WO2021049572A1 - 蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法 - Google Patents

蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法 Download PDF

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WO2021049572A1
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storage element
power storage
welded portion
exterior material
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PCT/JP2020/034304
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準也 飯野
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積水化学工業株式会社
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a power storage element, a method for manufacturing the power storage element, and a method for designing the power storage element.
  • a laminated battery or a wound battery in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated is widely used.
  • An example of such a laminated battery is a lithium ion secondary battery.
  • One of the features of the lithium-ion secondary battery is that it has a larger capacity than other types of stacked batteries. Lithium-ion secondary batteries having such characteristics are expected to be further spread in various applications such as in-vehicle applications and stationary housing applications.
  • an electrolytic solution is housed in the exterior body together with an electrode body in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated in the stacking direction. Further, in order to extract power from the electrode body having the positive electrode and the negative electrode, the positive electrode and the negative electrode collect electricity separately in the region of the positive electrode and the negative electrode where the electrode active material layer is not provided. A tab is attached to the electrode current collector of each electrified electrode. The electrode body is housed in the exterior body in a state where the tabs attached to the respective electrodes extend outward. Such an exterior body is formed by joining the sealant layers of two exterior materials each having a sealant layer.
  • water may enter the inside from a joint where two exterior bodies are joined to each other.
  • the invading water may be electrolyzed to generate hydrogen gas or hydrogen fluoride.
  • hydrogen fluoride generated inside the laminated battery, the tab may be corroded. If the tab is corroded, electrolyte may leak between the tab and the sealant layer.
  • the present invention has been made in consideration of such a point, and an object of the present invention is to provide a power storage element having excellent performance and reliability, a method for manufacturing the power storage element, and a method for designing the power storage element.
  • the power storage element of the present invention It is a power storage element
  • An exterior body including a first exterior material and a second exterior material that are arranged so as to face each other and are welded to each other in a linear welded portion.
  • An electrode body and an electrolytic solution housed in the housing space of the exterior body partitioned by the welding portion are provided.
  • the first exterior material has a first sealant layer provided on the side of the second exterior material.
  • the second exterior material has a second sealant layer provided on the side of the first exterior material and welded to the first sealant layer at the welded portion.
  • the width W of the welded portion is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the total thickness TA [mm] of the first sealant layer and the second sealant layer in the welded portion the total thickness TB [mm] of the first sealant layer and the second sealant layer other than the welded portion, and the electrolytic solution.
  • the amount of liquid M [g] and the length L [mm] of the welded portion are 3.11 ⁇ L / M ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 10.8 ⁇ L / M It is a power storage element that satisfies the above relationship.
  • the power storage element of the present invention It is a stationary power storage element
  • An exterior body including a first exterior material and a second exterior material that are arranged so as to face each other and are welded to each other in a linear welded portion.
  • An electrode body and an electrolytic solution housed in the housing space of the exterior body partitioned by the welding portion are provided.
  • the first exterior material has a first sealant layer provided on the side of the second exterior material.
  • the second exterior material has a second sealant layer provided on the side of the first exterior material and welded to the first sealant layer at the welded portion.
  • the width W of the welded portion is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the total thickness TA [mm] of the first sealant layer and the second sealant layer in the welded portion the total thickness TB [mm] of the first sealant layer and the second sealant layer other than the welded portion, and the electrolytic solution.
  • the amount of liquid M [g] and the length L [mm] of the welded portion are 2.83 ⁇ L / M ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 9.89 ⁇ L / M It is a power storage element that satisfies the above relationship.
  • the total thickness TA of the first sealant layer and the second sealant layer in the welded portion and the total thickness TB of the first sealant layer and the second sealant layer other than the welded portion are 20 ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 70 May be satisfied.
  • the design method of the power storage element of the present invention is An exterior body including a first exterior material and a second exterior material that are arranged so as to face each other and are welded to each other in a linear welded portion.
  • An electrode body and an electrolytic solution housed in the housing space of the exterior body partitioned by the welding portion are provided.
  • the first exterior material has a first sealant layer provided on the side of the second exterior material.
  • the second exterior material is a method for designing a power storage element, which is provided on the side of the first exterior material and has a second sealant layer welded to the first sealant layer at the welded portion.
  • a step of determining the liquid amount M [g] of the electrolytic solution and the length L [mm] of the welded portion, and The compression ratio ⁇ [%] of the first sealant layer and the second sealant layer when the first sealant layer and the second sealant layer are welded at the welding portion is determined by the amount of the electrolytic solution M [g]. And a step of determining based on the length L [mm] of the welded portion.
  • the width W of the welded portion is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the compression ratio ⁇ may be determined to increase as the length L of the welded portion increases.
  • the compression ratio ⁇ may be determined to be proportional to the length L of the welded portion.
  • the compression ratio ⁇ may be determined to decrease as the amount M of the electrolytic solution increases.
  • the compression ratio ⁇ may be determined to be inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution.
  • the amount M of the electrolytic solution, the length L of the welded portion, and the compression ratio ⁇ are 3.11 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 10.8 ⁇ L / M It may be decided to satisfy the relationship.
  • the compression ratio ⁇ is 20 ⁇ ⁇ ⁇ 70 It may be decided to satisfy the relationship.
  • the method for manufacturing a power storage element of the present invention is A step of arranging the first exterior material and the second exterior material facing each other so that the first sealant layer of the first exterior material and the second sealant layer of the second exterior material face each other.
  • the electrode body and the electrolytic solution are sealed in the accommodation space between the first exterior material and the second exterior material.
  • the compression ratio ⁇ [%] of the first sealant layer and the second sealant layer when the first sealant layer and the second sealant layer are welded at the welded portion is determined by the method for designing a power storage element according to the present invention. This is a method for manufacturing a power storage element.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a power storage element.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the inside of the power storage element of FIG. 1 with the exterior body, the insulating sheet, and the like removed.
  • FIG. 3 is a plan view showing the power storage element of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line VV of FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing a modified example of the power storage element.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a design method of the power storage element.
