WO2016068071A1 - 二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法 - Google Patents

二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法 Download PDF

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electrode tab
reinforcing member
secondary battery
battery
fusing
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井上　和彦
志村　健一
信也 須藤
登 吉田
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日本電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery or the like, and more particularly to a secondary battery or the like in which the function is made more reliable in a structure in which an electrode tab or the like has a fuse function.
  • a film-clad battery is one in which a battery element is housed together with an electrolyte in an exterior body (also referred to as a “film exterior body”) made of such a laminate film. Positive and negative electrode tabs are drawn from the battery element, and each electrode tab is configured to extend to the outside of the film outer package.
  • Patent Document 1 discloses that a notch portion may be provided in the electrode tab drawn out from the film exterior body so that the notch portion is bent and the notch portion functions as a fuse. ing. This notch of the electrode tab is covered with an insulating resin. Patent Document 1 suggests that a part of the electrode tab functions as a fuse, but does not specifically mention the influence of heat generated in the part when the electrode tab is actually functioned as a fuse. When the battery has such a fuse function, it is necessary to sufficiently examine whether or not the fuse part normally blows and whether or not the heat generated in the part does not adversely affect other parts of the battery. Such a problem is not peculiar to a film-clad battery, and can occur in other types of secondary batteries as well.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a secondary battery or the like in which the function is made more reliable in a structure in which the electrode tab has a fuse function. .
  • a secondary battery is as follows: A battery element in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated; An exterior body that houses the battery element together with an electrolyte solution; A positive electrode tab and a negative electrode tab drawn from the outer package; A secondary battery comprising: further, A fusing part that is formed in a part of the electrode tab and blows preferentially over other parts when a predetermined current flows, A reinforcing member attached to a part of the electrode tab that includes at least the fused part in a state of being separated from the exterior body, A secondary battery comprising:
  • the “secondary battery” includes not only those using a film outer package such as a laminate film (film outer battery) but also those using a hard container such as a metal can or a resin case as the outer package.
  • Examples of the outer shape of the battery include a flat type (thin type), a square type, a cylindrical type, a coin type, and a button type.
  • “Film-clad battery” refers to a battery in which a battery element is accommodated in a film-clad body together with an electrolytic solution, and generally has a flat shape as a whole.
  • a battery for an electric vehicle is required to have a large capacity, a low internal resistance, a high heat dissipation, and the like, and a film-covered battery is advantageous in these respects.
  • One film-clad battery may be referred to as a “battery cell” or simply a “cell”.
  • the “film outer package” means an outer package made of a flexible film and containing a battery element. The film element is hermetically sealed by arranging two films facing each other and welding them together. Alternatively, the battery element may be sealed by folding a single film and welding the opposed surfaces.
  • the simple term “exterior body” includes both a non-flexible body (for example, a hard case) and a flexible body such as the film exterior body.
  • the “melting part” may be a part where the cross-sectional area is partially small, or it is made of a material having a melting point lower than that of other parts, so that it is preferentially fused over other parts. It may be a part to do.
  • the “power supply unit” (assembled battery) can be used for a vehicle, a predetermined system, and the like, and includes a plurality of secondary batteries (cells).
  • the plurality of cells may or may not be mounted as a sub-assembly every several cells.
  • a “battery pack” in which several cells are accommodated in a predetermined case is manufactured and one or more of them are mounted. It may be a configuration.
  • the present invention it is possible to provide a secondary battery or the like in which the function is made more reliable in the structure in which the electrode tab has a fuse function.
  • FIG. 1 It is a perspective view of a film exterior battery. It is sectional drawing which shows a part of cross section of the battery of FIG. It is a top view which shows typically the structure of the electrode tab of the battery which concerns on one form of this invention. It is a figure which shows the structure of the electrode tab and reinforcement member in one aspect
  • FIG. 10A It is a perspective view of an example of a reinforcing member. It is a modification of the reinforcing member of the type of FIG. 5A. It is a figure which shows an example of the fusing part formed in an electrode tab. It is a figure which shows two examples in which a fusing part is formed in the other electroconductive material connected to the electrode tab. It is a schematic diagram of an electrical storage system. It is a schematic diagram of an electric vehicle. It is a figure which shows an example of the battery pack accommodated in the battery part which is an assembled battery. It is a figure which shows each element of the battery pack of FIG. 10A. It is a figure which shows the film-clad battery single-piece
  • the film-clad battery 50 is connected to the battery element 20, the film-clad body 10 that houses the battery element 20, and the battery-clad element 20.
  • a positive electrode tab 21 and a negative electrode tab 25 (hereinafter also simply referred to as “electrode tabs”).
  • the battery element 20 is formed by alternately laminating a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes made of metal foils each coated with an electrode material on both sides of a separator.
  • the overall external shape of the battery element 20 is not particularly limited, in this example, it is a flat and substantially rectangular parallelepiped.
  • each of the positive electrode and the negative electrode has an extended portion that partially protrudes from a part of the outer periphery.
  • the extension part of the positive electrode and the extension part of the negative electrode are alternately arranged so as not to interfere with each other when the positive electrode and the negative electrode are stacked. All the negative electrode extensions are collected together and connected to the negative electrode tab. Similarly, for the positive electrode, all the positive electrode extensions are collected together and connected to the positive electrode tab.
  • the connection between the electrode tab and the extension may be made by welding. Note that the portions gathered together in the stacking direction between the extension portions in this way are also called “current collectors” or the like.
  • the electrode tabs 21 and 25 connected to the current collector can be adopted as the electrode tabs 21 and 25 connected to the current collector.
  • the positive electrode tab 21 is aluminum or an aluminum alloy
  • the negative electrode tab 25 is copper or nickel.
  • the surface may be nickel-plated.
  • separators webs and sheets made of organic materials, for example, woven fabrics such as cellulose, non-woven fabrics, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyimides, porous polymer membranes such as porous polyvinylidene fluoride membranes, or ion conductive polymers An electrolyte membrane or the like can be used. These can be used alone or in combination.
  • the separator which consists of inorganic materials, such as a ceramic and glass, can also be used as a separator.
  • a nonwoven fabric separator made of ceramic short fibers such as alumina, alumina-silica, potassium titanate, or a base material made of woven fabric, nonwoven fabric, paper or porous film, a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer, and
  • a separator comprising a layer containing ceramic powder, or a heat resistant layer is provided on a part of the surface, and this heat resistant layer is a porous thin film layer containing ceramic powder, a porous thin film layer of a heat resistant resin, or Porous thin film layer separator made of a composite of ceramic powder and heat-resistant resin, or porous made by binding secondary particles formed by sintering or dissolving and recrystallizing a part of primary particles of a ceramic material by a binder
  • the negative electrode has a negative electrode current collector formed of a metal foil, and a negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material is bound so as to cover the negative electrode current collector with a negative electrode binder.
  • the negative electrode current collector is formed to have an extension connected to the negative electrode terminal, and the negative electrode active material is not applied to the extension.
  • the negative electrode active material in the present embodiment is not particularly limited.
  • a carbon material that can occlude and release lithium ions a metal that can be alloyed with lithium, a metal oxide that can occlude and release lithium ions, and the like. Is mentioned.
  • Examples of the carbon material include carbon, amorphous carbon, diamond-like carbon, carbon nanotube, or a composite thereof.
  • carbon with high crystallinity has high electrical conductivity, and is excellent in adhesiveness and voltage flatness with a negative electrode current collector made of a metal such as copper.
  • amorphous carbon having low crystallinity has a relatively small volume expansion, it has a high effect of relaxing the volume expansion of the entire negative electrode, and deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects hardly occurs.
  • a negative electrode containing a metal or metal oxide is preferable in that it can improve the energy density and increase the capacity per unit weight or unit volume of the battery.
  • the metal examples include Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, La, and alloys of two or more thereof. Moreover, you may use these metals or alloys in mixture of 2 or more types. These metals or alloys may contain one or more non-metallic elements.
  • the metal oxide examples include silicon oxide, aluminum oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, and composites thereof.
  • tin oxide or silicon oxide is included as a negative electrode active material, and it is more preferable that silicon oxide is included. This is because silicon oxide is relatively stable and hardly causes a reaction with other compounds.
  • one or more elements selected from nitrogen, boron and sulfur may be added to the metal oxide, for example, 0.1 to 5% by mass.
  • the electrical conductivity of a metal oxide can be improved.
  • the electrical conductivity can be similarly improved by coating a metal or metal oxide with a conductive material such as carbon by a method such as vapor deposition.
  • the negative electrode active material can be used by mixing a plurality of materials without using a single material.
  • the same kind of materials such as graphite and amorphous carbon may be mixed, or different kinds of materials such as graphite and silicon may be mixed.
  • the binder for the negative electrode is not particularly limited.
  • polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, styrene-butadiene copolymer Rubber, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyimide, polyamideimide, polyacrylic acid, or the like can be used.
  • the amount of the binder for the negative electrode used is 0.5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “high energy” which are in a trade-off relationship. Is preferred.
  • the negative electrode current collector aluminum, nickel, stainless steel, chromium, copper, silver, and alloys thereof are preferable in view of electrochemical stability.
  • the shape include foil, flat plate, and mesh.
  • a conductive auxiliary material may be added to the coating layer containing the negative electrode active material for the purpose of reducing impedance.
  • the conductive auxiliary material include scaly, rod-like, and fibrous carbonaceous fine particles, such as graphite, carbon black, acetylene black, and vapor grown carbon fiber (VGCF (registered trademark) manufactured by Showa Denko).
  • the positive electrode has a positive electrode current collector formed of a metal foil, and a positive electrode active material coated on both surfaces of the positive electrode current collector.
  • the positive electrode active material is bound so as to cover the positive electrode current collector with a positive electrode binder.
  • the positive electrode current collector is formed to have an extension connected to the positive electrode terminal, and the positive electrode active material is not applied to the extension.
  • the positive electrode active material in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a material capable of occluding and releasing lithium, and can be selected from several viewpoints. From the viewpoint of increasing the energy density, it is preferable to include a high-capacity compound.
  • the high-capacity compound include nickel-lithium oxide (LiNiO 2 ) or lithium-nickel composite oxide obtained by substituting a part of nickel in nickel-lithium oxide with another metal element.
  • the layered structure represented by the following formula (A) Lithium nickel composite oxide is preferred.
  • the Ni content is high, that is, in the formula (A), x is preferably less than 0.5, and more preferably 0.4 or less.
  • LiNi 0.8 Co 0.05 Mn 0.15 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2, LiNi 0.8 Co 0.1 Al can be preferably used 0.1 O 2 or the like.
  • the Ni content does not exceed 0.5, that is, in the formula (A), x is 0.5 or more. It is also preferred that the number of specific transition metals does not exceed half.
  • LiNi 0.4 Co 0.3 Mn 0.3 O 2 (abbreviated as NCM433), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (abbreviated as NCM523), LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O 2 (abbreviated as NCM532), etc. (however, the content of each transition metal in these compounds varies by about 10%) Can also be included).
