板１を作製した。正極板１は、２枚のセパレータ間に配置し、正極集電リード１１が延出する辺以外の３辺を熱融着することで、袋状セパレータ３内に収納した。

負極活物質と、結着剤と、溶剤とを混合してスラリーを調製した。次に、この負極スラリーを、負極集電体の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで圧縮した後、負極集電リード１２が延出するように切断して負極板２を作製した。
袋状セパレータ３内に収納した正極板１を２０枚と、負極板２を２１枚とを交互に積層して電極群１０を作製した。なお、電極群１０の積層方向における両端面には、負極板２が位置するようにする。この際、正極集電リード１１及び負極集電リード１２が電極群１０の対向する側面から延出するように積層した。テープ５を、正極板１及び負極板２のずれを防止するため、電極群１０の正極集電リード１１及び負極集電リード１２が延出する辺以外の２辺において上面、側面及び下面を跨いで貼着した。

次いで、電極群１０から延出した２０枚の正極集電リード１１及び２１枚の負極集電リード１２は、それぞれ電極群１０の積層方向に沿って、片側に寄せて集束し、電極群１０の積層方向に対して垂直方向に折り曲げて、端面が揃うように先端を切断した。正極端子１３の上面に、積層した２０枚の正極集電リード１１の端部を重ね、超音波溶接によって互いに接合した。負極端子１４の上面に、積層した２１枚の負極集電リード１２の端部を重ね、超音波溶接によって互いに接合した。次いで、正極端子１３及び負極端子１４のラミネート外装体ＲＦの封止部２３に対応する部分には、その両面を覆うように熱融着樹脂部６を形成した。

その後、図８のように、スペーサＳＰを電極群１０の外周面を囲む位置であって、切欠壁３６ａ（図７（ｂ）参照）が両集電リード１１，１２と両端子１３，１４とを挟む位置に配置した。その後、図８に示すように、第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２を、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１内に、スペーサＳＰ及び電極群１０が収納され、正極端子１３及び負極端子１４のそれぞれ一部が外部に延出するように重ね合わせた。その状態で、それら金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２の正極端子１３及び負極端子１４が延出する辺を含む３辺において、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の鍔部２２に位置する熱融着樹脂層と、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の周縁部に位置する熱融着樹脂層とを熱融着によって封着して封止した。

次いで、ラミネート外装体ＲＦの熱融着していない１辺から、非水電解液を注入した。次に、減圧環境下で、ラミネート外装体ＲＦの残りの１辺を熱融着して、ラミネート外装電池を作製した。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係るラミネート外装電池は、スペーサＳＰ及び第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の一部の構成が異なる以外、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１０及び図１１に基づいて説明する。

図１０（ａ）、（ｃ）及び図１１に示すように、スペーサＳＰは外周側面３７が第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の内底面と対向する面側（すなわち、第１面３３側）から第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２側（すなわち、第２面３４側）に向けて、周縁側に拡口する傾斜を有している点で、第１の実施形態と異なっている。また、図１０（ａ）に示すように、スペーサＳＰは第１面３３から外周側面３７にかけてその肉厚を減らすための複数の細長状凹部３７ｂを有している点で、第１の実施形態と異なっている。また、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、スペーサＳＰは矩形枠状を構成する４辺のうち、切欠部３６が形成される２辺を除く２辺において、複数の細長状凹部３７ｂ内に外周側面３７から内周側面３１に向けて貫通する複数の電解液供給口３７ｃを開口している点で、第１の実施形態と異なっている。

更に、図１１に示すように、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部２１は、底面側から鍔部２２側に向けて当該収容凹部２１の側壁が拡口して傾斜している点で、第１の実施形態と異なっている。スペーサＳＰの外周側面３７及び当該収容凹部２１の傾斜は、対応する角度を有しており、互いに沿うように構成されている。一般的に、当該収容凹部２１は、プレス絞り加工や打ち出し加工等の方法で成形される。特に、ラミネート外装体ＲＦの金属層がヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなる場合、剛性が高いため、当該収容凹部２１を深く成形すると、収容凹部２１の側壁が拡口して傾斜を有する形状になる。

このような構成を有する第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、ラミネート外装体ＲＦの金属層が高い剛性を有する場合であっても、収容凹部２１を深く成形でき、電極群１０の積層枚数を増加できるため、ラミネート外装電池の容量の向上が容易になる。また、スペーサＳＰ及び当該収容凹部２１が互いに沿うような傾斜を有しているため、収容凹部２１の内側面が矩形枠状のスペーサＳＰの外周側面３７によって支持され、ラミネート外装体ＲＦの熱融着時等における、ラミネート外装体ＲＦの歪み、皺、凹み等の欠陥の発生を抑制することができる。