  • FIG. 8 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a specific example of a method for manufacturing a power storage element.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 4, and is a cross-sectional view for explaining a specific example of a method for manufacturing a power storage element.
  • FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 5 and is a cross-sectional view for explaining a specific example of a method for manufacturing a power storage element.
  • FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 5 and is a cross-sectional view for explaining a specific example of a method for manufacturing a power storage element.
  • FIGS. 1 to 11 are diagrams for explaining an embodiment of a power storage element, a method for manufacturing the power storage element, and a method for designing the power storage element according to the present invention.
  • “for stationary” means those installed in a stationary house or the like.
  • “for in-vehicle use” means one mounted on an automobile or the like.
  • the “storage element” in the present specification is not limited to the “stationary power storage element” or the "vehicle-mounted power storage element”.
  • the power storage element 1 includes an exterior body 7, an electrode body 5 housed in a storage space 7a of the exterior body 7 partitioned by a welding portion 80 described later, an electrolytic solution, and an electrode. It includes a tab 6 connected to the body 5 and extending from the inside to the outside of the exterior body 7.
  • the electrode body 5 includes a first electrode 10 and a second electrode 20 in which the first electrode 10 and the second electrode 20 are alternately laminated in the first direction d1.
  • the electrode body 5 includes a plurality of first electrodes 10 and a plurality of second electrodes 20, respectively. In the example shown in FIG.
  • the power storage element 1 has a flat shape in which the first direction d1 in the thickness direction is thin as a whole, and the second direction d2 in the longitudinal direction and the lateral direction (width). It extends in the third direction d3, which is the direction).
  • the first direction d1, the second direction d2 and the third direction d3 are non-parallel to each other, and in the illustrated example, the first direction d1, the second direction d2 and the third direction d3 are orthogonal to each other.
  • the power storage element 1 is a laminated battery, specifically, a lithium ion secondary battery
  • the first electrode 10 constitutes the positive electrode 10X
  • the second electrode 20 constitutes the negative electrode 20Y.
  • the embodiment described here is not limited to the lithium ion secondary battery, and the first electrode 10 and the second electrode 20 are used. It can be widely applied to the power storage element 1 formed by alternately stacking in the first direction d1.
  • the power storage element 1 is not limited to the laminated battery, and may be, for example, a wound battery. Even when the power storage element 1 is a wound battery, the first electrode 10 and the second electrode 20 are laminated in the first direction d1.
  • the electrode body 5 will be described. As shown in FIGS. 2 to 4, the electrode body 5 is formed between the positive electrode 10X (first electrode 10), the negative electrode 20Y (second electrode 20), and the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y adjacent to each other in the first direction d1. It includes an arranged insulating sheet 30 (see FIGS. 3 and 4). As shown in FIG. 2, the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are alternately laminated along the first direction d1.
  • the electrode body 5 may include 20 or more electrodes. That is, the electrode body 5 may contain 10 or more positive electrodes 10X and 10 or more negative electrodes 20Y, respectively.
  • the thickness of the electrode body 5, that is, the length along the first direction d1, is, for example, 4 mm or more and 20 mm or less.
  • the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are plate-shaped electrodes having a substantially rectangular outer contour.
  • the second direction d2, which is non-parallel to the first direction d1 is the longitudinal direction of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y
  • the third direction d3, which is non-parallel to both the first direction d1 and the second direction d2 is the positive electrode 10X and the negative electrode. It is the short side direction (width direction) of 20Y.
  • the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y are arranged so as to be offset in the second direction d2.
  • the plurality of positive electrodes 10X are arranged closer to one side in the second direction d2, and the plurality of negative electrodes 20Y are arranged closer to the other side in the second direction d2.
  • the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y overlap with the first direction d1 at the center in the second direction d2.
  • the length of the negative electrode 20Y (second electrode 20) along the third direction d3 is longer than the length of the positive electrode 10X (first electrode 10) along the third direction d3. It has become.
  • the negative electrode 20Y extends from the positive electrode 10X to one side and the other side of the third direction d3.
  • the thickness of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y, that is, the length in the first direction d1 is, for example, 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less
  • the length in the longitudinal direction, that is, along the second direction d2 is, for example, 200 mm or more and 950 mm or less.
  • the length (width) in the lateral direction, that is, along the third direction d3 is, for example, 70 mm or more and 350 mm or less.
  • the positive electrode 10X (first electrode 10) includes a positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) and a positive electrode active material layer 12X (first electrode 10) provided on the positive electrode current collector 11X. It has one electrode active material layer 12) and.
  • the positive electrode 10X emits lithium ions when discharged and occludes lithium ions when charged.
  • the positive electrode current collector 11X has a first surface 11a and a second surface 11b facing each other as main surfaces.
  • the positive electrode active material layer 12X is laminated on at least one surface of the first surface 11a and the second surface 11b of the positive electrode current collector 11X. Specifically, when the first surface 11a or the second surface 11b of the positive electrode current collector 11X forms the outermost surface in the first direction d1 of the electrode body 5, the surface of the positive electrode current collector 11X is covered.
  • the positive electrode active material layer 12X is not provided. Except for the configuration related to the arrangement of the positive electrode current collector 11X, the plurality of positive electrode bodies 10X of the electrode body 5 have a pair of positive electrode active material layers 12X provided on both sides of the positive electrode current collector 11X and are identical to each other. Can be configured.
  • the positive electrode current collector 11X and the positive electrode active material layer 12X can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery).
  • the positive electrode current collector 11X can be formed of aluminum foil.
  • the positive electrode active material layer 12X contains, for example, a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder serving as a binder.
  • the positive electrode active material layer 12X is produced by applying a positive electrode slurry obtained by dispersing a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, and a binder in a solvent onto a material forming the positive electrode current collector 11X and solidifying the positive electrode active material layer 12X. Can be done.
  • a lithium metallic acid compound represented by the general formula LiM x O y (where M is a metal and x and y are composition ratios of metal M and oxygen O) is used.
  • the lithium metallic acid compound include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate and the like.
  • the conductive auxiliary agent acetylene black or the like can be used.
  • the binder polyvinylidene fluoride or the like can be used.