  • two or more compounds represented by the formula (A) may be used as a mixture.
  • NCM532 or NCM523 and NCM433 range from 9: 1 to 1: 9 (typically 2 It is also preferable to use a mixture in 1).
  • a material having a high Ni content (x is 0.4 or less) and a material having a Ni content not exceeding 0.5 (x is 0.5 or more, for example, NCM433) are mixed. As a result, a battery having a high capacity and high thermal stability can be formed.
  • the positive electrode active material for example, LiMnO 2 , Li x Mn 2 O 4 (0 ⁇ x ⁇ 2), Li 2 MnO 3 , Li x Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 (0 ⁇ x ⁇ 2) Lithium manganate having a layered structure or spinel structure such as LiCoO 2 or a part of these transition metals replaced with another metal; Li in these lithium transition metal oxides more than the stoichiometric composition And those having an olivine structure such as LiFePO 4 .
  • any of the positive electrode active materials described above can be used alone or in combination of two or more.
  • radical materials or the like can be used as the positive electrode active material.
  • the positive electrode binder the same as the negative electrode binder can be used.
  • the amount of the positive electrode binder to be used is preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material from the viewpoints of “sufficient binding force” and “high energy” which are in a trade-off relationship. .
  • the positive electrode current collector the same as the negative electrode current collector can be used.
  • a conductive auxiliary material may be added to the positive electrode active material coating layer for the purpose of reducing impedance.
  • the conductive auxiliary material include carbonaceous fine particles such as graphite, carbon black, and acetylene black.
  • a nonaqueous electrolytic solution containing a lithium salt (supporting salt) and a nonaqueous solvent that dissolves the supporting salt can be used.
  • an aprotic organic solvent such as carbonate ester (chain or cyclic carbonate), carboxylic acid ester (chain or cyclic carboxylic acid ester), and phosphate ester can be used.
  • carbonate solvents examples include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC); dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate. (EMC), chain carbonates such as dipropyl carbonate (DPC); and propylene carbonate derivatives.
  • PC propylene carbonate
  • EC ethylene carbonate
  • BC butylene carbonate
  • VVC vinylene carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • DPC dipropyl carbonate
  • propylene carbonate derivatives examples include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC); dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate
  • carboxylic acid ester solvent examples include aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, and ethyl propionate; and lactones such as ⁇ -butyrolactone.
  • phosphate ester examples include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, and the like.
  • solvents that can be contained in the non-aqueous electrolyte include, for example, ethylene sulfite (ES), propane sultone (PS), butane sultone (BS), dioxathilane-2,2-dioxide (DD), and sulfolene.
  • ES ethylene sulfite
  • PS propane sultone
  • BS butane sultone
  • DD dioxathilane-2,2-dioxide
  • sulfolene sulfolene
  • LiPF 6 LiAsF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN ( CF 3 SO 2) 2 normal lithium salt which can be used in lithium ion batteries or the like can be used.
  • the supporting salt can be used alone or in combination of two or more.
  • Non-aqueous solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the exterior body can be appropriately selected as long as it is stable to the electrolytic solution and has a sufficient water vapor barrier property.
  • the exterior body may be comprised with a single member and may be comprised combining several members.
  • the film outer package 10 may be composed of a first film 11 and a second film 12 disposed so as to face the first film 11.
  • the outline shape of the film outer package 10 is not particularly limited, but may be a quadrangle, which is a rectangle in this example.
  • Both the films 11 and 12 are heat-welded to each other around the battery element 20 and joined. Thereby, the peripheral part of the film exterior body 10 becomes the heat welding part 15.
  • a positive electrode tab 21 and a negative electrode tab 25 are drawn from one side of the short side of the heat-welded portion 15.
  • the tab may be pulled out from one side of the long side.
  • the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 25 may be pulled out from different sides. As this example, a configuration in which the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 25 are drawn in opposite directions from the opposite sides can be given.
  • Electrode tab 25 is basically described as “electrode tab 25”.
  • the fusing part 25 b is a part formed with a smaller cross-sectional area than other parts of the electrode tab 25. Due to the small cross-sectional area, the current density of the part is locally increased, heat is generated in this part, and when the temperature exceeds the melting point of the material, it melts and blows.
  • the specific shape of the fusing part 25b may be any.
  • the slit 25a extending in the width direction of the electrode tab 25
  • the remaining part of the electrode tab 25 is formed as a fusing part 25b.
  • Such a fusing part 25b is advantageous in that it is easy to produce.
  • the slit 25a is a long and narrow rectangle in this example, but as another aspect, the corner (the lower corner in the figure) on the slit tip side may be rounded. As a result, the stress concentration in the vicinity of the melted portion 25b is relaxed, and even when a force is applied to the electrode tab 25 for some reason, breakage or the like hardly occurs.
  • the slit may have a wedge shape.
  • the wedge-shaped tip may be a sharp corner or may have a rounded shape.
  • only one slit is formed in the tab in FIG. 3, two slits (each extending from the end of the tab toward the center side) may be formed, and a portion remaining between the slits may be used as a fusing part. . It should be noted that further examples of the melted part and the slit will be described later with reference to another drawing.
  • a reinforcing member 31 is provided in a portion of the electrode tab 25 including at least the fusing part 25b.
  • the reinforcing member 31 is attached to the electrode tab 25 and serves to reinforce the mechanical strength of the tab.
  • the fusing part 25b is a part having a smaller cross-sectional area than other parts of the electrode tab 25, and is easily broken or damaged when a force is applied to the tab for some reason.
  • the reinforcing member 31 is provided as in the present embodiment, the electrode tab 25 is reinforced, and breakage and damage are prevented.
  • the reinforcing member 31 is drawn abstractly, but more specifically, the configuration as shown in FIG. 4A may be used.
  • the reinforcing member 33 is disposed on one surface of the electrode tab 25.
  • the reinforcing member 33 is a plate-like member as an example.
  • the reinforcing member 33 does not necessarily need to be a flat plate-like member, and may be, for example, a curved plate-like member or an uneven shape. However, a flat plate-shaped member is advantageous in that it is easy to manufacture and the manufacturing cost is low.
  • the outline shape of the reinforcing member 33 is not limited, but may be a rectangle.
  • the main surface of the reinforcing member 33 and the main surface of the electrode tab 25 may be in contact with each other, or may be configured to be close but not in contact. Another member may be interposed between the reinforcing member 35 and the electrode tab 25.
  • the reinforcing member 33 is disposed so as to cover the notch 25a of the electrode tab 25 as shown in FIGS. 4A (a) and (b).
  • a plurality of locking pieces 25e are formed on both sides of the electrode tab 25 in the width direction (vertical direction in the figure), and each locking piece 25e extends outward in the width direction of the tab. More specifically, a total of four locking pieces 25e are formed. As shown in FIG. 4A (b), the locking piece 25e is bent and locked to the peripheral edge of the reinforcing member 33, whereby the reinforcing member 33 is fixed.
  • the reinforcing member 33 reinforces the electrode tab 25, it is preferable that the reinforcing member 33 has relatively high rigidity.
  • a metal material, a resin material, a ceramic material, or a composite material thereof can be basically used. Those in which a film such as painting or plating is formed on these materials are also preferable.
  • a material having high insulation, heat insulation, and heat resistance as the material of the reinforcing member.
  • electrical insulation for example, those having a volume resistivity of 1 ⁇ 10 1 ( ⁇ ⁇ m) or more can be used.
  • heat insulation for example, those having a thermal conductivity of 8 W ⁇ m ⁇ 1 ⁇ K ⁇ 1 or less can be used.
  • heat resistance the temperature at which the material is deformed or altered, such as the melting point (softening point) and the thermal decomposition temperature, is 150 ° C. or higher (polyolefin such as PP, phenol resin, etc.), preferably 200 ° C.
  • silicon resin cellulose, etc.
  • those having a temperature of 250 ° C. or higher epoxy resin, fluorine resin, or the like
  • 300 ° C. or higher polyimide class, inorganic materials such as glass
  • the reinforcing member 33 When the reinforcing member 33 is made of, for example, a conductive material, a current flows through this member, so that the fusing part 25b does not serve as a fuse part. Therefore, the reinforcing member 33 itself may be a conductive material, but in that case, the reinforcing member 33 needs to be electrically insulated from the electrode tab 25.
  • an insulating material having heat resistance may be used.
  • ceramic may be used, and alumina, glass, aluminum nitride (AlN), zirconia, silicon nitride (Si 3 N 4 ), or the like can be used.
  • AlN aluminum nitride
  • Si 3 N 4 silicon nitride
  • it is also preferably a flame retardant resin, and a polyimide resin, an epoxy resin, a phenol resin, or the like can be used.
  • a resin it is preferable that the resin is provided with flame retardance to such an extent that the resin does not melt even when the fusing part 25b is melted.
  • the reinforcing member 33 is basically preferably a material having low thermal conductivity (heat insulating material). Thereby, the heat from the fusing part 25b does not escape to the outside, and fusing of this part occurs efficiently.
  • a material having a relatively high thermal conductivity may be used as described below.
  • the reinforcing member 33 is in contact with one surface of the electrode tab 25 (although it is not essential), the reinforcing member 33 can also function as a heat dissipation member of the electrode tab 25. Therefore, in order to ensure heat dissipation from the electrode tab 25, the reinforcing member 33 may be made of a material having a relatively high thermal conductivity. In this case, for example, a metal member may be subjected to ceramic coating, alumite treatment (anodizing treatment), heat resistant resin coating, or the like.
  • the fusing part 25b 'and the reinforcing member 33 are not in contact with each other, in other words, a space is provided between the fusing part 25b' and the reinforcing member 33. It is good also as a structure.
  • the fusing part 25b ′ of the electrode tab 25 is partially curved (see FIG. 4B (b)) and does not contact at the fusing part 25b ′, but on both sides, the electrode tab 25 and the reinforcing member 33 Are in contact with each other.
  • the reinforcing member 33 is used as a heat radiating member and the heat of the fusing part 25b 'is not radiated through the reinforcing member 33, the function as the fusing part can be maintained well.
  • the material of the reinforcing member 33 has been described above by taking the reinforcing member 33 as an example. However, these descriptions are not limited to the reinforcing member 33 in FIG. 4A, and other members that are described in FIG. Those skilled in the art will understand that the reinforcing members are also common.
  • a material having such properties is not used between the tab and the reinforcing member, instead of using a member having high insulation, heat insulating and / or heat resistance as the reinforcing member.
  • the connection between the tab and the reinforcing member may be performed by interposing.
  • each recess 33a is formed at a position corresponding to each locking piece 25e, and is wider than the locking piece 25e.
  • the fusing part 25b is a part that is melted at a high temperature, the fusing part 25b and the film outer casing are prevented so that the heat does not propagate through the electrode tab 25 and melt a part of the film outer casing 10. It is preferable that a predetermined distance or more is ensured between the distances 10 and 10 (more specifically, a distance La from the end of the heat-welded portion 15 between the films, see FIG. 3A).