また、このような構成によれば、スペーサＳＰが複数の細長状凹部３７ｂを有しているため、ラミネート外装電池を軽量化することができる。このように、スペーサＳＰの外周側面３７及び第１面３３は、部分的に収容凹部２１の内側面を部分的に支持する構成であってもよい。

また、このような構成によれば、スペーサＳＰが複数の電解液供給口３７ｃを開口しているため、上述する非水電解液の注入工程において、スペーサＳＰの内周側面３１内に配置される電極群１０に対して、外部から非水電解液を円滑に注入することができる。特に、ラミネート外装体ＲＦの金属層がヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなる場合、剛性が高く、ラミネート外装体ＲＦとスペーサＳＰとが密着するため、非水電解液の注入工程において、ラミネート外装体ＲＦと、スペーサＳＰとの間に非水電解液が通過するための隙間が生じにくい。そのため、ラミネート外装体ＲＦが含む金属層が高い剛性を有する場合、電解液供給口３７ｃを設けることがより効果的である。

更に、このような構成によれば、ラミネート外装電池におけるガス抜き工程を効率的に行うことができる。ラミネート外装電池の一例となる、ラミネート外装体を備える積層型リチウムイオン二次電池では、実際に電池として使用する前に、予備的に充放電を行い、そこで発生したガスを排出するガス抜き工程が行われる。ガス抜き工程を行うと、使用時に、電極群１０からガス発生してラミネート外装体ＲＦが膨張することを抑制することができる。電解液供給口３７ｃは、このガス抜き工程で、電極群１０から発生したガスを外部に排出する経路としても機能させることができる。

更に、電解液供給口３７ｃを複数の細長状凹部３７ｂ内に設けているため、非水電解液がスペーサＳＰ内を通過する流路が短くなり、より円滑に非水電解液を注入することができる。電解液供給口３７ｃは、外周側面３７から内周側面３１に向けて貫通していればよく、必ずしも複数の細長状凹部３７ｂ内に設けられなくてもよい。

なお、上述する、スペーサＳＰの外周側面３７及びラミネート外装体ＲＦの収容凹部２１の側壁が互いに沿うような傾斜を有していること、スペーサＳＰが電解液供給口３７ｃを有すること、及びスペーサＳＰが複数の細長状凹部３７ｂを有することは、付加的な要素であり、必ずしも組み合わされてラミネート外装電池に適用されなくてもよい。

［第３の実施形態］
第３の実施形態に係るラミネート外装電池は、スペーサＳＰの一部の構成が異なる以外、第１の実施形態と同様である。第３の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１２に基づいて説明する。図１２は、第１の実施形態の図７（ｃ）に対応する位置のスペーサＳＰの断面図である。

図１２に示すように、スペーサＳＰは、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の内底面と対向する面（すなわち、第１面３３）と、内周側面３１とが交差する角部３８にＲ形状を有している点で、第１の実施形態と異なっている。このＲ形状は、例えば、矩形枠状を有するスペーサＳＰの当該角部３８の全周に亘って設けられている。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ラミネート外装電池の熱融着時において、スペーサＳＰの当該角部３８がラミネート外装体ＲＦ（第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１）の内面に突き刺さるのを防止できるため、ラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層に傷を与えるのを抑制できる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態に係るラミネート外装電池は、スペーサＳＰの一部の構成が異なる以外、第１の実施形態と同様である。第４の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１３に基づいて説明する。図１３は、第１の実施形態の図７（ｃ）に対応する位置のスペーサＳＰの断面図である。

図１３に示すように、スペーサＳＰは、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２と対向する面（すなわち、第２面３４）の切欠壁３６ａを除く面と、内周側面３１とが交差する角部３９にＲ形状を有している点で、第１の実施形態と異なっている。このＲ形状は、例えば、矩形枠状を有するスペーサＳＰの当該角部３９の全周に亘って設けられている。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ラミネート外装電池の熱融着時において、スペーサＳＰの当該角部３９がラミネート外装体ＲＦ（第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２）の内面に突き刺さるのを防止できるため、ラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層に傷を与えるのを抑制できる。

［第５の実施形態］
第５の実施形態に係るラミネート外装電池は、スペーサＳＰの一部の構成が異なる以外、第１の実施形態と同様である。第５の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１４に基づいて説明する。図１４は、第１の実施形態の図７（ｃ）に対応する位置のスペーサＳＰの断面図である。