  • the positive electrode current collector 11X (first electrode current collector 11) has a first end region a1 (connection region) and a first electrode region b1 (effective region). There is. As shown in FIG. 4, the positive electrode active material layer 12X (first electrode active material layer 12) is laminated only in the first electrode region b1 of the positive electrode current collector 11X. The first end region a1 and the first electrode region b1 are arranged so as to be adjacent to each other along the second direction d2. The first end region a1 is located on one side of the first electrode region b1 in the second direction d2. The plurality of positive electrode current collectors 11X are bonded to one tab 6 by resistance welding, ultrasonic welding, tape bonding, fusion, etc.
  • the first end regions a1 of the plurality of positive electrodes 10X are stacked on the tab 6 and electrically connected to each other.
  • the first electrode region b1 extends within the region of the negative electrode 20Y facing the negative electrode active material layer 22Y, which will be described later. By such an arrangement of the first electrode region b1, it is possible to prevent the precipitation of lithium from the positive electrode active material layer 12X.
  • the negative electrode 20Y (second electrode 20) includes a negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) and a negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) provided on the negative electrode current collector 21Y. And have.
  • the negative electrode 20Y occludes lithium ions during discharging and releases lithium ions during charging.
  • the negative electrode current collector 21Y has a first surface 21a and a second surface 21b facing each other as main surfaces.
  • the negative electrode active material layer 22Y is laminated on at least one surface of the first surface 21a and the second surface 21b of the negative electrode current collector 21Y.
  • the plurality of negative electrode bodies 20Y of the electrode body 5 have a pair of negative electrode active material layers 22Y provided on both sides of the negative electrode current collector 21Y, and may be configured to be the same as each other.
  • the negative electrode current collector 21Y and the negative electrode active material layer 22Y can be produced by various manufacturing methods using various materials that can be applied to the power storage element 1 (lithium ion secondary battery).
  • the negative electrode current collector 21Y is formed of, for example, a copper foil.
  • the negative electrode active material layer 22Y contains, for example, a negative electrode active material made of a carbon material and a binder that functions as a binder.
  • the negative electrode active material layer 22Y forms a negative electrode current collector 21Y, for example, a slurry for a negative electrode formed by dispersing a negative electrode active material made of carbon powder, graphite powder, or the like and a binder such as polyvinylidene fluoride in a solvent. It can be produced by coating on a material and solidifying it.
  • the negative electrode current collector 21Y (second electrode current collector 21) has a second end region a2 (connection region) and a second electrode region b2 (effective region).
  • the negative electrode active material layer 22Y (second electrode active material layer 22) is laminated only in the second electrode region b2 of the negative electrode current collector 21Y.
  • the second end region a2 and the second electrode region b2 are arranged so as to be adjacent to each other along the second direction d2.
  • the second end region a2 is located on the other side of the second electrode region b2 in the second direction d2.
  • the plurality of negative electrode current collectors 21Y are bonded to one tab 6 by resistance welding, ultrasonic welding, tape bonding, fusion, etc.
  • the second end regions a2 of the plurality of negative electrodes 20Y are superposed on a tab 6 different from the tab 6 to which the positive electrode current collector 11X is bonded, and are electrically connected to each other. ..
  • the second electrode region b2 extends to a region of the positive electrode 10X facing the positive electrode active material layer 12X.
  • the insulating sheet 30 As shown in FIG. 4, the insulating sheet 30 is located between the positive electrode 10X (first electrode 10) and the negative electrode 20Y (second electrode 20) so that the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y do not come into contact with each other. The 20Ys are separated from each other.
  • the power storage element 1 includes a plurality of insulating sheets 30.
  • the insulating sheet 30 has an insulating property and prevents a short circuit due to contact between the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y. Further, the insulating sheet 30 defines the upper surface 5a and the lower surface 5b of the electrode body 5.
  • the insulating sheet 30 has a large ion permeability (air permeability), a predetermined mechanical strength, and durability against an electrolytic solution, a positive electrode active material, a negative electrode active material, and the like.
  • a porous body formed of an insulating material, a non-woven fabric, or the like can be used.
  • a porous film made of a thermoplastic resin having a melting point of about 80 to 140 ° C. can be used.
  • a polyolefin-based polymer such as polypropylene or polyethylene can be adopted.
  • An electrolytic solution is sealed together with the electrode body 5 in the accommodation space 7a of the exterior body 7.
  • the insulating sheet 30 made of a porous body or a non-woven fabric with the electrolytic solution, the electrolytic solution is maintained in contact with the electrode active material layers 12 and 22 of the electrodes 10 and 20.
  • the insulating sheet 30 may be formed by solidifying or gelling the electrolytic solution coated on the active material layers 22Y and 12X on the active material layers 22Y and 12X.
  • the electrolyte for example, it consists of a polymer matrix and a non-aqueous electrolyte solution (that is, a non-aqueous solvent and an electrolyte salt), which gels to cause adhesiveness on the surface, or a polymer matrix and a non-aqueous solvent.
  • a solid electrolyte can be used.
  • the specific material for producing the insulating sheet 30 is not particularly limited, and various materials used for forming the insulating sheet 30 (for example, the materials disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-190567). ) Can be used.
  • the insulating sheet 30 is located between, for example, any two electrodes 10 and 20 adjacent to each other in the first direction d1. Further, the insulating sheet 30 extends so as to cover the entire region of the positive electrode active material layer 12X of the positive electrode 10X in a plan view (see FIG. 3). Similarly, the insulating sheet 30 extends so as to cover the entire region of the negative electrode active material layer 22Y of the negative electrode 20Y in a plan view. Further, as shown in FIG. 3, the width of the insulating sheet 30 along the third direction d3 is wider than the width of the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y along the third direction d3.
  • the tab 6 functions as a terminal in the power storage element 1. As shown in FIGS. 2 to 4, one tab 6 (tab 6 located on one side of the second direction d2) is electrically connected to the positive electrode 10X of the electrode body 5. Similarly, the other tab 6 (the tab 6 located on the other side of the second direction d2) is electrically connected to the negative electrode 20Y of the electrode body 5. As shown in FIG. 4, the pair of tabs 6 extend from the accommodation space 7a inside the exterior body 7 to the outside of the exterior body 7. The length extending to the outside of the exterior body 7 of the tab 6 is, for example, 10 mm or more and 25 mm or less. The exterior body 7 and the tab 6 are sealed with a seal member (not shown) in a region where the tab 6 extends.