  • the distance La is preferably 5 mm or greater and 30 mm or less, and more preferably 10 mm or greater and 20 mm or less. If the distance La is too short, the influence of heat generation will reach the heat-welded portion of the film, and if it is too long, the battery size may be increased.
  • the “predetermined distance” is, for example, a distance set so that the temperature of the electrode tab 25 in the heat welded portion 15 does not exceed the melting point of the material of the welded portion of the film outer package 10 when the melted portion 25b is melted. It is preferable that
  • the electrode tab can be used even when an unexpected force is applied to the electrode tab 25. 25 (especially fusing part 25b) is prevented from being broken or damaged. Moreover, according to the configuration of the present embodiment in which a member (heat insulating material) is disposed in the vicinity of the fusing portion 25b, the fusing of the fusing portion 25b is efficiently performed as compared with a configuration without such a member. Can be done.
  • the reinforcing member 33 may be fixed to the electrode tab 25 by a fixture 61 as shown in FIG. 4D.
  • a fixture 61 As the fixture 61, a screw (bolt), a rivet, a clip, an eyelet, a fastener (fixing means), or the like can be used.
  • the fixture 61 may be insulative. Moreover, it is also preferable that it is heat resistance and / or heat insulation. It is also possible to comprise the same material as the reinforcing member.
  • through holes 25h and 35h are formed in the electrode tab 25 and the reinforcing member 33, bolts are inserted therein, and fixation is performed with nuts.
  • the portions to be fixed by the fixing tool 61 are on both sides of the slit 25a of the electrode tab 25.
  • two through holes 33h and 25h are formed on each of the right and left sides of the slit 25a. However, only one or three or more holes may be formed.
  • the electrode tab 25 is sandwiched between the reinforcing member 33 and another reinforcing member (not shown) disposed on the other surface side with the electrode tab 25 interposed therebetween. May be.
  • the first reinforcing member 33 and the second reinforcing member (not shown) are reinforced with the electrode tab interposed therebetween.
  • any of the reinforcing members may be in close contact with the electrode tab 25, and a predetermined gap (e.g., between two reinforcing members by interposing a spacer (not shown) or the like, for example. (A dimension larger than the thickness of the electrode tab) may be formed.
  • reinforcing member for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a hollow member surrounding the electrode tab 25 may be used.
  • the reinforcing member 35 is, for example, a flat hollow member having a rectangular cross section, and the electrode tab 25 is inserted into the internal space 35a.
  • the fixation between the reinforcing member 35 and the electrode tab 25 may be performed using a fixture 61 such as a screw as shown in FIG. 4D.
  • a fixture 61 such as a screw as shown in FIG. 4D.
  • a through hole 35 h for passing a screw or the like is formed in the reinforcing member 35.
  • the reinforcing member 35 may be configured as a single component, or may be configured by combining a plurality of components. For example, it may be composed of two parts, a part on the upper surface side and a part on the lower surface side. As the material of the reinforcing member 35 and / or the components constituting it, the same materials as those described for the reinforcing member 33 can be used.
  • 5A and 5B are for fixing the reinforcing member 35 and the electrode tab using a fixture 61 such as a screw.
  • a fixture 61 such as a screw.
  • FIG. 25e may be fixed to a part of the reinforcing member 35 to be fixed.
  • the slit 25a extending from the side edge of the electrode tab 25 is formed to provide the fusing part 25b.
  • FIG. It is good also as a structure which the part which acted as the fusing part 25b.
  • two or more fusing parts 25b may be formed by a combination of the opening 25a 'and the slit 25a (see FIG. 4A).
  • the fusing part 25b is formed in the electrode tab 25 itself.
  • the fusing part 75b is formed in another conductive material 75 connected to the electrode tab 25. Also good.
  • the technical matter demonstrated above is applicable as it is, and the overlapping description is abbreviate
  • a part of the electrode tab 25 is sealed inside the film outer package 10, and there is a restriction related to the material.
  • a more suitable material can be selected for the fuse function.
  • a material of the conductive material 75 for example, a material for a fuse may be used. Specifically, Al, Ag, Sn, Pb, Bi, Sb, In, Cd, Zn, an alloy thereof, or the like can be used.
  • a conductive material 75 made of a different material is connected to the electrode tab 25, and a fusing part 75b is formed in a part of the conductive material 75 by forming a slit 75a as an example. Yes.
  • a reinforcing member (not shown) is attached to a region including the fusing part 75b, and thereby the conductive material 75 is mechanically reinforced.
  • all four through holes 75h are formed in the conductive material 75.
  • a part of the through holes may be formed in the electrode tab 25. Good.
  • the electrode tab 25 is divided into two parts at the base end side and the tip end side, and two narrow fuse members 76-1, 76-2 are connected between them.
  • two narrow fuse members 76-1, 76-2 are connected between them.
  • resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, caulking, adhesion with a conductive adhesive, or the like can be employed.
  • fuse members 76-1 and 76-2 are used, but only one of them may be used.
  • the through hole for connecting the reinforcing member may be formed in both the conductive member and the electrode tab (refer to reference numeral 76h in the drawing).
  • a fixture for example, a screw or eyelet
  • a conductive member can be used as a fixture for example, a screw or eyelet.
  • a battery manufacturing method includes the following steps: a step of preparing a battery element; a step of enclosing the battery element together with an electrolyte in an exterior body; and a part of an electrode tab A step of forming a fusing part that preferentially blows over other parts when a predetermined current flows; and a reinforcing member in a state of being separated from the exterior body in a portion including at least the fusing part of the electrode tab Step to install.
  • a slit may be formed in the electrode tab by press working or the like.
  • the slit may be formed at the same time in the step of cutting or punching the electrode tab from the base material, for example.
  • the step of providing the reinforcing member may be performed after the electrode tab 25 is sandwiched between the heat welded portions 15 of the film outer package 10 or may be performed at other timing.
  • the reinforcing member 33 is attached to the electrode tab 25 in advance to perform sub-assembly, and then a part of the sub-assembled electrode dub 25 is heat-welded by sandwiching the heat-welded portion 15 of the film outer package 10. Also good.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a power storage system using a secondary battery according to one embodiment of the present invention.
  • the power storage system 1 is not limited in size, but includes a power supply unit 1A having at least one secondary battery (for example, a film-clad battery 50) and control for monitoring / controlling charging / discharging thereof. And a device 1B.
  • a power storage system 1 may be, for example, a backup power source, and may be various types such as for large facilities, offices, and homes.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of an electric vehicle using a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the electric vehicle 2 includes a power supply unit 2A having at least one secondary battery (for example, a film-clad battery 50), and a control device (not shown) that performs monitoring / control of charging / discharging thereof.
  • a power supply unit 2A having at least one secondary battery (for example, a film-clad battery 50)
  • a control device not shown
  • the secondary battery according to one embodiment of the present invention can be used in, for example, all industrial fields that require a power source.
  • it can be used as a power source for mobile devices such as mobile phones and laptop computers; it can be used as a power source for electric vehicles such as electric cars, hybrid cars, electric bikes, and electric assist bicycles; transport for transportation such as trains, satellites, and submarines
  • electric vehicles such as electric cars, hybrid cars, electric bikes, and electric assist bicycles
  • transport for transportation such as trains, satellites, and submarines
  • It can be used as a power source for mediums; it can be used as a power storage system for storing electric power.
  • the battery unit may be an assembled battery as described below.
  • the power supply unit 1 ⁇ / b> A will be described, but it is needless to say that the power supply unit is not limited to the power storage system but may be a vehicle-mounted power supply unit.
  • FIGS. 10A to 10D A first embodiment is shown in FIGS. 10A to 10D.
  • the power supply unit 1A includes a plurality of battery packs 301.
  • a plurality of battery packs 301 are connected in series, whereby the power supply unit 1A is configured to output predetermined power.
  • one battery pack 301 includes a plurality of film-clad batteries 50 and a casing 310 that accommodates them.
  • the housing 310 is not limited, but for example, a resin or metal hard case can be used.
  • the film-clad battery 50 is assembled in a stacked state by stacking a plurality in the thickness direction.
  • the drawing-out directions of the electrode tabs 21 and 25 of all the film-clad batteries 50 are the same direction.
  • openings 21h and 25h are formed in part of the electrode tabs 21 and 25, respectively.
  • terminal members 311 and 315 for taking out electric power are passed through the openings 21h and 25h.
  • the terminal member 311 is a conductive material, and includes, as an example, an electrical connection portion 311b that is a portion that passes through the opening 21h, and a terminal portion 311a that is formed at the end thereof.
  • the terminal member 315 has an electrical connection portion 315b and a terminal portion 315a.
  • the electrical connection portions 311b and 315b may be formed in a rod shape as a whole and may have a screw portion formed on the outer periphery.
  • the openings 21h and 25h of the electrode tabs 21 and 25 of each battery are arranged in a line in the stacking direction, and there are rod-shaped electrical connection portions. 311b and 315b are respectively passed. Accordingly, the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 25 are electrically connected to each other.
  • the electrode tab and the terminal member are firmly brought into contact with each other by using another fixing tool (not shown) so that the electrode tab and the terminal member are in contact with each other more reliably (thus, more reliable electrical connection is achieved). It is also preferable to do so.
  • the terminal members 311 and 315 are electrically connected to the electrode tabs and function as terminals for extracting power, but at the same time, the electrode tabs may be physically held and fixed. .
  • the electrode tabs are electrically connected by passing through the terminal members 311 and 315, and in the case of a structure that is physically fixed, there is no need to separately provide members that play respective roles. There are advantages such as simplification and reduction of the number of parts.
  • the terminal portions 311a and 315b of the terminal members 311 and 315 are positioned on the outer surface of the housing 310 in the assembled state.
  • the terminal portion 311a is a positive electrode terminal
  • the terminal portion 315a is a negative electrode terminal.
  • the battery packs 301 adjacent to each other are sequentially electrically connected by connecting the wiring to the terminal portions 311a and 315a.
  • stacked film-clad batteries 50 may be provided.
  • a plurality of the battery packs 301 produced in this way are assembled to form an assembled battery, which is used as the power supply unit 1A.
  • the arrangement of the battery pack 301 is one-stage flat in FIG. 10D, but may be configured to be stacked in two or more stages.
  • the film-covered battery according to the embodiment of the present invention described above is used. Therefore, even when some force is applied, the battery tab is highly reliable, in which the electrode tab is hardly damaged or damaged.
  • the drawing directions of all the film-clad battery 50 electrode tabs 21 and 25 are the same direction.
  • the drawing direction of some film-clad battery 50 electrode tabs 21 and 25 and other A part of the film-clad battery 50 may have a different drawing direction from the electrode tabs 21 and 25 (in the opposite direction).
  • FIGS. 11A to 11C A second mode is shown in FIGS. 11A to 11C.
  • the power supply unit 1B includes a plurality of battery packs 302.