図１４に示すように、スペーサＳＰは、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２と対向する面（すなわち、第２面３４）の切欠壁３６ａを除く面と、外周側面３２とが交差する角部４０にＲ形状を有している点で、第１の実施形態と異なっている。このＲ形状は、例えば、矩形枠状を有するスペーサＳＰの当該角部４０の全周に亘って設けられている。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ラミネート外装電池の熱融着時において、スペーサＳＰの当該角部４０がラミネート外装体ＲＦ（第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２）の内面に突き刺さるのを防止できるため、ラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層に傷を与えるのを抑制できる。

［第６の実施形態］
第６の実施形態に係るラミネート外装電池は、スペーサＳＰの一部の構成が異なる以外、第１の実施形態と同様である。第６の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１５に基づいて説明する。図１５は、第１の実施形態の図７（ｃ）に対応する位置のスペーサＳＰの断面図である。

図１５に示すように、スペーサＳＰは、第３～５の実施形態で説明した角部３８、３９及び４０にＲ形状を有している点で、第１の実施形態と異なっている。このＲ形状は、例えば、矩形枠状を有するスペーサＳＰの当該角部３８，３９，４０の全周に亘って設けられている。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このような構成によれば、第３～５の実施形態で説明した効果を相乗的に得ることでき、ラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層に傷を与えることを更に抑制できる。

［第７の実施形態］
第７の実施形態に係るラミネート外装電池は、主に、第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材がそれぞれ収容凹部を有し、２つのスペーサを有する点で第１の実施形態と異なっている。第７の実施形態に係るラミネート外装電池は、図１６～１８に基づいて説明する。

図１６に示すように、当該ラミネート外装体ＲＦは、それぞれ電極群１０が収納される有底多角中空形状の収容凹部５１，５３及び当該収容凹部５１，５３の周縁に位置される枠状の鍔部５２，５４を有する第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１並びに第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２を備える。第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の互いの鍔部５２，５４を封着した封止部５５を有する。第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２は、例えば、図１８に示すように、それぞれ収容凹部５１，５３の深さＴ２´以外は、第１の実施形態における第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１と同様の構造を有している。

図１７及び図１８に示すように、正極集電リード１１は、電極群１０の積層方向に沿って例えば中央の位置に寄せて集束され、電極群１０の積層方向に対して垂直方向に折り曲げられ、端面が揃うように切断し、互いに接合される。複数の負極集電リード１２も正極集電リード１１と同様に、集束、折り曲げ、切断、接合される。正極端子１３及び負極端子１４の両面（例えば図１７及び図１８における上面及び下面）には、集束された正極集電リード１１及び負極集電リード１２の先端部がそれぞれ超音波溶接されている。正極端子１３及び負極端子１４は、ラミネート外装体ＲＦの封止部５５を横切って、それぞれ一部が外部に延出されている。

また、図１７及び図１８に示すように、第１のスペーサＳＰ１は、多角形枠状、例えば矩形枠状であって、電極群１０の外周面と第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部５１の内側面との間に介在している。第２のスペーサＳＰ２は、多角形枠状、例えば矩形枠状であって、電極群１０の外周面と第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部５３の内側面との間に介在している。正極端子１３及び負極端子１４は、第１及び第２のスペーサＳＰ１，ＳＰ２の間を通過している。

第１のスペーサＳＰ１は、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部５１の角部と対向する角部（図１８の符号３５´等）にＲ形状を有している。第２のスペーサＳＰ２は、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部との角部と対向する角部（図１８の符号３５´等）にＲ形状を有している。

また、図１８に示すように、第１のスペーサＳＰ１及び第２のスペーサＳＰ２は、正極端子１３が通過する部分に切欠部３６´を有している。当該切欠部３６´は、正極端子１３と対向する切欠壁３６ａ´を有している。第１のスペーサＳＰ１及び第２のスペーサＳＰ２は、負極端子１４が通過する部分にも同様に切欠壁を有する切欠部を有している。第１及び第２のスペーサＳＰ１，ＳＰ２は、切欠壁３６ａ´と、内周側面３１´とが交差する角部３６ｂ´にＲ形状をそれぞれ有している。第１のスペーサＳＰ１及び第２のスペーサＳＰ２は、例えば、図１８に示すように、それぞれ各スペーサＳＰ１，ＳＰ２の厚さＴ１´以外は、第１の実施形態におけるスペーサＳＰと同様の構造を有している。

このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２が共に収容凹部５１，５３を有する構成にすると、各収容凹部５１，５３の深さは、同じ電極群１０を収納する場合でも第１の実施形態のものと比較して半分にすることができる。そのため、各金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２は、収容凹部５１，５３の成形のためのプレス絞り加工や打ち出し加工時における変形量が少なくなり、各金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２への負担が軽減されるため、ラミネート外装体ＲＦの金属層や熱融着樹脂層への傷発生を抑制できる。

なお、第１の実施形態は、上述した構成の他に以下に説明する種々の形態を採用できる。

図１８に示す第１のスペーサＳＰ１の厚さＴ１´及び第２のスペーサＳＰ２の厚さＴ１´の和Ｔ１は、好ましくは第１のスペーサＳＰ１の収容凹部５１の深さＴ２´及び第２のスペーサＳＰ２の収容凹部５３の深さＴ２´の和Ｔ２以下の大きさ（Ｔ１≦Ｔ２）であり、更に好ましくはＴ２と同一（Ｔ１＝Ｔ２）である。このような構成によれば、ラミネート外装電池の熱融着時において、各スペーサＳＰ１，ＳＰ２がラミネート外装体ＲＦの内面に突き刺さることによる、ラミネート外装体ＲＦの変形、ラミネート外装体ＲＦの内面の熱融着樹脂層への傷の発生を抑制できる。

図１８に示す上述する各スペーサＳＰ１，ＳＰ２の厚さの和Ｔ１は、好ましくは電極群１０の厚さＴ３´に対して８０％～１００％であり、更に好ましくは電極群１０の厚さＴ３´に対して９５％～１００％である。このような構成によれば、電極群１０の外周面を適切に保護しつつ、各スペーサＳＰ１，ＳＰ２及び電極群１０間の段差を少なくでき、当該段差によってラミネート外装体ＲＦの内面に変形や傷を与えることを抑制できる。また、当該段差によって、ラミネート外装体ＲＦに凹みの欠陥が発生することを抑制することができる。

また、第７の実施形態は、第１～第６の実施形態で説明した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
具体的には、第１の実施形態で説明した構成と組み合わせて、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２が、それぞれ金属層と熱融着樹脂層とを備え、金属層は、ヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなる構成としてもよい。このような構成によれば、第１の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。

第２の実施形態で説明した構成と組み合わせて、第１のスペーサＳＰ１及び第２のスペーサＳＰ２が、外周側面３２´から内周側面３１´に向けて貫通する複数の電解液供給口をそれぞれ有する構成としてもよい。また、第２の実施形態で説明した構成と組み合わせて、第１のスペーサＳＰ１は、外周側面３２´が、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部５１の底面と対向する面から、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部５３の底面と対向する面に向けて、当該第１のスペーサＳＰ１の周縁側に拡口する傾斜を有する構成としてもよい。また、第２のスペーサＳＰ２は、外周側面３２´が、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部５３の底面と対向する面から、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の内底面と対向する面に向けて、当該第２のスペーサＳＰ２の周縁側に拡口する傾斜を有する構成としてもよい。

このとき、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部５１は、底面側から鍔部５２側に向けて当該収容凹部５１の側壁が拡口して傾斜しているように構成されている。スペーサＳＰの外周側面３２´及び当該収容凹部５１の傾斜は、対応する角度を有しており、互いに沿うように構成されている。また、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部５３は、底面側から鍔部５４側に向けて当該収容凹部５３の側壁が拡口して傾斜しているように構成されている。スペーサＳＰの外周側面３２´及び当該収容凹部５３の傾斜は、対応する角度を有しており、互いに沿うように構成されている。このような構成によれば、第２の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。

第３の実施形態で説明した構成と組み合わせて、第１のスペーサＳＰ１が、第１の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１の収容凹部５１の底面と対向する面と、内周側面３１´とが交差する角部にＲ形状を有する構成としてもよい。また、第２のスペーサＳＰ２が、第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ２の収容凹部５３の底面と対向する面と、内周側面３１´とが交差する角部にＲ形状を有する構成としてもよい。このような構成によれば、第３の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。

なお、上述する組み合わせは単なる一例であり、第１～第７の実施形態で説明した構成は、適宜組み合わせてラミネート外装電池に適用することができる。
なお、第１の及び第２のスペーサＳＰ１，ＳＰ２の構造、並びに、第１の及び第２の金属ラミネートフィルム部材ＲＦ１，ＲＦ２の構造は、互いに同じものを示して説明したが、これに限定されず、互いに異なる構成のものを適用することができる。例えば、各スペーサの高さＴ１´及び各収容凹部の深さＴ２´は、互いに異なるものであってもよい。