  • Tab 6 can be formed using aluminum, copper, nickel, nickel-plated copper, or the like.
  • the thickness of the tab 6 is, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or less.
  • the exterior body 7 is a packaging material for accommodating and sealing the electrode body 5 and the electrolytic solution.
  • the amount M of the electrolytic solution contained in the exterior body 7 may be 80 g or more and 200 g or less, and more preferably 100 g or more and 150 g or less.
  • the amount M of the electrolytic solution may be 150 g or more and 300 g or less, and more preferably 170 g or more and 210 g or less.
  • the liquid amount M of the electrolytic solution is 80 g or more or 150 g or more, even when water invades into the accommodation space 7a and hydrogen fluoride is generated, it is generated with respect to the liquid amount M of the electrolytic solution.
  • the ratio of the amount of hydrogen fluoride (hereinafter, also referred to as the hydrogen fluoride ratio) can be reduced. Therefore, the adverse effect of hydrogen fluoride can be reduced.
  • the amount M of the electrolytic solution is 80 g or more or 150 g or more, the life of the power storage element 1 can be extended.
  • the amount M of the electrolytic solution is 200 g or less or 300 g or less, the power storage element 1 can be miniaturized.
  • the exterior body 7 is arranged so as to face each other, and includes a first exterior material 71 and a second exterior material 72 that are welded to each other in the linear welded portion 80. Further, each of the exterior materials 71 and 72 has a metal layer 71a and 72a and a sealant layer (first sealant layer and second sealant layer) 71b and 72b laminated on the metal layers 71a and 72a, respectively. ..
  • the metal layers 71a and 72a preferably have high gas barrier properties and molding processability.
  • the materials forming the metal layers 71a and 72a are not particularly limited as long as they improve the strength of the power storage element 1 while preventing the intrusion of moisture from the outside, but are known metals from the viewpoints of moisture blocking property, weight and cost. , Metal oxides, metal nitrides and alloys thereof can be used, aluminum, aluminum alloys, stainless steel and the like are preferable, and aluminum can be particularly preferably used. If the strength of the entire power storage element 1 can be ensured, a metal layer may be provided by vapor deposition, sputtering, or the like instead of the metal foil. The thickness of the metal layers 71a and 72a may be 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, respectively, and may be 40 ⁇ m as an example. Although not shown, a protective layer may be provided on the outer surfaces 712 and 722 of the metal layers 71a and 72a. In this case, polyester, polyamide or the like can be used as the material of the protective layer.
  • the sealant layer (first sealant layer) 71b of the first exterior material 71 is provided on the side of the second exterior material 72 with respect to the metal layer 71a. Further, the sealant layer (second sealant layer) 72b of the second exterior material 72 is provided on the side of the first exterior material 71 with respect to the metal layer 72a, and is welded to the sealant layer 71b at the welding portion 80.
  • the sealant layers 71b and 72b have an insulating property and prevent a short circuit between the electrode body 5 housed in the exterior body 7 and the metal layers 71a and 72a. Further, the sealant layers 71b and 72b have thermoplasticity (adhesiveness) in addition to insulating properties.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 are laminated so that the sealant layers 71b and 72b face each other, and the peripheral edges thereof are welded to each other. In this way, the linear welded portion 80 is defined (see FIG. 3). Further, a storage space 7a for the electrode body 5 is formed between the first exterior material 71 and the second exterior material 72.
  • the exterior body 7 seals the electrode body 5 and the electrolytic solution inside. Since the sealant layers 71b and 72b also come into contact with the electrolytic solution, they preferably have chemical resistance.
  • As the material of such sealant layers 71b and 72b polyolefin-based resins, specifically polypropylene, modified polypropylene, low-density polypropylene, ionomer, and ethylene-vinyl acetate can be used.
  • the thicknesses T1 and T2 (see FIG. 5) of the sealant layers 71b and 72b in the region other than the welded portion 80 may be 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, respectively, and may be 80 ⁇ m as an example.
  • the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved. Further, since the thicknesses T1 and T2 of the sealant layers 71b and 72b are 200 ⁇ m or less, respectively, in the welding portion 80, the cross-sectional area of the cross-sectional area of the moisture invasion path along the direction orthogonal to the moisture invasion direction is obtained. It can be made smaller.
  • the first exterior material 71 is formed as a plate-shaped member.
  • the second exterior material 72 is formed in a cup shape.
  • the second exterior material 72 has a cup-shaped bulging portion 73 and a flange portion 74 connected to the bulging portion 73.
  • the flange portion 74 surrounds the bulging portion 73 in a circumferential shape and is connected to the peripheral edge of the bulging portion 73.
  • the collar portion 74 is adhered to the first exterior material 71 so as to seal the accommodation space 7a between the first exterior material 71 and the second exterior material 72.
  • the bulging portion 73 is manufactured, for example, by drawing.
  • the exterior body 7 may be formed by folding back one exterior material.
  • the exterior body 7 has a welded portion 80 formed by adhering exterior materials facing each other at an edge portion of 7b other than the folded portion.
  • the tab 6 extends between a pair of first sides 81 extending from the accommodation space 7a to the outside of the exterior body 7 and a pair of first sides 81. It has a side 82.
  • the welded portion 80 has two second sides 82, and in the example shown in FIG. 6, the welded portion 80 has one second side 82.
  • the pair of first sides 81 extend along the third direction d3, and the second side 82 extends along the second direction d2.
  • the length L of the welded portion 80 may be 700 mm or more and 1000 mm or less, and more preferably 800 mm or more and 900 mm or less.
  • the length L of the welded portion 80 may be 1200 mm or more and 1610 mm or less, and more preferably 1350 mm or more and 1500 mm or less.