  • the power supply unit of this aspect and the power supply part of the above aspect are different in (i) the arrangement position of the terminal part for electrical connection and the connection configuration of the terminal member and the electrode tab, and (ii) the battery pack.
  • the configuration of the power supply unit is the same as that of the power supply unit of the above aspect except that the orientation of the arrangement is different. A duplicate description of common parts is omitted.
  • the terminal portions 311a and 315a for electrical connection are located on the upper surface (maximum area surface) of the housing 310 as shown in FIG. 10B. It may be located on the side surface (which may be either the long side surface or the short side surface) (see FIGS. 11A and 11B).
  • the terminal member 320 has a terminal part 320a for electrical connection and a plurality of electrical connection parts 320b extending therefrom.
  • the terminal portion 320a is positioned on the side surface of the housing 310 with the terminal member 320 attached.
  • the electrical connection portion 320b extends into the housing, and a part of the tip side is electrically connected to the electrode tabs 21 and 25 of the film-clad battery 50.
  • the negative electrode tab 21 will be described as an example. As shown in FIG. 11B, the tip side of each electrode tab 21 of the stacked film-clad battery 50 is bent, and an opening 21h is formed in the bent portion. .
  • the bent portion may be substantially parallel to the surface of the housing 310 to which the terminal member 320 is attached. With such a configuration, the opening portions 21h of the electrode tabs 21 are opened toward the terminal member 320 side in a lined state.
  • the terminal member 320 has the number of connection portions 320 b corresponding to the number of electrode tabs 21.
  • the electrical connection portion 320b may be, for example, a screw made of a conductive material, and the tip side thereof is fixed through the opening portion 21h of the electrode tab 21, so that the electrode tab 21 and the connection portion 320b are fixed. Electrical connection is made.
  • other members may be used in combination to connect the two members.
  • the connecting portion 320b is configured to play both roles of electrical connection and physical fixation. In this case, there is no need to separately provide members that play these roles, and there are advantages such as a simplified configuration and a reduced number of parts.
  • the electrode tab 21 and the like have been described above as an example, but the configuration on the other electrode tab 25 side can be similarly configured.
  • the battery packs 302 produced in this way are arranged so that the terminal members 320 are positioned on the upper side to form an assembled battery, and a power supply unit 1A (FIG. 11C) is obtained.
  • the arrangement and arrangement of the battery packs 302 are not limited in any way, but in this example, a plurality of battery packs 302 arranged in two rows. Of course, it may be one row or three or more rows.
  • a plurality of battery packs 302 are sequentially electrically connected by connecting the positive terminal portions 320a and the negative terminal portions 320a of adjacent battery packs using wiring.
  • the reinforcing member (31) is a member (33) disposed on one surface of the electrode tab.
  • the reinforcing member (31) is a hollow member (35) through which the electrode tab is passed.
  • the mechanical connection is performed by locking a part of the electrode tab and a part of the reinforcing member.
  • the mechanical connection is performed on both sides of the fusing part (25b).
  • the reinforcing member is a heat insulating material.
  • the reinforcing member is ceramic or flame retardant resin.
  • the said exterior body is a film exterior body.
  • the fusing part (25b) is separated from the welding part of the film outer package that sandwiches the electrode tab by a predetermined distance.
  • An electric vehicle comprising a power supply unit (1A, 2A) having a plurality of the secondary batteries described above.
  • An electrical storage system provided with the power supply part (1A, 2A) which has multiple said secondary batteries.
  • a secondary battery (50) comprising: further, A fusing part (75b) which is formed in another conductive material (75) connected to the electrode tab and blows preferentially over other parts when a predetermined current flows; Reinforcing member (33) attached to the electrode tab and / or the other conductive member at a portion including at least the fusing portion, in a state of being separated from the exterior body,
  • a secondary battery comprising: The “melting portion” may be provided on a member other than the tab as described above.
  • Power storage system (power storage equipment) 1A, 1B Power supply unit 1B Control device 2 Electric vehicle 2A Power supply unit 10 Film exterior body 11, 12 Film 15 Thermal welded part 20 Battery element 21, 25 Electrode tab 25a Slit 25a 'Opening part 25b Fusing part 25e Locking piece 25h Through hole 31, 33, 35 Reinforcing member 33h Through hole 33a Recess 35a Internal space 35h Through hole 50 Film exterior battery 61 Fixture 75, 76-1, 76-2 Conductive member 75h, 76h Through hole 301, 302 Battery pack 310 Case 311 and 315 Terminal members 311a, 315a and 320a Terminal portions 311b, 311b and 320b Electrical connection portions

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Abstract

この二次電池は、正極板および負極板が積層された電池要素（２０）と、前記電池要素（２０）を電解液とともに収容する外装体（１０）と、前記外装体（１０）から引き出された正極および負極の電極タブ（２１、２５）とを備えさらに、前記電極タブの一部に形成され所定の電流が流れた場合に優先的に溶断する溶断部（２５ｂ）と、前記電極タブのうち少なくとも前記溶断部（２５ｂ）を含む部分に前記外装体から離れた状態で取り付けられた補強部材３３とを備える。

Description

二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法
　本発明は、二次電池等に関し、特に、電極タブ等にヒューズ機能をもたせた構造においてその機能をより高信頼性化した二次電池等に関する。
　近年、電子機器や自動車等の電源として用いられる電池には、小型化および軽量化が強く要求されており、電池の外装体に関しても、従来の金属缶に代わり、ラミネートフィルムを使用するものが多くなってきている。ラミネートフィルムとしては、金属薄膜としてアルミニウムを、熱溶着性樹脂フィルムとして電池外側表面にナイロン（登録商標）を、内側表面にポリエチレンやポリプロピレンを用いたものなどが一般的である。フィルム外装電池は、このようなラミネートフィルムからなる外装体（「フィルム外装体」ともいう）の内部に、電池要素を電解液とともに収納したものである。電池要素からは正極および負極の電極タブが引き出され、各電極タブは、フィルム外装体の外側に延出する構成となっている。