（実施例及び比較例）
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明する。
実施例１～２０、比較例１～２０に係る試作電池を、以下の方法で作製した。なお、特に説明しない試作電池の作製方法については、第１の実施形態において説明したラミネート外装電池の作製方法と同様とする。

［正極板の作製］
正極活物質としてのＬｉＣｏＯ_２を９０質量％と、導電剤としてのカーボンブラックを５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５質量％と、溶剤としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合して正極スラリーを調製した。次に、この正極スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔（厚み:１５μｍ）の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み０．１０ｍｍにまで圧縮した後、幅１００ｍｍ及び長さ１００ｍｍの領域が正極層の形成された正極集電体である正極板であって、その一辺から幅１０５ｍｍ、長さ１０６ｍｍの正極集電リードが延出するように切断した。正極板は、２枚の矩形状の多孔質ポリプロピレン製のセパレータ（厚み：３０μｍ）間に配置し、正極集電リードが延出する辺以外の３辺を熱融着することで、正極板を袋状セパレータ内に収納した。

［負極板の作製］
負極活物質としての天然黒鉛粉末を９５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５質量％と、溶剤としてのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合してスラリーを調製した。次に、この負極スラリーを、負極集電体としての銅箔（厚み：１０μｍ）の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み０．０８ｍｍにまで圧縮した後、幅１００ｍｍ及び長さ１００ｍｍの領域が負極層の形成された負極集電体である負極板であって、その一辺から幅３０ｍｍ及び長さ２２．５ｍｍの負極集電リードが延出するように切断した。

［電極群の作製］
第１の実施形態において説明したラミネート外装電池の作製方法と同様に、作製した２０枚の正極板及び２１枚の負極板を積層し、電極群を作製した。電極群の厚さＴ３は５ｍｍであった。ポリイミド製のテープを、正極板及び負極板のずれを防止するため、電極群の上面、側面及び下面を跨いで貼着した。正極端子は、例えば幅３０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム板を用いた。負極端子は、例えば幅３０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅板を用いた。次いで、正極端子及び負極端子のラミネート外装体の封止部に対応する部分には、その両面を覆うようにポリプロピレンからなる熱融着樹脂部を形成した。

［スペーサの作製］
実施例１～２０及び比較例１～２０においては、表１に示すように、電極群の厚さＴ３に対するスペーサの厚さＴ１を７０％～１１０％の間で変更したスペーサを作製した。スペーサＳＰは、外形が、幅１２０ｍｍ及び長さ１２０ｍｍの矩形状であり、開口が、幅１１０ｍｍ、長さ１１０ｍｍの矩形状であり、全体として矩形枠状を有している。切欠部は、例えば、それぞれ幅が０．５ｍｍ、深さが０．５ｍｍの寸法を有している。

実施例１～２０におけるスペーサは、図１５に示す第６の実施形態におけるスペーサと同様に、切欠壁と内周側面とが交差する角部（角部Ａ）（図１５における符号３６ｂに対応）にＲ形状を有している。また、実施形態１～２０におけるスペーサは、図１５に示す第６の実施形態におけるスペーサと同様に、スペーサが矩形枠状であるため外周側面が有する角部、第１面と外周側面とが交差する角部（図１５の符号３５に対応）、第２面の切欠壁を除く面と内周側面とが交差する角部（図１５の符号３９に対応）、第１面と内周側面とが交差する角部（図１５の符号３８に対応）、及び第２面の切欠壁を除く面と外周側面とが交差する角部（（図１５の符号４０に対応）の全ての角部（角部Ｂ）に全周に亘ってＲ形状を有している。一方、比較例１～１０のスペーサでは、角部ＡのみにＲ形状を有し、角部ＢにＲ形状を有しない構成とした。また、比較例１０～２０のスペーサでは、角部ＢのみにＲ形状を有し、角部ＡのＲ形状を有しない構成とした。

［ラミネート外装体の作製］
第１の実施形態において説明したラミネート外装電池の作製方法と同様に、第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材を作製した。第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、ポリプロピレンからなる熱融着樹脂層と、金属層と、ＰＥＴからなる保護層とがこの順番で積層した構造を有する。第１の金属ラミネートフィルム部材の収容凹部の深さＴ２は、５ｍｍとした。