  • the length L of the welded portion 80 is as shown in FIG. 3 when the exterior body 7 includes the first exterior material 71 and the second exterior material 72 welded to each other in the linear welded portion 80.
  • L (L1 + L2) ⁇ 2 ⁇ ⁇ ⁇ Equation (1)
  • the length L of the welded portion 80 is the second direction d2 which is the longitudinal direction of the power storage element 1.
  • the width W of the welded portion 80 (the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the welded portion 80) W is 1 mm or more and 10 mm or less. Further, in the power storage element 1, the width W of the welded portion 80 may be 2 mm or more and 9 mm or less, and more preferably 4 mm or more and 8 mm or less. Further, even when the power storage element 1 is for stationary use, the width W of the welded portion 80 may be 2 mm or more and 9 mm or less, and more preferably 4 mm or more and 8 mm or less.
  • the width W of the welded portion 80 is 2 mm or more, it is possible to lengthen the invasion route of moisture when moisture invades from the outside, and it is possible to suppress the invasion of moisture into the exterior body 7. .. Further, when the width W of the welded portion 80 is 9 mm or less, the volumetric energy density of the power storage element 1 can be increased.
  • the volumetric energy density means the amount of electric power that can be supplied by the power storage element 1 per volume occupied by the power storage element 1.
  • the total thickness TA of the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b in the welded portion 80 is the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (first sealant layer) in the region other than the welded portion 80.
  • the total thickness of the 2 sealant layer) 72b (that is, the total thickness of the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b before welding) is thinner than TB.
  • the total thickness TA of the sealant layers 71b and 72b in the welded portion 80 may be 6 ⁇ m or more and 320 ⁇ m or less.
  • the total thickness TB of the sealant layers 71b and 72b in the region other than the welded portion 80 may be 20 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less.
  • the compressibility (hereinafter, also simply referred to as the compressibility) ⁇ of the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b in the welded portion 80 shall be 20% or more and 70% or less. Is preferable.
  • the amount of liquid M and the length L of the welded portion 80 are 20 ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 70 ⁇ ⁇ ⁇ Equation (4) Satisfies the relationship.
  • the compression ratio ⁇ is 20% or more, in the welding portion 80, the cross-sectional area of the cross-sectional area of the moisture invasion path along the direction orthogonal to the moisture invasion direction can be reduced, and the inside of the exterior body 7 can be reduced. It is possible to more effectively suppress the invasion of water into the water. In particular, when the power storage element 1 is mounted on a vehicle, moisture may easily enter the exterior body 7 due to vibration or the like.
  • the compression ratio ⁇ is 20% or more, it is possible to effectively suppress the invasion of water into the exterior body 7. Further, when the compressibility ⁇ is 70% or less, it is possible to suppress a decrease in the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b.
  • the compression ratios ⁇ on the first side 81 and the second side 82 of the welded portion 80 may be different from each other.
  • the compression rate ⁇ on the first side 81 is preferably larger than the compression rate ⁇ on the second side 82.
  • the exterior body 7 and the tab 6 are sealed via a sealing member (not shown) in the region where the tab 6 extends. Therefore, the cross-sectional area of the moisture intrusion path tends to be larger on the first side 81 than on the second side 82. Therefore, by making the compression ratio ⁇ on the first side 81 larger than the compression ratio ⁇ on the second side 82, it is possible to more effectively suppress the invasion of moisture into the exterior body 7.
  • the compression ratio ⁇ on the first side 81 is preferably 40% or more and 60% or less.
  • the compression ratio ⁇ on the first side 81 is 40% or more, the cross-sectional area of the first side 81 of the welded portion 80 along the direction orthogonal to the water invasion direction among the cross-sectional areas of the moisture invasion path is obtained. It can be made smaller, and the invasion of water into the exterior body 7 can be more effectively suppressed.
  • the compression ratio ⁇ on the first side 81 is 60% or less, it is possible to suppress a decrease in the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b via a seal member (not shown).
  • the total thickness TA of the sealant layers 71b and 72b in the welded portion 80 is 3.11 ⁇ L / M ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 10.8 ⁇ L / M ... Equation (5) It is preferable to satisfy the relationship. As a result, as will be described later, it is possible to reduce the amount of water entering the exterior body 7, suppress the increase in the hydrogen fluoride ratio, and improve the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b. it can.
  • the water content may easily enter the exterior body 7 due to vibration or the like.
  • the amount can be reduced, the increase in the hydrogen fluoride ratio can be suppressed, and the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved.
  • the total thickness TA of the sealant layers 71b and 72b in the welded portion 80 is 2.83 ⁇ L / M ⁇ 100 ⁇ (TB-TA) / TB ⁇ 9.89 ⁇ L / M ... Equation (6) It is preferable to satisfy the relationship.
  • the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is reduced, the increase in the hydrogen fluoride ratio is suppressed, and between the sealant layers 71b and 72b. It is possible to improve the joint strength of.
  • the hydrogen fluoride ratio increases when water invades the accommodation space 7a and hydrogen fluoride is generated.
  • the larger the amount M of the electrolytic solution the lower the hydrogen fluoride ratio. Therefore, the larger the amount M of the electrolytic solution, the less adverse effects of hydrogen fluoride can be.
  • the hydrogen fluoride ratio can be substantially inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution.
  • the cross-sectional area of the welded portion 80 along the direction orthogonal to the invasion direction of moisture in the welded portion 80 becomes larger and invades into the exterior body 7.
  • the amount of water to be used increases.
  • the shorter the length L of the welded portion 80 the smaller the cross-sectional area of the moisture invasion path along the direction orthogonal to the moisture invasion direction in the welded portion 80, and the more the inside of the exterior body 7 becomes smaller. It is possible to suppress the invasion of water.
  • the amount of water invading the exterior body 7 is substantially proportional to the length L of the welded portion 80.
  • the compression ratio ⁇ is smaller, in the welding portion 80, the cross-sectional area of the cross-sectional area of the moisture invasion path along the direction orthogonal to the moisture invasion direction becomes larger, and the amount of moisture invading into the exterior body 7 increases. More.