　ところで、電池における安全対策の１つとして、電極タブの一部にヒューズとして機能する部分を形成し、所定以上の電流が流れた際にその部分が優先的に溶断するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－３３５２９０号
　上記特許文献１には、フィルム外装体から引き出された電極タブに切欠き部を設け、その部分を折り曲げるようにするとともに、その切欠き部をヒューズとして機能させるようにしてもよいことが開示されている。電極タブのこの切欠き部は、絶縁樹脂によって覆われている。特許文献１では電極タブの一部をヒューズとして機能させることが示唆されているものの、実際にヒューズとして機能させた場合に当該部分で発生する熱の影響等については具体的に言及されていない。電池にこうしたヒューズ機能をもたせる場合、ヒューズ部分が正常に溶断するかどうかや、当該部分の発熱が電池の他の部分に悪影響を及ぼさないかどうかについて十分に検討する必要がある。このような課題は、フィルム外装電池特有のものではなく、他のタイプの二次電池においても同様に生じうるものである。
　本願発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極タブにヒューズ機能をもたせた構造においてその機能をより高信頼性化した二次電池等を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の一形態に係る二次電池は、次のとおりである：
　正極板および負極板が積層された電池要素と、
　前記電池要素を電解液とともに収容する外装体と、
　前記外装体から引き出された正極および負極の電極タブと、
　を備える二次電池であって、
　さらに、
　前記電極タブの一部に形成され所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部と、
　前記電極タブのうち少なくとも前記溶断部を含む部分に、前記外装体から離れた状態で取り付けられた補強部材と、
　を備える、二次電池。
（用語の説明）
「二次電池」には、ラミネートフィルムなどのフィルム外装体を用いるもの（フィルム外装電池）に加え、金属缶や樹脂ケースのような硬質の容器を外装体として用いるものも含まれる。電池の外形形状としては、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等が挙げられる。
「フィルム外装電池」とは、電池要素を電解液とともにフィルム外装体に収容した電池のことをいい、一般的には、全体として偏平な形状をしている。例えば電動車両用の電池では、容量が大きいこと、内部抵抗が低いこと、放熱性が高いこと等が要求されるところ、フィルム外装電池はこれらの点で有利である。１つのフィルム外装電池を「電池セル」または単に「セル」を称することもある。
「フィルム外装体」とは、可撓性を有するフィルムで構成され電池要素を収容する外装体のことをいい、２枚のフィルムを対向配置して互いに溶着することにより電池要素を密閉するものであってもよいし、１枚のフィルムを折り返して対向した面どうしを溶着することにより電池要素を密閉するものであってもよい。
「外装体」に関し、単に外装体と言った場合には、可撓性を有しないもの（例えばハードケース）と、上記フィルム外装体のように可撓性を有するものとの両方を含む。
「溶断部」は、断面積が部分的に小さく形成された部位であってもよいし、または、他の部分よりも融点の低い材質で構成されることで他の部位よりも優先的に溶断する部位であってもよい。
「電源部」（組電池）は、車両や所定のシステム等に利用可能なものであって、複数の二次電池（セル）を備える。複数のセルは、幾つかのセルごとにサブアセンブリして搭載されてもよいし、そうでなくてもよい。幾つかのセルごとにサブアセンブリして搭載するものとしては、例えば、幾つかのセルを所定のケース内に収容した「電池パック」を作製し、それを１つまたは２つ以上搭載するような構成であってもよい。
　本発明によれば、電極タブにヒューズ機能をもたせた構造においてその機能をより高信頼性化した二次電池等を提供できる。
フィルム外装電池の斜視図である。 図１の電池の断面の一部を示す断面図である。 本発明の一形態に係る電池の電極タブの構成を模式的に示す平面図である。 一態様における電極タブおよび補強部材の構成を示す図である。 他の態様における電極タブおよび補強部材の構成を示す図である（係止片は省略）。 さらに他の態様における電極タブおよび補強部材の構成を示す図である。 別の態様における電極タブおよび補強部材の構成を示す図である。 さらに別の態様における電極タブおよび補強部材の構成を示す図である。 補強部材の一例の斜視図である。 図５Ａのタイプの補強部材の変形例である。 電極タブに形成される溶断部の一例を示す図である。 電極タブに接続された他の導電性材料に溶断部が形成される２つの例を示す図である。 蓄電システムの模式図である。 電動車両の模式図である。 組電池である電池部内に収容される電池パックの一例を示す図である。 図１０Ａの電池パックの各要素を示す図である。 図１０Ａの電池部のフィルム外装電池単体を示す図である。 組電池である電池部の一例を示す図である。 組電池である電池部内に収容される電池パックの他の例を示す図である。 図１１Ａの電池パックの各要素を示す図である。 組電池である電池部の他の例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では説明の都合上、「上」、「下」、「左」、「右」といった方向を示す用語を使用することがあるが、これらは図面との関係で用いられるものであって、本願発明を限定することを意図するものではない。
１．フィルム外装電池の基本的な構成
　フィルム外装電池の基本的な構成について、図１、図２を参照して説明する。なお、後述するように本実施形態においては電極タブに溶断部（ヒューズ部）が形成されるとともに補強部材が設けられているが、説明の都合上、図１、図２ではそれらの図示は省略している。
　本発明の一形態に係るフィルム外装電池５０は、図１、図２に示すように、電池要素２０と、それを収容するフィルム外装体１０と、電池要素２０に接続されるとともにフィルム外装体１０の外部に引き出された正極タブ２１および負極タブ２５（以下、これらを単に「電極タブ」ともいう）とを備えている。
　電池要素２０は、それぞれ電極材料が両面に塗布された金属箔からなる複数の正極と複数の負極とがセパレータを間に挟んで交互に積層されたものである。電池要素２０の全体的な外形は、特に限定されるものではないが、この例では偏平な略直方体である。
　詳細な図示は省略するが、正極および負極はそれぞれ外周の一部に部分的に突出した延長部を有している。正極の延長部と負極の延長部とは、正極および負極を積層したときに互いに干渉しないように位置をずらして互い違いに配置されている。すべての負極の延長部は一つに集められて負極タブと接続され、同様に、正極の関しても、すべての正極の延長部が一つに集められて正極タブと接続される。電極タブと延長部との接続は溶接によって行なわれてもよい。なお、このように延長部どうし積層方向に１つに集められた部分は「集電部」などとも呼ばれる。
　集電部に接続される電極タブ２１、２５としては種々の材質を採用しうるが、一例として、正極タブ２１がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、負極タブ２５が銅またはニッケルである。負極タブ２５の材質が銅の場合、表面にニッケルめっきが施されてもよい。
　電池要素の各要素に関しては、具体的には以下のようなものを採用してもよい。
＜セパレータ＞
　セパレータとしては、有機材料からなるウェブおよびシート、例えば、セルロースなどの織布、不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリイミド、多孔性ポリフッ化ビニリデン膜等の多孔性ポリマー膜、またはイオン伝導性ポリマー電解質膜等を用いることができる。これらは単独または組み合わせで使用することができる。
　また、セパレータとして、セラミックやガラスなどの無機材料からなるセパレータを使用することもできる。無機セパレータとしては、アルミナ、アルミナ－シリカ、チタン酸カリウム等のセラミック短繊維からなる不織布セパレータ、または、織物、不織布、紙または多孔質のフィルムからなる基材と耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含む層とからなるセパレータ、または、表面の一部に耐熱層が設けられており、この耐熱層が、セラミック粉末を含有する多孔質薄膜層、耐熱性樹脂の多孔質薄膜層、またはセラミック粉末と耐熱性樹脂の複合体からなる多孔質薄膜層セパレータ、または、セラミック物質の１次粒子の一部が焼結もしくは溶解再結晶結合されてなる２次粒子がバインダーによって結合されてなる多孔膜の層を備えるセパレータ、または、ポリオレフィン多孔質膜から成る基材層と、この基材層の片面又は両面に形成された耐熱絶縁層を備え、この耐熱絶縁層が、耐酸化性セラミックス粒子と耐熱性樹脂を含むセパレータ、または、セラミックス物質とバインダーが結合して形成される多孔性膜を含み、セラミックス物質として、シリカ(ＳｉＯ２)、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、ジルコニウム酸化物(ＺｒＯ２)、チタン酸化物(ＴｉＯ２)、シリコン(Ｓｉ)の窒化物、アルミニウム(Ａｌ)の水酸化物、ジルコニウム(Ｚｒ)のアルコキシド化物、チタン(Ｔｉ)のケトン化合物を用いたセパレータ、または、ポリマー基材と、このポリマー基材に形成されたＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｔｉ（ＯＨ）４のセラミック含有コーティング層を含むセパレータなどが挙げられる。
　＜負極＞
　負極は、金属箔で形成される負極集電体と、負極集電体の両面に塗工された負極活物質とを有する。負極活物質は負極用結着材によって負極集電体を覆うように結着される。負極集電体は、負極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には負極活物質は塗工されない。
　本実施形態における負極活物質は、特に制限されるものではなく、例えば、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料、リチウムと合金可能な金属、およびリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物等が挙げられる。
　炭素材料としては、例えば、炭素、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物等が挙げられる。ここで、結晶性の高い炭素は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。
　金属や金属酸化物を含有する負極は、エネルギー密度を向上でき、電池の単位重量あたり、あるいは単位体積あたりの容量を増やすことができる点で好ましい。
　金属としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ、またはこれらの２種以上の合金等が挙げられる。また、これらの金属又は合金は２種以上混合して用いてもよい。また、これらの金属又は合金は１種以上の非金属元素を含んでもよい。
　金属酸化物としては、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、またはこれらの複合物等が挙げられる。本実施形態では、負極活物質として酸化スズ若しくは酸化シリコンを含むことが好ましく、酸化シリコンを含むことがより好ましい。これは、酸化シリコンは、比較的安定で他の化合物との反応を引き起こしにくいからである。また、金属酸化物に、窒素、ホウ素およびイオウの中から選ばれる一種または二種以上の元素を、例えば０．１～５質量％添加することもできる。こうすることで、金属酸化物の電気伝導性を向上させることができる。また、金属や金属酸化物を、たとえば蒸着などの方法で、炭素等の導電物質を用いて被覆することでも、同様に電気伝導度を向上させることができる。
　また、負極活物質は、単独の材料を用いずに、複数の材料を混合して用いることもできる。例えば、黒鉛と非晶質炭素のように、同種の材料同士を混合しても良いし、黒鉛とシリコンのように、異種の材料を混合しても構わない。
　負極用結着剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド－テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン－ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリル酸等を用いることができる。使用する負極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、負極活物質１００質量部に対して、０．５～２５質量部が好ましい。
　負極集電体としては、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、クロム、銅、銀、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。
　負極活物質を含む塗工層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、鱗片状、煤状、線維状の炭素質微粒子等、例えば、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、気相法炭素繊維（昭和電工製ＶＧＣＦ（登録商標））等が挙げられる。
＜正極＞
　正極は、金属箔で形成される正極集電体と、正極集電体の両面に塗工された正極活物質とを有する。正極活物質は正極用結着剤によって正極集電体を覆うように結着される。正極集電体は、正極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には正極活物質は塗工されない。