実施例１～２０及び比較例１～２０においては、表１に示すように、ラミネート外装体の金属層のヤング率を７０ＧＰａ～２０５ＧＰａの間で変更した。金属層としては、それぞれ、アルミ合金（ヤング率７０ＧＰａ）、銅（ヤング率１００ＧＰａ）、ステンレス（ヤング率１９３ＧＰａ）、ニッケル（ヤング率２０５ＧＰａ）の箔を使用した。

［試作電池の組立て］
第１の実施形態において説明したラミネート外装電池の作製方法と同様に、作製した電極群、スペーサ、及びラミネート外装体を用いて、各試作電池を組立てた。
非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）とが体積比で３０：７０の割合で混合された混合溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ_６が１ｍｏｌ／Ｌの割合で溶解されたものを用いた。

また、これらの実施例及び比較例に係るラミネート外装電池について、減圧環境下での封止部の熱融着後、ラミネート外装体の外観上の凹みの有無を確認した後、ラミネート外装体の封止を解き、ラミネート外装体の内面（熱融着樹脂層）の傷の有無、及び正極集電リード及び負極集電リードの傷の有無を確認した。ラミネート外装体の凹みの有無は、目視にて、３段階（ａ：凹み無し、ｂ：僅かな凹み有り、ｃ：大きな凹み有り）にて評価した。ラミネート外装体の内面の傷の有無は、目視にて、３段階（ａ：傷無し、ｂ：傷あり、ｃ：大きな傷あり）にて評価した。各集電リードの傷の有無は、目視にて、３段階（ａ：傷無し、ｂ：傷あり、ｃ：大きな傷あり）にて評価した。それらの評価結果を下記表１に示す。

表１に示す結果より、角部Ａ及び角部ＢにＲ形状を有する実施例１～２０では、いずれの傷や凹みも発生せず、ラミネート外装体の凹みや傷、正極集電リード及び負極集電リードの傷の発生を抑制できていることがわかる。
一方、角部ＡにＲ形状を有し、角部ＢにＲ形状を有しない比較例１～１０では、いずれの結果でもラミネート外装体の凹み又はラミネート外装体の内面の傷が発生した。これらの凹みや傷は、ラミネート外装体の金属層のヤング率が１００ＧＰａである比較例６～１０において、ラミネート外装体の金属層のヤング率が７０ＧＰａである比較例１～５よりも程度が大きく、金属層のヤング率が大きいほど凹みや傷が発生しやすいとわかる。また、比較例２～４と、比較例１及び５とを比較するとわかるように、電極群の厚さＴ３に対するスペーサの厚さＴ１が８０％～１００％の範囲にあると、ラミネート外装体の凹みが発生しにくいことがわかる。また、角部ＢにＲ形状を有し、角部ＡにＲ形状を有しない比較例１１～２０では、いずれの結果でも、各集電リードのスペーサの角部に当接する部分で傷が発生した。

実施例及び比較例の結果によって、実施形態に係るラミネート外装電池では、ラミネート外装体の凹みや傷、正極集電リード及び負極集電リードの傷を抑制でき、高い信頼性を有することが示された。