  • the larger the compression ratio ⁇ the smaller the cross-sectional area of the moisture invasion path along the direction orthogonal to the moisture invasion direction in the welded portion 80, and the moisture invades into the exterior body 7. Can be suppressed.
  • the amount of water invading the exterior body 7 is substantially inversely proportional to the compression ratio ⁇ .
  • the hydrogen fluoride ratio can be substantially inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution. Further, the amount of water entering the exterior body 7 is substantially proportional to the length L of the welded portion 80. Further, the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is substantially inversely proportional to the compression ratio ⁇ . Therefore, for example, when the amount M of the electrolytic solution is reduced, the hydrogen fluoride ratio can be increased, but by shortening the length L of the welded portion 80 and increasing the compressibility ⁇ , the exterior body 7 The amount of water that invades the inside can be reduced, and the amount of hydrogen fluoride generated can be reduced. As a result, the adverse effect of hydrogen fluoride can be reduced.
  • the hydrogen fluoride ratio is lowered, so that the length L of the welded portion 80 may be increased or the compressibility ⁇ may be decreased.
  • the size of the power storage element 1 can be increased, and it is possible to prevent the joint strength between the sealant layers 71b and 72b from being lowered.
  • the amount of water that penetrates into the exterior body 7 may increase, but by increasing the compression ratio ⁇ , the amount of water that penetrates into the exterior body 7 can be increased.
  • the hydrogen fluoride ratio is lowered by increasing the amount M of the electrolytic solution, which can be reduced. Therefore, the adverse effect of hydrogen fluoride can be reduced.
  • the length L of the welded portion 80 is shortened, the amount of water that penetrates into the exterior body 7 can be reduced, so that the compression ratio ⁇ may be reduced and the amount M of the electrolytic solution is reduced. You may. As a result, it is possible to suppress a decrease in the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b, and it is possible to reduce the size of the power storage element 1.
  • the inventors of the present invention can obtain the power storage element 1 having desired reliability by determining the compression ratio ⁇ based on the liquid amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80. I found it.
  • a method for designing the power storage element 1 based on the findings of the present inventors will be described.
  • the design method of the power storage element 1 described here is as follows. A step of determining the amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80, and The compressibility ⁇ of the sealant layers 71b and 72b when the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b are welded by the welding portion 80 is determined by the amount M of the electrolytic solution and the welding portion 80. It is provided with a step of determining based on the length L of. Further, the design method of the power storage element 1 is as follows. -It may be further provided with a step of determining the use of the power storage element 1.
  • the use of the power storage element 1 is determined (reference numeral S1 in FIG. 7). At this time, for example, the use of the power storage element 1 may be determined to be for in-vehicle use or for stationary use.
  • the amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80 are determined (reference numeral S2 in FIG. 7).
  • the liquid amount M of the electrolytic solution may be 80 g or more and 200 g or less, and as an example, 125 g may be used.
  • the amount M of the electrolytic solution may be 150 g or more and 300 g or less, and as an example, 210 g may be used.
  • the length L of the welded portion 80 may be 700 mm or more and 1000 mm or less, and as an example, it may be 850 mm.
  • L1 shown in FIG. 3 may be 300 mm and L2 may be 125 mm.
  • the length L of the welded portion 80 may be 1200 mm or more and 1610 mm or less, and as an example, it may be 1460 mm.
  • L1 shown in FIG. 3 may be 520 mm and L2 may be 210 mm.
  • the compressibility ⁇ of the sealant layers 71b and 72b when the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b are welded by the welding portion 80 is determined by the amount M of the electrolytic solution and the welding portion. It is determined based on the length L of 80 (reference numeral S3 in FIG. 7). In this way, by determining the compression ratio ⁇ based on the liquid amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80, the liquid amount M of the electrolytic solution M is reduced to reduce the size of the power storage element 1.
  • the amount M of the electrolytic solution is increased to extend the life of the power storage element 1, or the length L of the welded portion 80 is lengthened to increase the size of the power storage element 1. Even when the length L of the welded portion 80 is shortened to reduce the size of the power storage element 1, the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is reduced and the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b is improved. A power storage element 1 capable of being obtained can be easily obtained.
  • the compression ratio ⁇ may be determined so as to increase as the length L of the welded portion 80 increases.
  • the longer the length L of the welded portion 80 the larger the amount of water that penetrates into the exterior body 7.
  • the length L of the welded portion 80 is increased in this way, the moisture penetrating into the exterior body 7 is increased by increasing the compression ratio ⁇ as the length L of the welded portion 80 increases. The amount can be reduced.
  • the compression ratio ⁇ is preferably determined so as to be proportional to the length L of the welded portion 80.
  • the amount of water entering the exterior body 7 is substantially proportional to the length L of the welded portion 80. Therefore, by determining the compression ratio ⁇ to be proportional to the length L of the welded portion 80, the amount of water that penetrates into the exterior body 7 can be reduced. In other words, among the amount of water that penetrates into the exterior body 7, the amount of water that increases with the increase in the length L of the welded portion 80 is determined so that the compression ratio ⁇ is proportional to the length L of the welded portion 80. It can be offset by doing.
  • the compression ratio ⁇ may be determined so as to decrease as the liquid volume M of the electrolytic solution increases.
  • the larger the amount M of the electrolytic solution the lower the hydrogen fluoride ratio.
  • the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved.
  • the compression ratio ⁇ may be determined to be inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution.
  • the hydrogen fluoride ratio can be substantially inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution. Therefore, by determining the compressibility ⁇ to be inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution, it is possible to suppress an increase in the hydrogen fluoride ratio and improve the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b. Can be made to. That is, when the liquid amount M of the electrolytic solution is reduced, the hydrogen fluoride ratio can be increased, but by increasing the compressibility ⁇ , the amount of water that penetrates into the exterior body 7 can be reduced, which is generated. The amount of hydrogen fluoride can be reduced.
  • the compression ratio ⁇ is 3.11 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 10.8 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ Equation (7) It is preferable that it is determined so as to satisfy the relationship. As a result, as will be described later, it is possible to reduce the amount of water entering the exterior body 7, suppress the increase in the hydrogen fluoride ratio, and improve the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b. it can. Therefore, the power storage element 1 having a desired reliability can be designed.