　本実施形態における正極活物質としては、リチウムを吸蔵放出し得る材料であれば特に限定されず、いくつかの観点から選ぶことができる。高エネルギー密度化の観点からは、高容量の化合物を含むことが好ましい。高容量の化合物としては、リチウム酸ニッケル（ＬｉＮｉＯ２）またはリチウム酸ニッケルのＮｉの一部を他の金属元素で置換したリチウムニッケル複合酸化物が挙げられ、下式（Ａ）で表される層状リチウムニッケル複合酸化物が好ましい。
　ＬｉｙＮｉ（１－ｘ）ＭｘＯ２　　　（Ａ）
（但し、０≦ｘ＜１、０＜ｙ≦１．２、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。）
　高容量の観点では、Ｎｉの含有量が高いこと、即ち式（Ａ）において、ｘが０．５未満が好ましく、さらに０．４以下が好ましい。このような化合物としては、例えば、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０≦α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．７、γ≦０．２）、ＬｉαＮｉβＣｏγＡｌδＯ２（０≦α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．６好ましくはβ≧０．７、γ≦０．２）などが挙げられ、特に、ＬｉＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０．７５≦β≦０．８５、０．０５≦γ≦０．１５、０．１０≦δ≦０．２０）が挙げられる。より具体的には、例えば、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．０５Ｍｎ０．１５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ａｌ０．１Ｏ２等を好ましく用いることができる。
　また、熱安定性の観点では、Ｎｉの含有量が０．５を超えないこと、即ち、式（Ａ）において、ｘが０．５以上であることも好ましい。また特定の遷移金属が半数を超えないことも好ましい。このような化合物としては、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０≦α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、０．２≦β≦０．５、０．１≦γ≦０．４、０．１≦δ≦０．４）が挙げられる。より具体的には、ＬｉＮｉ０．４Ｃｏ０．３Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ４３３と略記）、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ５２３と略記）、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．３Ｍｎ０．２Ｏ２（ＮＣＭ５３２と略記）など（但し、これらの化合物においてそれぞれの遷移金属の含有量が１０％程度変動したものも含む）を挙げることができる。
　また、式（Ａ）で表される化合物を２種以上混合して使用してもよく、例えば、ＮＣＭ５３２またはＮＣＭ５２３とＮＣＭ４３３とを９：１～１：９の範囲（典型的な例として、２：１）で混合して使用することも好ましい。さらに、式（Ａ）においてＮｉの含有量が高い材料（ｘが０．４以下）と、Ｎｉの含有量が０．５を超えない材料（ｘが０．５以上、例えばＮＣＭ４３３）とを混合することで、高容量で熱安定性の高い電池を構成することもできる。
　上記以外にも正極活物質として、例えば、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ＜２）、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉｘＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４（０＜ｘ＜２）等の層状構造またはスピネル構造を有するマンガン酸リチウム；ＬｉＣｏＯ２またはこれらの遷移金属の一部を他の金属で置き換えたもの；これらのリチウム遷移金属酸化物において化学量論組成よりもＬｉを過剰にしたもの；及びＬｉＦｅＰＯ４などのオリビン構造を有するもの等が挙げられる。さらに、これらの金属酸化物をＡｌ、Ｆｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ等により一部置換した材料も使用することができる。上記に記載した正極活物質はいずれも、１種を単独で、または２種以上を組合せて用いることができる。
　また、ラジカル材料等を正極活物質として用いることも可能である。
　正極用結着剤としては、負極用結着剤と同様のものと用いることができる。使用する正極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、正極活物質１００質量部に対して、２～１５質量部が好ましい。
　正極集電体としては、負極集電体と同様のものを用いることができる。
　正極活物質の塗工層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子が挙げられる。
＜電解液＞
　本実施形態で用いる電解液は、リチウム塩（支持塩）と、この支持塩を溶解する非水溶媒を含む非水電解液を用いることができる。
　非水溶媒としては、炭酸エステル（鎖状又は環状カーボネート）、カルボン酸エステル（鎖状又は環状カルボン酸エステル）、リン酸エステル等の非プロトン性有機溶媒を用いることができる。
　炭酸エステル溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類；プロピレンカーボネート誘導体が挙げられる。
　カルボン酸エステル溶媒としては、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類；γ－ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
　これらの中でも、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の炭酸エステル（環状または鎖状カーボネート類）が好ましい。
　リン酸エステルとしては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。
　また、非水電解液に含有できる溶媒としては、その他にも、例えば、エチレンサルファイト（ＥＳ）、プロパンサルトン（ＰＳ）、ブタンスルトン（ＢＳ）、Ｄｉｏｘａｔｈｉｏｌａｎｅ－２，２－ｄｉｏｘｉｄｅ（ＤＤ）、スルホレン、３－メチルスルホレン、スルホラン（ＳＬ）、無水コハク酸（ＳＵＣＡＨ）、無水プロピオン酸、無水酢酸、無水マレイン酸、ジアリルカーボネート（ＤＡＣ）、２，５－ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、２，５－ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、フラン、２，５－ジメチルフラン、ジフェニルジサルファイド（ＤＰＳ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシメトキシエタン、クロロエチレンカーボネート、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、ジエチルエーテル、フェニルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフラン（２－ＭｅＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、１，４－ジオキサン（ＤＩＯＸ）、１，３－ジオキソラン（ＤＯＬ）、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、メチルジフルオロアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、メチルフォルメイト、エチルフォルメイト、エチルブチレート、イソプロピルブチレート、メチルイソブチレート、メチルシアノアセテート、ビニルアセテート、ジフェニルジスルフィド、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、アジポニトリル、バレロニトリル、グルタロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、イソブチロニトリル、ビフェニル、チオフェン、メチルエチルケトン、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、カーボネート電解液、グライム、エーテル、アセトニトリル、プロピオンニトリル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）イオン液体、ホスファゼン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、又は、これらの化合物の一部の水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
　本実施形態における支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等の通常のリチウムイオン電池に使用可能なリチウム塩を用いることができる。支持塩は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
　非水溶媒は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
＜外装体＞
　外装体としては、電解液に安定で、かつ十分な水蒸気バリア性を持つものであれば、適宜選択することができる。例えば、積層ラミネート型の二次電池の場合、外装体としては、アルミニウムと樹脂のラミネートフィルムを用いることが好ましい。外装体は、単一の部材で構成してもよいし、複数の部材を組み合わせて構成してもよい。
　本実施形態では、図１に示すように、フィルム外装体１０は、第１のフィルム１１とそれに対向配置された第２のフィルム１２とで構成されるものであってもよい。フィルム外装体１０の輪郭形状は特に限定されるものではないが、四角形であってもよく、この例では長方形となっている。両フィルム１１、１２は、電池要素２０の周囲で互いに熱溶着されて接合されている。これにより、フィルム外装体１０の周縁部が熱溶着部１５となっている。熱溶着部１５のうち短辺側の一辺から、正極タブ２１および負極タブ２５が引き出されている。
　なお、電極タブ２１、２５の引出し位置について、タブが長辺側の一辺から引き出されていてもよい。また、正極タブ２１と負極タブ２５とが別々の辺から引き出されていてもよい。この例としては、正極タブ２１と負極タブ２５とが対向する辺から互いに反対方向に引き出される構成が挙げられる。
２．電極タブ等の具体的構成
＜溶断部＞
　本発明の一形態においては、図３に模式的に示すように、負極タブ２５の一部に、所定の電流が流れた場合に高温となって他の部位に優先して破断する溶断部（ヒューズ部）２５ｂが形成されている。なお、以下の説明では、溶断部２５ｂが負極タブ２５に形成された例について説明するが、正極タブ２１に溶断部を設けてもよい。また、以下の説明では、基本的に、「負極タブ２５」を「電極タブ２５」を記載して説明する。
　溶断部２５ｂは、図３（ｂ）に示すように、電極タブ２５の他の部位よりも断面積が小さく形成された部分である。断面積が小さく形成されていることにより、局所的に当該部分の電流密度が大きくなり、この部分で発熱し、その温度が材料の融点を超えると溶融して溶断に至る。
　このように機能するものであれば溶断部２５ｂの具体的な形状はどのようなものであっても構わない。図３の例では、電極タブ２５の幅方向に延在するスリット２５ａを設けることにより、電極タブ２５の残った部分が溶断部２５ｂとして形成されている。このような溶断部２５ｂは、作製するのが容易であるという点で有利である。
　スリット２５ａは、この例では細長い矩形であるが、他の態様としては、そのスリット先端側の角部（図示下側の角部）がアール状となっていてもよい。これにより、溶断部２５ｂ付近の応力集中が緩和され、何らかの原因で電極タブ２５に力が加わった際にも破断等が生じにくくなる。別の態様としては、スリットは楔形であってもよい。楔形の先端が鋭い角部となっていてもよいし、アール形状が付けられていてもよい。図３ではタブに１つのスリットのみを形成しているが、２つのスリット（それぞれ、タブの端から中央側に向かって延びる）を形成し、スリット間に残された部位を溶断部としてもよい。なお、溶断部およびスリット等のさらに他の例については別の図面も参照して後述するものとする。
＜補強部材＞
　電極タブ２５のうち少なくとも上記溶断部２５ｂを含む部分には、補強部材３１が設けられている。補強部材３１は、電極タブ２５に取り付けられてそのタブの機械的強度を補強する役割を果たす。溶断部２５ｂは上記の通り電極タブ２５の他の部位よりも断面積が小さく形成された部分であり、何らかの原因でタブに力が加わった際に破断または損傷しやすい。しかしながら、本実施形態のように補強部材３１が設けられていることで電極タブ２５が補強され、破断や損傷が防止される。図３では補強部材３１を抽象的に描いているが、より具体的には、図４Ａのような構成としてもよい。
　図４Ａの構成では、電極タブ２５の一方の面に補強部材３３が配置されている。補強部材３３は、一例として板状の部材である。補強部材３３は、必ずしも平坦な板状部材である必要はなく、例えば、板状の部材を湾曲させたものや、凹凸状としたようなものであってもよい。もっとも、平坦な板状部材の場合、作製しやすく製造コストも安価である点で有利である。補強部材３３の輪郭形状は、限定されるものではないが、矩形であってもよい。
　補強部材３３の主面と電極タブ２５の主面とは、互いに接していてもよいし、近接しているが接しない構成であってもよい。補強部材３５と電極タブ２５との間に他の部材が介在していてもよい。