なお、いくつかの実施形態について、具体的に説明したが、これらは単なる例示であり、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく種々の変更が可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材と、当該第１の金属ラミネートフィルム部材と等しい外径寸法を有する平板状の第２の金属ラミネートフィルム部材とを備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記鍔部と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の周縁部とを互いに封着した封止部を有し；
前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の前記封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；及び
前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状のスペーサ；
を備え、
前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、
前記正極端子及び前記負極端子は、前記第２の金属ラミネートフィルム部材及び前記スペーサの間を通過し、かつ
前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面のうち、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有することを特徴とするラミネート外装電池。
［２］
前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面の前記切欠壁を除く面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする［１］に記載のラミネート外装電池。
［３］
前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする［１］又は［２］に記載のラミネート外装電池。
［４］
前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面の前記切欠壁を除く面と、外周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする［１］～［３］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［５］
前記スペーサは、外周側面から前記内周側面に向けて貫通する複数の電解液供給口を有していることを特徴とする［１］～［４］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［６］
前記第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、それぞれ金属層と熱融着樹脂層とを備え、前記金属層は、ヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなることを特徴とする［１］～［５］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［７］
前記スペーサの外周側面は、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面側から、前記第２の金属ラミネートフィルム部材側に向けて当該スペーサの周縁側に拡口する傾斜を有することを特徴とする［６］に記載のラミネート外装電池。
［８］
前記スペーサの厚さＴ１と、前記収容凹部の深さＴ２とが、Ｔ１≦Ｔ２である［１］～［７］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［９］
前記スペーサの厚さＴ１が、前記電極群の厚さＴ３に対して、８０％～１００％であることを特徴とする［１］～［８］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［１０］
セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、それぞれ前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材並びに第２の金属ラミネートフィルム部材を備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材及び前記第２の金属ラミネートフィルム部材の互いの前記鍔部を封着した封止部を有し；
前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；
前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状の第１のスペーサ；及び
前記電極群の外周面と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状の第２のスペーサ；
を備え、
前記正極端子及び前記負極端子は、前記第１及び第２のスペーサの間を通過し、
前記第１のスペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、前記第２のスペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部との角部と対向する角部にＲ形状を有し、かつ
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサは、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有することを特徴とするラミネート外装電池。
［１１］
前記第１のスペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有し、前記第２のスペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする［１０］に記載のラミネート外装電池。
［１２］
前記第１のスペーサ及び第２のスペーサは、外周側面から前記内周側面に向けて貫通する複数の電解液供給口をそれぞれ有することを特徴とする［１０］又は［１１］に記載のラミネート外装電池。
［１３］
前記第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、それぞれ金属層と熱融着樹脂層とを備え、前記金属層は、ヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなることを特徴とする［１０］～［１２］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［１４］
前記第１のスペーサは、外周側面が、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面から、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面に向けて、当該第１のスペーサの周縁側に拡口する傾斜を有し、
前記第２のスペーサは、外周側面が、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面から、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面に向けて、当該第２のスペーサの周縁側に拡口する傾斜を有することを特徴とする［１３］に記載のラミネート外装電池。
［１５］
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサの厚さの和Ｔ１と、前記第１のスペーサの前記収容凹部及び前記第２のスペーサの収容凹部の深さの和Ｔ２とが、Ｔ１≦Ｔ２であることを特徴とする［１０］～［１４］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［１６］
前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサの厚さの和Ｔ１が、前記電極群の厚さＴ３´に対して、８０％～１００％であることを特徴とする［１０］～［１５］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。
［１７］
前記正極板に用いられる正極活物質と、前記負極板に用いられる負極活物質とが、リチウムイオンを吸蔵放出できる材料から構成されている、［１］～［１６］のいずれか１つに記載のラミネート外装電池。

１…正極板、２…負極板、３…セパレータ、５…テープ、６…熱融着樹脂部、１０…電極群、１１…正極集電リード、１２…負極集電リード、１３…正極端子、１４…負極端子、ＲＦ…ラミネート外装体、ＲＦ１…第１の金属ラミネートフィルム部材、ＲＦ２…第２の金属ラミネートフィルム部材、２１…収容凹部、２２…鍔部、２３…封止部、ＳＰ…スペーサ、３１…内周側面、３２，３７…外周側面、３３…第１面、３４…第２面、３５…角部、３６…切欠部、３６ａ…切欠壁、３６ｂ…角部、３７ｂ…細長状凹部、３７ｃ…電解液供給口、３８，３９，４０…角部、５１，５３…収容凹部、５２，５４…鍔部、５５…封止部、ＳＰ１…第１のスペーサ、ＳＰ２…第２のスペーサ

Claims (17)

1. セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
   前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
   前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
   前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材と、当該第１の金属ラミネートフィルム部材と等しい外径寸法を有する平板状の第２の金属ラミネートフィルム部材とを備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記鍔部と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の周縁部とを互いに封着した封止部を有し；
   前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の前記封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；及び
   前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状のスペーサ；
   を備え、
   前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、
   前記正極端子及び前記負極端子は、前記第２の金属ラミネートフィルム部材及び前記スペーサの間を通過し、
   前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面のうち、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有し、かつ
   前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面の前記切欠壁を除く面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とするラミネート外装電池。
2. セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
   前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
   前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
   前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材と、当該第１の金属ラミネートフィルム部材と等しい外径寸法を有する平板状の第２の金属ラミネートフィルム部材とを備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記鍔部と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の周縁部とを互いに封着した封止部を有し；
   前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の前記封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；及び
   前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状のスペーサ；
   を備え、
   前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、
   前記正極端子及び前記負極端子は、前記第２の金属ラミネートフィルム部材及び前記スペーサの間を通過し、
   前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面のうち、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有し、かつ
   前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とするラミネート外装電池。
3. セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
   前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
   前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
   前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材と、当該第１の金属ラミネートフィルム部材と等しい外径寸法を有する平板状の第２の金属ラミネートフィルム部材とを備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記鍔部と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の周縁部とを互いに封着した封止部を有し；
   前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の前記封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；及び
   前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状のスペーサ；
   を備え、
   前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、
   前記正極端子及び前記負極端子は、前記第２の金属ラミネートフィルム部材及び前記スペーサの間を通過し、
   前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面のうち、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有し、かつ
   前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面の前記切欠壁を除く面と、外周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とするラミネート外装電池。
4. 前記スペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート外装電池。
5. 前記スペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材と対向する面の前記切欠壁を除く面と、外周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート外装電池。
6. 前記スペーサは、外周側面から前記内周側面に向けて貫通する複数の電解液供給口を有していることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
7. 前記第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、それぞれ金属層と熱融着樹脂層とを備え、前記金属層は、ヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
8. 前記スペーサの外周側面は、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面側から、前記第２の金属ラミネートフィルム部材側に向けて当該スペーサの周縁側に拡口する傾斜を有することを特徴とする請求項７項に記載のラミネート外装電池。
9. 前記スペーサの厚さＴ１と、前記収容凹部の深さＴ２とが、Ｔ１≦Ｔ２である請求項１～８のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
10. 前記スペーサの厚さＴ１が、前記電極群の厚さＴ３に対して、８０％～１００％であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
11. セパレータを挟んで互いに対向配置された正極板及び負極板を有する多角形板状の電極群；
    前記正極板に電気的に接続された正極集電リード；
    前記負極板に電気的に接続された負極集電リード；
    前記電極群を包み込むラミネート外装体であって、当該ラミネート外装体は、それぞれ前記電極群が収納される有底多角中空形状の収容凹部及び当該収容凹部の周縁に位置される枠状の鍔部を有する第１の金属ラミネートフィルム部材並びに第２の金属ラミネートフィルム部材を備え、前記第１の金属ラミネートフィルム部材及び前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記鍔部を互いに封着した封止部を有し；
    前記正極集電リード及び前記負極集電リードにそれぞれ電気的に接続され、前記ラミネート外装体の封止部を横切ってそれぞれ一部が外部に延出された正極端子及び負極端子；
    前記電極群の外周面と前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状の第１のスペーサ；及び
    前記電極群の外周面と前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の内側面との間に介在する多角形枠状の第２のスペーサ；
    を備え、
    前記正極端子及び前記負極端子は、前記第１及び第２のスペーサの間を通過し、
    前記第１のスペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の角部と対向する角部にＲ形状を有し、前記第２のスペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部との角部と対向する角部にＲ形状を有し、
    前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサは、前記正極端子及び前記負極端子が通過する部分に切欠部をそれぞれ有し、当該切欠部の前記正極端子及び前記負極端子と対向する切欠壁と、内周側面とが交差する角部にＲ形状をそれぞれ有し、かつ
    前記第１のスペーサは、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有し、前記第２のスペーサは、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面と、前記内周側面とが交差する角部にＲ形状を有することを特徴とするラミネート外装電池。
12. 前記第１のスペーサ及び第２のスペーサは、外周側面から前記内周側面に向けて貫通する複数の電解液供給口をそれぞれ有することを特徴とする請求項１１に記載のラミネート外装電池。
13. 前記第１及び第２の金属ラミネートフィルム部材は、それぞれ金属層と熱融着樹脂層とを備え、前記金属層は、ヤング率７０ＧＰａ以上の金属箔からなることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のラミネート外装電池。
14. 前記第１のスペーサは、外周側面が、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面から、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面に向けて、当該第１のスペーサの周縁側に拡口する傾斜を有し、
    前記第２のスペーサは、外周側面が、前記第２の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面から、前記第１の金属ラミネートフィルム部材の前記収容凹部の底面と対向する面に向けて、当該第２のスペーサの周縁側に拡口する傾斜を有することを特徴とする請求項１３に記載のラミネート外装電池。
15. 前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサの厚さの和Ｔ１と、前記第１のスペーサの前記収容凹部及び前記第２のスペーサの収容凹部の深さの和Ｔ２とが、Ｔ１≦Ｔ２であることを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
16. 前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサの厚さの和Ｔ１が、前記電極群の厚さＴ３´に対して、８０％～１００％であることを特徴とする請求項１１～１５のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。
17. 前記正極板に用いられる正極活物質と、前記負極板に用いられる負極活物質とが、リチウムイオンを吸蔵放出できる材料から構成されている、請求項１～１６のいずれか１項に記載のラミネート外装電池。

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