  • the moisture entering the exterior body 7 The amount can be reduced, the increase in the hydrogen fluoride ratio can be suppressed, and the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved. Therefore, the power storage element 1 having a desired reliability can be designed.
  • the compression ratio ⁇ is 20 ⁇ ⁇ ⁇ 70 ⁇ ⁇ ⁇ Equation (8) It is more preferable that it is determined so as to satisfy the relationship.
  • the compression ratio ⁇ is 2.83 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 9.89 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ Equation (9) It is preferable that it is determined so as to satisfy the relationship. As a result, as will be described later, in the stationary power storage element 1, the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is reduced, the increase in the hydrogen fluoride ratio is suppressed, and between the sealant layers 71b and 72b. It is possible to improve the joint strength of. Therefore, the power storage element 1 having a desired reliability can be designed. Further, in this case, it is more preferable that the compression ratio ⁇ is determined so as to satisfy the relationship shown in the above formula (8).
  • the hydrogen fluoride ratio can be substantially inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution.
  • the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is substantially proportional to the length L of the welded portion 80 and substantially inversely proportional to the compression ratio ⁇ . Therefore, in order to reduce the amount of water that penetrates into the exterior body 7 and suppress the increase in the hydrogen fluoride ratio, the inventors of the present invention increase the amount M of the electrolytic solution and the compression ratio. It has been found that it is preferable to increase ⁇ and shorten the length L of the welded portion 80.
  • the amount M of the electrolytic solution, the length L of the welded portion 80, and the compression rate ⁇ are K1 ⁇ (M ⁇ ⁇ ) / L ⁇ K2 ⁇ ⁇ ⁇ Equation (10) I found that it is preferable to satisfy the relationship.
  • K1 and K2 are constants.
  • the amount M of the electrolytic solution is 125 g
  • the compression ratio ⁇ is preferably 20% or more in order to reduce the amount of water intrusion after 20 years to 65 ppm or less.
  • the compressibility ⁇ is preferably 70% or less in order to improve the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b.
  • the constant K1 becomes 3.11. Further, when the compression rate ⁇ is 70% and each numerical value is substituted into the equation (10), the constant K1 becomes 10.8. In this way, the above equation (7) is derived. Therefore, by designing the power storage element 1 so as to satisfy the relationship of the above formula (7), the amount of water entering the exterior body 7 is reduced, the increase in the hydrogen fluoride ratio is suppressed, and the hydrogen fluoride ratio is suppressed. , The bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved.
  • the amount M of the electrolytic solution is 210 g
  • the compression ratio ⁇ is preferably 20% or more in order to reduce the amount of water intrusion after 20 years to 65 ppm or less.
  • the compressibility ⁇ is preferably 70% or less in order to improve the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b.
  • the constant K1 in the stationary power storage element 1 is 2.83.
  • the constant K1 in the stationary power storage element 1 becomes 9.89. In this way, the above equation (9) is derived. Therefore, by designing the stationary power storage element 1 so as to satisfy the relationship of the above formula (9), the amount of water entering the exterior body 7 is reduced and the hydrogen fluoride ratio is suppressed from increasing. However, the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b can be improved.
  • the power storage element 1 having desired reliability can be designed by determining the compression ratio ⁇ based on the liquid amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80.
  • the positive electrode 10X, the negative electrode 20Y, and the insulating sheet 30 are produced.
  • the positive electrode 10X, the negative electrode 20Y, and the insulating sheet 30 can be manufactured by the above-mentioned materials and manufacturing methods.
  • the produced positive electrode 10X, the negative electrode 20Y, and the insulating sheet 30 are arranged between the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y on which the insulating sheet 30 is adjacent to each other in the first direction d1. Laminate like this.
  • each of the plurality of insulating sheets 30 is laminated so as to be arranged between the positive electrode 10X and the negative electrode 20Y adjacent to each other in the first direction d1. In this way, the electrode body 5 is obtained.
  • the positive electrode current collectors 11X of the plurality of positive electrodes 10X are electrically connected to each other, and further electrically connected to the tab 6.
  • the negative electrode current collectors 21Y of the plurality of negative electrodes 20Y are electrically connected to each other, and are also electrically connected to the tab 6.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 are produced.
  • the exterior materials 71 and 72 are produced by laminating, for example, metal layers 71a and 72a made of aluminum foil with sealant layers 71b and 72b made of, for example, polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 are formed in a flat plate shape.
  • a bulging portion 73 is formed on the second exterior material 72, for example, by drawing.
  • the electrode body 5 is housed in the bulging portion 73 of the second exterior material 72.
  • first sealant layer (first sealant layer) 71b of the first exterior material 71 and the sealant layer (second sealant layer) 72b of the second exterior material 72 face each other.
  • the exterior material 71 and the second exterior material 72 are arranged so as to face each other. Further, although not shown, each tab 6 extends from between the first exterior material 71 and the second exterior material 72.
  • the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b are welded to each other by the linear welding portion 80, whereby the first exterior material 71 and the first exterior material 71 and the first. 2
  • the electrode body 5 and the electrolytic solution are sealed in the accommodation space 7a between the exterior materials 72.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 are joined to each other so as to open in one direction.
  • the three sides of the rectangular first exterior material 71 and the second exterior material 72 are welded.
  • the electrolytic solution is injected into the exterior body 7 from the opening direction to weld one unwelded side of the first exterior material 71 and the second exterior material 72.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 are joined by welding, for example, by heating and pressurizing the first exterior material 71 and the second exterior material 72.
  • This heating / pressurizing is performed by heating the first exterior material 71 and the second exterior material 72 to 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and pressing the pressure to 0.2 MPa or higher and 0.8 MPa or lower for 1 second or longer. It is done by keeping it for less than a second.
  • the first exterior material 71 and the second exterior material 72 may be heated to 180 ° C. and maintained at 0.4 MPa for 4 seconds.