　補強部材３３は、図４Ａ（ａ）、（ｂ）に示すように、電極タブ２５の切欠き部２５ａを覆うように配置される。電極タブ２５の幅方向の両側（図の上下方向）には複数の係止片２５ｅが形成されており、各係止片２５ｅは、タブの幅方向外側に向かって延び出している。より具体的には、計４つの係止片２５ｅが形成されている。係止片２５ｅを折り曲げ、図４Ａ（ｂ）に示すとおり、補強部材３３の周縁部に係止させることで、補強部材３３が固定される。
　補強部材３３は、電極タブ２５を補強するものであるため、剛性が比較的高いものであることが好ましい。金属材料、樹脂材料、セラミックス材料、またはそれらの複合材料を基本的に用いることができる。それらの材料に塗装やメッキといった被膜が形成されたものも好ましい。
　補強部材の材質としては、絶縁性、断熱性、耐熱性の高いものを利用することが、一形態において、好ましい。電気的絶縁性に関し、例えば体積抵抗率が１×１０１（Ω・ｍ）以上のものを利用することができる。断熱性に関し、例えば熱伝導率が８Ｗ・ｍ－１・Ｋ－１以下のものを利用することができる。耐熱性に関し、融点（軟化点）や熱分解温度など材料の変形や変質する温度が、１５０℃以上（ＰＰなどのポリオレフィンやフェノール樹脂等）、好ましくは２００℃以上（シリコン樹脂、セルロース等）、更に好ましくは２５０℃以上（エポキシ樹脂、弗素樹脂等）、更に更に好ましくは３００℃以上（ポリイミドクラス、ガラスなどの無機材料等）のものを利用することができる。
　なお、補強部材３３が例えば導電性材料である場合、この部材に電流が流れて溶断部２５ｂがヒューズ部としての役割を果たさなくなる。したがって、補強部材３３自体を導電性材料としてもよいが、その場合には、補強部材３３を電極タブ２５から電気的に絶縁させる必要がある。
　補強部材３３の材質としては、耐熱性を有する絶縁材料を用いてもよい。例えばセラミックであってもよく、アルミナ、ガラス、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等を利用可能である。また、難燃樹脂であることも好ましく、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を利用可能である。このような樹脂としては、溶断部２５ｂが溶断しても該樹脂は溶融しない程度の難燃性を備えたものであることが好ましい。
　補強部材３３は、基本的には、熱伝導率が低い材料（断熱材料）が好ましい。これにより、溶断部２５ｂからの熱が外部に逃げず、この部分の溶断が効率的に起こるようになる。もっとも、下記するように熱伝導率が比較的高い材料であってもよい。
　補強部材３３が、電極タブ２５の一方の面に接触していることに着目すると（必須ではないが）、補強部材３３は電極タブ２５の放熱部材としても機能しうる。そこで、電極タブ２５からの放熱性を確保するために、補強部材３３を熱伝導性の比較的高い材料としてもよい。この場合、例えば、金属製の部材に、セラミックコーティング、アルマイト処理（陽極酸化処理）、耐熱樹脂コーティング等を施したものであってもよい。
　このような構成においては、図４Ｂに示すように、溶断部２５ｂ′と補強部材３３とが接触しない構成、換言すれば、溶断部２５ｂ′と補強部材３３との間に空間が設けられるような構成としてもよい。この例では、電極タブ２５の溶断部２５ｂ′を部分的に湾曲させ（図４Ｂ（ｂ）参照）、溶断部２５ｂ′のところでは接触しないが、その両側においては電極タブ２５と補強部材３３とが接触する構成となっている。このような構成によれば、補強部材３３を放熱部材として利用しつつ、かつ、溶断部２５ｂ′の熱は補強部材３３を介して放熱されないので、溶断部としての機能を良好に維持できる。
　以上、補強部材３３を例に挙げてその材質等について説明したが、これらの説明は、図４Ａの補強部材３３に限らず、他の図面に示される補強部材や図示することなく説明する他の補強部材についても共通であることは当業者であれば理解されよう。
　補強部材の絶縁性、断熱性、耐熱性に関して、補強部材に絶縁性、断熱性および／または耐熱性の高いものを使用するのではなく、タブと補強部材との間にそうした性質を有する材料を介在させ、タブと補強部材との間の接続を行うようにしてもよい。
　図４Ａのように電極タブ２５の係止片２５ｅを利用して補強部材３３を固定する場合、補強部材３３の位置固定をより確実なものとするために、図４Ｃのように補強部材３３に凹部３３ａが形成されていてもよい。それぞれの凹部３３ａは各係止片２５ｅに対応する位置に形成され、係止片２５ｅよりも幅広に形成されている。
　溶断部２５ｂは、高温となって溶断する部分であるので、その熱が電極タブ２５を伝播してフィルム外装体１０の一部を溶融させたりすることの無いよう、溶断部２５ｂとフィルム外装体１０との間の距離（より具体的にはフィルムどうしの熱溶着部１５の端部からの距離Ｌａ、図３（ａ）参照）は、所定の距離以上確保されていることが好ましい。一例として、距離Ｌａは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることがより好ましい。距離Ｌａが短すぎると発熱の影響がフィルムの熱溶着部に及び、長すぎると電池サイズの大型化につながりうる。
　「所定の距離」は、例えば、溶断部２５ｂが溶断する時点で、熱溶着部１５での電極タブ２５を温度がフィルム外装体１０の溶着部の材質の融点を超えないように設定された距離であることが好ましい。
　以上のような構成によれば、溶断部２５ｂ付近に補強部材３３が取り付けられ、電極タブ２５が補強されているので、電極タブ２５に不測の力が加わった場合などであっても、電極タブ２５（特には溶断部２５ｂ）が破断したり、破損したりすることが防止される。また、溶断部２５ｂに近接して部材（断熱材）が配置された本実施形態のような構成によれば、そのような部材が無い構成と比較して、溶断部２５ｂの溶断を効率的に行わせることができる。
　図４Ａ、図４Ｃに示したような、電極タブ２５に形成した係止片２５ｅを折り曲げて補強部材３３を固定する方式によれば、構成が簡単で、かつ、取付け作業も容易である。
　発明は上記に限らず種々変更も可能である。以下、本発明の他の態様を図面で例示しながら幾つか説明する。本明細書において別々の態様として開示される技術的事項は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において相互に組合せ得るものであることは言うまでもない。
（機械的な連結）
　図４Ｄに示すような固定具６１により補強部材３３が電極タブ２５に固定されてもよい。固定具６１としては、ネジ（ボルト）、リベット、クリップ、ハトメ、ファスナー（固定手段）等を利用することができる。固定具６１は絶縁性のものであってもよい。また、耐熱性および／または断熱性のものであることも好ましい。補強部材と同様の材質で構成することも可能である。
　この例では、電極タブ２５および補強部材３３に通し孔２５ｈ、３５ｈが形成されており、そこにボルトを挿入し、ナットで固定が行われるようになっている。図４Ｄ（ａ）から分かるように、固定具６１で固定を行う箇所は、電極タブ２５のスリット２５ａの両側であることが好ましい。なお、この例では、スリット２５ａの右側および左側のそれぞれで通し孔３３ｈ、２５ｈを２つずつ形成しているが、１つのみもしくは３つ以上としてもよい。
　詳細な図示は省略するが、補強部材３３と、電極タブ２５を間に挟んで他方の面側に配置される他の補強部材（不図示）との２つで、電極タブ２５を挟み込むようにしてもよい。言い換えれば、第１の補強部材３３と、第２の補強部材（不図示）とで電極タブを挟んで補強する構造である。この場合、補強部材のいずれもが、電極タブ２５に密着するようになっていてもよいし、また、例えばスペーサ（不図示）等を介在させることで２つの補強部材の間に所定の間隙（電極タブの厚みより大きな寸法）が形成されるようになっていてもよい。
（補強部材の他の例）
　補強部材としては、例えば図５Ａ、図５Ｂに示すように、電極タブ２５を取り囲むような中空の部材であってもよい。この補強部材３５は、一例で、矩形断面の平たい中空部材であり、その内部空間３５ａに電極タブ２５が挿通される。
　補強部材３５と電極タブ２５との固定は、図４Ｄのように、ネジ等の固定具６１を用いて行なわれてもよい。この場合、ネジ等を通すための通し孔３５ｈが補強部材３５に形成される。
　補強部材３５は、単一の部品として構成されたものであってもよいし、複数の部品を組み合わせて構成されたものであってもよい。例えば、上面側の部品と下面側の部品との２部品からなるものであってもよい。補強部材３５および／またはそれを構成する部品の材質としては、上記補強部材３３に関して説明したものと同様のものを利用することができる。
　図５Ａ、図５Ｂは、ネジ等の固定具６１を使って補強部材３５と電極タブとを固定するものであるが、この他にも、図５Ｃに示すように、電極タブ２５の係止片２５ｅ（図４Ａも参照）を補強部材３５の一部に係止させて固定を行うものとしてもよい。
（溶断部の他の例）
　上記実施形態では、電極タブ２５の側縁部から延びるスリット２５ａを形成して溶断部２５ｂを設けることを説明したが、図６に示すように、電極タブ２５に開口部２５ａ′を設け、残った部分が溶断部２５ｂとして機能する構成としてもよい。この例では、２つの開口部２５ａ′を形成しているが、１つの細長い開口部を形成するようにしてもよい。この構成によれば、電極タブの一部のみを残して溶断部とする場合と比較して、複数の溶断部となるので、不測の力が加わった場合でも、より破断や破損が生じにくい。
　当然ながら、開口部２５ａ′とスリット２５ａ（図４Ａ参照）の組合せにより、２つまたはそれ以上の溶断部２５ｂを形成するようにしてもよい。
　上記実施形態では、電極タブ２５自体に溶断部２５ｂを形成することを説明したが、図７に示すように、電極タブ２５に接続される他の導電材７５に溶断部７５ｂが形成されていてもよい。なお、溶断部７５ｂの形状等については上記に説明した技術事項をそのまま適用可能であり、重複する説明は省略する。
　電極タブ２５は、その一部がフィルム外装体１０の内部に封入されるものであり、材質に関わる制約がある。これに対して図７のような構成によればヒューズ機能に関してより好適な材質を選択することができる。導電材７５の材質としては、例えばヒューズ用の材質であってもよく、具体的には、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｚｎ、それらの合金等を利用できる。
　図７（ａ）では、電極タブ２５に、それとは異なる材質の導電材７５が接続され、その導電材７５の一部に、一例として、スリット７５ａを形成することによって溶断部７５ｂが形成されている。
　このような構成であっても、溶断部７５ｂを含む領域に補強部材（図示省略）が取り付けられ、これにより、導電材７５が機械的に補強されていることが好ましい。この例では、導電材７５に４つ全ての通し孔７５ｈが形成されているが、導電材７５やスリット７５ａの形状および位置関係によっては、通し孔の一部は電極タブ２５に形成されてもよい。
　図７（ｂ）では、電極タブ２５が基端側と先端側とで２つに切り分けられ、その間を幅狭な２つのヒューズ部材７６－１、７６－２を接続した構成となっている。電極タブ２５とヒューズ部材７６－１、７６－２との接合は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、レーザー溶接、カシメ、導電性接着剤による接着等を採用することができる。
　一例として２つのヒューズ部材７６－１、７６－２を使用しているが、一方のみでもよい。補強部材を接続するための通し孔は、導電性部材と電極タブとの両方に形成されていてもよい（図面では符号７６ｈを参照）。ヒューズ部材７６－１、７６－２を留める固定具（例えばネジやハトメ等）としては導電性のものを利用することも可能である。
（製造方法について）
　以上、フィルム外装電池を対象として本発明の幾つかの形態を説明したが、本発明は電池の製造方法として捉えることもできる。すなわち、本発明の一形態に係る電池の製造方法は次のステップを有する：電池要素を用意するステップと；電池要素を電解液とともに外装体の内部に封入するステップと；電極タブの一部に、所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部を形成するステップと；電極タブのうち少なくとも前記溶断部を含む部分に、前記外装体から離れた状態で、補強部材取り付けるステップ。
　溶断部を形成するステップでは、例えば、プレス加工等により電極タブにスリットを形成してもよい。スリットの形成は、例えば、母材から電極タブを切り分ける、または、打ち抜くステップの中で同時に行なわれるものであってもよい。
　補強部材を設けるステップは、フィルム外装体１０の熱溶着部１５に電極タブ２５が挟まれた後に実施されてもよいし、他のタイミングで行なわれてもよい。例えば、予め、電極タブ２５に補強部材３３を取り付けてサブアセンブリを行い、その後、サブアセンブリされた電極ダブ２５の一部をフィルム外装体１０の熱溶着部１５を挟み込んで熱溶着するようにしてもよい。
＜電池以外の発明について＞
　図８は、本発明の一形態に係る二次電池を利用した蓄電システムの模式図である。蓄電システム１は、その規模の大小は何ら限定されるものではないが、少なくとも１つの二次電池（例えばフィルム外装電池５０）を有する電源部１Ａと、その充放電の監視・制御などを行う制御装置１Ｂとを備えている。このような蓄電システム１としては、例えばバックアップ電源であってもよく、大型施設用、事業所用、家庭用など種々のものとすることができる。
　図９は、本発明の一形態に係る二次電池を利用した電動車両の模式図である。電動車両２は、少なくとも１つの二次電池（例えばフィルム外装電池５０）を有する電源部２Ａと、その充放電の監視・制御などを行う制御装置（不図示）とを備えている。
　本発明の一形態に係る二次電池は、例えば、電源を必要とするあらゆる産業分野に利用可能である。一例として、携帯電話、ノートパソコンなどのモバイル機器の電源として利用でき；電気自動車、ハイブリッドカー、電動バイク、電動アシスト自転車などの電動車両の電源として利用でき；電車や衛星や潜水艦などの移動用輸送用媒体の電源として利用でき；電力を貯める蓄電システムとして利用できる。
＜電源部の構成例について＞
　電源部としては、具体的には次に説明するような組電池であってもよい。なお、以下では「電源部１Ａ」として説明するが、蓄電システム用に限らず車載用の電源部であってもよいことは言うまでもない。
（第１の態様）
　図１０Ａ～図１０Ｄに第１の態様を示す。図１０Ｄに示すように、この電源部１Ａは、複数の電池パック３０１を有している。この例では、複数の電池パック３０１が直列的に接続されることで、電源部１Ａとして所定の電力を出力するように構成されている。
　１つの電池パック３０１は、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、複数のフィルム外装電池５０と、それを収容する筐体３１０を備えている。筐体３１０としては、限定されるものではないが、例えば樹脂製または金属製のハードケースを利用できる。フィルム外装電池５０は、図示するように、厚み方向に複数を重ねて積層状態で組み込まれる。この例では、全てのフィルム外装電池５０の電極タブ２１、２５の引出し方向が同じ方向となっている。
　図１０Ｃに示すように、電極タブ２１、２５の一部には開口部２１ｈ、２５ｈが形成されている。この開口部２１ｈ、２５ｈには、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、電力取出し用の端子部材３１１、３１５が通される。端子部材３１１は、導電性材料であり、一例として、開口部２１ｈに通される部分である電気的接続部３１１ｂと、その端部に形成された端子部３１１ａとを有している。端子部材３１５も、同様に、電気的接続部３１５ｂと端子部３１５ａとを有している。電気的接続部３１１ｂ、３１５ｂは、全体として棒状に形成され、外周にネジ部が形成されたものであってもよい。
　本形態では、複数のフィルム外装電池５０を重ねると、各電池の電極タブ２１、２５の開口部２１ｈ、２５ｈが積層方向に一列に揃うようになっており、そこに、棒状の電気的接続部３１１ｂ、３１５ｂがそれぞれ通される。これにより、正極の電極タブ２１および負極の電極タブ２５がそれぞれ互いに電気的に接続される。
　なお、電極タブと端子部材とがより確実にコンタクトする（したがってより確実な電気的接続となる）ように、図示しない他の固定具を併用して、しっかりと電極タブと端子部材とを接触させるようにすることも好ましい。
　上記のとおり端子部材３１１、３１５は電極タブに電気的に接続され、電力取り出しようの端子として機能するものであるが、同時に、電極タブの物理的な保持・固定を行うものであってもよい。このように、端子部材３１１、３１５を通すことで電極タブが電気的に接続されるし、物理的にも固定される構成の場合、それぞれの役割を果たす部材を別々に設ける必要がなく、構成の簡素化や部品点数の削減といった利点がある。
　端子部材３１１、３１５の端子部３１１ａ、３１５ｂは、組立て状態で筐体３１０の外面上に位置するようになっている。端子部３１１ａが正極用の端子であり、端子部３１５ａが負極用の端子である。例えば、配線を当該端子部３１１ａ、３１５ａにつなぐことで、隣接する電池パック３０１どうしが順次電気的に接続される。
　なお、図１０Ａ、図１０Ｂでは図示を省略しているが、積層された複数のフィルム外装電池５０どうしを保持固定するための部材が設けられていてもよい。
　このようにして作製した電池パック３０１を、複数集合させて組電池を構成して電源部１Ａとする。電池パック３０１の配置については、図１０Ｄでは一段の平置きとなっているが、他にも二段以上に積層する構成としてもよい。
　上記のように構成された本発明の一形態に係る電池部の構成によれば、上述した本発明の一形態に係るフィルム外装電池を利用するものであるため、ヒューズ機能を持ちながらも、外部から何らかの力が加わった場合でも電極タブの破損や損傷が生じにくい高信頼性の電池部となる。
　なお、上記では、全てのフィルム外装電池５０電極タブ２１、２５の引出し方向が同じ方向であったが、他の例として、一部のフィルム外装電池５０電極タブ２１、２５の引出し方向と、他の一部のフィルム外装電池５０電極タブ２１、２５の引出し方向とが別々の方向となっていてもよい（一例で反対方向）。
（第２の態様）
　図１１Ａ～図１１Ｃに第２の態様を示す。図１１Ｃに示すように、この電源部１Ｂは、複数の電池パック３０２を有している。この態様の電源部と上記態様の電源部とでは、（ｉ）電気的接続のための端子部の配置位置や、端子部材と電極タブとの接続構成が異なる点、および、（ｉｉ）電池パックの配置の向きが異なる点以外は、上記態様の電源部と共通の構成を有する。共通部分についての重複する説明は省略する。
　上記態様では、図１０Ｂに示したように電気的接続のための端子部３１１ａ、３１５ａが筐体３１０の上面（最大面積面）に位置するものであったが、この例では、筐体３１０の側面（長辺側の側面および短辺側の側面のいずれでもよい）に位置すするようになっていうる（図１１Ａ、図１１Ｂ参照）。
　端子部材３２０は、電気的接続のための端子部３２０ａと、そこから延び出した複数の電気的接続部３２０ｂとを有している。端子部３２０ａは、端子部材３２０を取り付けた状態で、筐体３１０の側面に位置することとなる。他方、電気的接続部３２０ｂは筐体内へと延在しその先端側の一部がフィルム外装電池５０の電極タブ２１、２５に電気的に接続する。
　負極の電極タブ２１を例として説明すると、図１１Ｂに示すように、重ねられたフィルム外装電池５０のそれぞれの電極タブ２１の先端側が折り曲げられ、その折曲げ部分に開口部２１ｈが形成されている。限定されるものではないが、折曲げ部分は、筐体３１０のうち端子部材３２０が取り付けられる面と略平行となっていてもよい。このような構成により、それぞれの電極タブ２１の開口部２１ｈが、並んだ状態で、端子部材３２０側に向かって開口することとなる。端子部材３２０は、電極タブ２１の数に対応する数の接続部３２０ｂを有している。
　電気的接続部３２０ｂは、一例で、導電性材料のネジ等であってもよく、その先端側を電極タブ２１の開口部２１ｈに通して固定することで、電極タブ２１と接続部３２０ｂとの電気的接続がなされる。当然ながら、他の固定具を併用して両部材間の接続を行うようにしてもよい。
　接続部３２０ｂが、電気的接続と物理的固定との両方の役割を果たすように構成されていることも好ましい。この場合、それらの役割を果たす部材を別々に設ける必要がなく、構成の簡素化や部品点数の削減といった利点がある。以上、電極タブ２１等を例に挙げて説明したが、他方の電極タブ２５側の構成についても同様に構成することができる。
　このようにして作製した電池パック３０２を、その端子部材３２０が上側に位置するように並べて組電池を構成して電源部１Ａ（図１１Ｃ）とする。電池パック３０２の配置、配列については何ら限定されるものではないが、この例では、複数の電池パック３０２を並べたものが２列に配置されている。当然ながら１列でもよいし、３列以上としてもよい。配線を用いて隣接する電池パックの正極の端子部３２０ａどうし、および、負極の端子部３２０ａどうしを接続していくことで、複数の電池パック３０２が順次電気的に接続される。
（付記）
　本明細書は以下の発明を開示する：
１．電池要素（２０）と、
　上記電池要素（２０）を電解液とともに収容する外装体（１０）と、
　上記外装体（１０）から引き出された正極および負極の電極タブ（２１、２５）と、
　を備える二次電池（５０）であって、
　さらに、
　上記電極タブの一部に形成され所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部（２５ｂ）と、
　上記電極タブのうち少なくとも上記溶断部（２５ｂ）を含む部分に、上記外装体から離れた状態で、取り付けられた補強部材（３１、３３、３５）と、
　を備える、二次電池。
２．上記補強部材（３１）が、上記電極タブの一方の面に配置された部材（３３）である。
３．上記補強部材（３１）が、上記電極タブが内部に通される中空部材（３５）である。
４．上記補強部材と上記電極タブとが、機械的に連結されている。
５．上記機械的な連結は、上記電極タブの一部と上記補強部材の一部とを係止させることによって行なわれる。
６．上記機械的な連結が、固定具（６１）によって行なわれる。
７．上記機械的な連結が、上記溶断部（２５ｂ）の両側で行なわれている。
８．上記補強部材が断熱材である。
９．上記補強部材が、セラミックまたは難燃樹脂である。
１０．上記外装体がフィルム外装体である。
１１．上記溶断部（２５ｂ）が、上記電極タブを挟み込むフィルム外装体の溶着部から、所定の距離だけ離れている。
１２．上記記載の二次電池を複数有する電源部（１Ａ、２Ａ）を備える、電動車両。
１３．上記記載の二次電池を複数有する電源部（１Ａ、２Ａ）を備える、蓄電システム。
１４．電池要素を用意するステップと、
　上記電池要素を電解液とともに外装体の内部に封入するステップと、
　電極タブの一部に、所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部を形成するステップと、
　上記電極タブのうち少なくとも上記溶断部を含む部分に、上記外装体から離れた状態で補強部材を取り付けるステップと、
　を備える、二次電池の製造方法。
１５．電池要素（２０）と、
　上記電池要素（２０）を電解液とともに収容する外装体（１０）と、
　上記外装体（１０）から引き出された正極および負極の電極タブ（２１、２５）と、
　を備える二次電池（５０）であって、
　さらに、
　上記電極タブに接続された他の導電材（７５）に形成され所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部（７５ｂ）と、
　上記電極タブおよび／または上記他の導電性部材のうち少なくとも上記溶断部を含む部分に、上記外装体から離れた状態で、取り付けられた補強部材（３３）と、
　を備える、二次電池。「溶断部」はこのようにタブ以外の部材に設けてもよい。
１　蓄電システム（蓄電設備）
１Ａ、１Ｂ　電源部
１Ｂ　制御装置
２　電動車両
２Ａ　電源部
１０　フィルム外装体
１１、１２　フィルム
１５　熱溶着部
２０　電池要素
２１、２５　電極タブ
２５ａ　スリット
２５ａ′　開口部
２５ｂ　溶断部
２５ｅ　係止片
２５ｈ　通し孔
３１、３３、３５　補強部材
３３ｈ　通し孔
３３ａ　凹部
３５ａ　内部空間
３５ｈ　通し孔
５０　フィルム外装電池
６１　固定具
７５、７６－１、７６－２　導電性部材
７５ｈ、７６ｈ　通し孔
３０１、３０２　電池パック
３１０　筐体
３１１、３１５　端子部材
３１１ａ、３１５ａ、３２０ａ　端子部
３１１ｂ、３１１ｂ、３２０ｂ　電気的接続部

Claims (15)

  1. 　電池要素と、
    　前記電池要素を電解液とともに収容する外装体と、
    　前記外装体から引き出された正極および負極の電極タブと、
    　を備える二次電池であって、
    　さらに、
    　前記電極タブの一部に形成され所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部と、
    　前記電極タブのうち少なくとも前記溶断部を含む部分に、前記外装体から離れた状態で、取り付けられた補強部材と、
    　を備える、二次電池。
  2. 　前記補強部材が、前記電極タブの一方の面に配置された部材である、請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記補強部材が、前記電極タブが内部に通される中空部材である、請求項１に記載の二次電池。
  4. 　前記補強部材と前記電極タブとが、機械的に連結されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の二次電池。
  5. 　前記機械的な連結は、前記電極タブの一部と前記補強部材の一部とを係止させることによって行なわれる、請求項４に記載の二次電池。
  6. 　前記機械的な連結が、固定具によって行なわれる、請求項４に記載の二次電池。
  7. 　前記機械的な連結が、前記溶断部の両側で行なわれている、請求項４～６のいずれか一項に記載の二次電池。
  8. 　前記補強部材が断熱材である、請求項１～７のいずれか一項に記載の二次電池。
  9. 　前記補強部材が、セラミックまたは難燃樹脂である、請求項１～８のいずれか一項に記載の二次電池。
  10. 　前記外装体がフィルム外装体である、請求項１～９のいずれか一項に記載の二次電池。
  11. 　前記溶断部が、前記電極タブを挟み込むフィルム外装体の溶着部から、所定の距離だけ離れている、請求項１０に記載の二次電池。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の二次電池を複数有する電源部を備える、電動車両。
  13. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の二次電池を複数有する電源部を備える、蓄電システム。
  14. 　電池要素を用意するステップと、
    　前記電池要素を電解液とともに外装体の内部に封入するステップと、
    　電極タブの一部に、所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部を形成するステップと、
    　前記電極タブのうち少なくとも前記溶断部を含む部分に、前記外装体から離れた状態で補強部材を取り付けるステップと、
    　を備える、二次電池の製造方法。
  15. 　電池要素と、
    　前記電池要素を電解液とともに収容する外装体と、
    　前記外装体から引き出された正極および負極の電極タブと、
    　を備える二次電池であって、
    　さらに、
    　前記電極タブに接続された他の導電材に形成され所定の電流が流れた場合に他の部位に優先して溶断する溶断部と、
    　前記電極タブおよび／または前記他の導電性部材のうち少なくとも前記溶断部を含む部分に、前記外装体から離れた状態で、取り付けられた補強部材と、
    　を備える、二次電池。
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