  • the sealant layers 71b and 72b are welded to each other so that the width W of the welded portion 80 is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the compressibility ⁇ of the sealant layers 71b and 72b when the sealant layer (first sealant layer) 71b and the sealant layer (second sealant layer) 72b are welded by the welding portion 80 is determined by the above-mentioned design method (see FIG. 7). Determined by. Specifically, in the power storage element 1, the compression ratio ⁇ is 3.11 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 10.8 ⁇ L / M It is preferable to satisfy the relationship. Further, when the power storage element 1 is for stationary use, the compression ratio ⁇ is 2.83 ⁇ L / M ⁇ ⁇ / TB ⁇ 9.89 ⁇ L / M It is preferable to satisfy the relationship.
  • the power storage element 1 is manufactured by the above steps.
  • the width W of the welded portion 80 is 1 mm or more and 10 mm or less, and the sealant layer 71b when the sealant layers 71b and 72b are welded by the welded portion 80.
  • 72b compression ratio ⁇ 3.11 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 10.8 ⁇ L / M Satisfies the relationship.
  • the power storage element 1 having a desired reliability can be obtained.
  • the width W of the welded portion 80 is 1 mm or more and 10 mm or less, and the sealant layer 71b when the sealant layers 71b and 72b are welded by the welded portion 80.
  • 72b compression ratio ⁇ 2.83 ⁇ L / M ⁇ ⁇ ⁇ 9.89 ⁇ L / M Satisfies the relationship.
  • the design method of the power storage element 1 electrolyzes the step of determining the liquid amount M of the electrolytic solution and the length L of the welded portion 80 and the compression ratio ⁇ of the sealant layers 71b and 72b. It includes a step of determining based on the liquid amount M of the liquid and the length L of the welded portion 80. Further, the width W of the welded portion 80 is 1 mm or more and 10 mm or less. As a result, when the amount M of the electrolytic solution is reduced to reduce the size of the power storage element 1, or when the amount M of the electrolytic solution is increased to extend the life of the power storage element 1, or welding is performed.
  • the inside of the exterior body 7 is used. It is possible to easily obtain a power storage element 1 capable of reducing the amount of water that penetrates into the sealant layer 71b and improving the bonding strength between the sealant layers 71b and 72b.
  • the compression ratio ⁇ is determined to increase as the length L of the welded portion 80 increases.
  • the amount of water that penetrates into the exterior body 7 is increased by increasing the compression ratio ⁇ as the length L of the welded portion 80 increases. Can be reduced.
  • the compression ratio ⁇ is determined to be proportional to the length L of the welded portion 80.
  • the amount of water that increases with the increase in the length L of the welded portion 80 is determined so that the compression ratio ⁇ is proportional to the length L of the welded portion 80. It can be offset by doing.
  • the compression ratio ⁇ is determined so as to decrease as the amount M of the electrolytic solution increases.
  • the adverse effect of hydrogen fluoride can be reduced even when the compressibility ⁇ is reduced. Therefore, by reducing the compression rate ⁇ , the sealant layer 71b , 72b can improve the bonding strength.
  • the compression ratio ⁇ is determined to be inversely proportional to the liquid amount M of the electrolytic solution.
  • the compressibility ⁇ is determined to be inversely proportional to the liquid volume M of the electrolytic solution.

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Abstract

蓄電素子（１）は、第１外装材（７１）および第２外装材（７２）を含む外装体（７）と、溶着部（８０）によって区画された収容空間（７ａ）内に収容された電極体（５）および電解液と、を備えている。第１外装材（７１）は、第１シーラント層（７１ｂ）を有し、第２外装材（７２）は、第２シーラント層（７２ｂ）を有している。溶着部（８０）の幅（Ｗ）は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。溶着部（８０）における第１シーラント層（７１ｂ）および第２シーラント層（７２ｂ）の合計厚み（ＴＡ）、溶着部（８０）以外における第１シーラント層（７１ｂ）および第２シーラント層（７２ｂ）の合計厚み（ＴＢ）、電解液の液量（Ｍ）、並びに溶着部（８０）の長さ（Ｌ）は、　３．１１×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．８×Ｌ／Ｍ　という関係を満たす。

Description

蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法
　本発明は、蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法に関する。
　蓄電素子として、例えば特許文献１で提案されているように、正極と負極とを交互に積層してなる積層型電池や巻回型電池が広く普及している。このような積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。
　リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池では、正極と負極とが積層方向に交互に積層された電極体とともに、電解液が外装体内に収容されている。また、積層型電池では、正極および負極を有する電極体から電力を取り出すため、正極および負極のうち電極活物質層が設けられていない領域において正極および負極がそれぞれ別個に集電しており、集電されたそれぞれの電極の電極集電体にタブが取り付けられている。電極体は、それぞれの電極に取り付けられたタブが外部に延び出た状態で、外装体に収容される。このような外装体は、それぞれシーラント層を有する２つの外装材のシーラント層同士を接合することで形成される。
　ところで、積層型電池では、２つの外装体を互いに接合した接合部から、内部に水が侵入してしまう場合がある。この場合、侵入した水が電気分解され、水素ガスやフッ化水素を発生させてしまう可能性がある。また、積層型電池の内部でフッ化水素が発生した場合、タブが腐食されてしまうおそれがある。タブが腐食された場合、タブとシーラント層との間から、電解液が漏れ出してしまう可能性がある。
特開２０１６－２２５１８６号公報
　本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、性能および信頼性に優れた蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法を提供することを目的とする。
　本発明の蓄電素子は、
　蓄電素子であって、
　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．８×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たす、蓄電素子である。
　本発明の蓄電素子は、
　定置用の蓄電素子であって、
　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦９．８９×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たす、蓄電素子である。
　本発明の蓄電素子において、
　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ並びに前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢは、
　２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０
　という関係を満たしていてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法は、
　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
　前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
　前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表される、蓄電素子の設計方法である。
　α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬに比例するように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍに反比例するように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記電解液の液量Ｍ、前記溶着部の長さＬおよび前記圧縮率αは、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．８×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たすように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記蓄電素子の用途を決定する工程を更に備え、
　前記蓄電素子が定置用の場合、
　前記電解液の液量Ｍ、前記溶着部の長さＬおよび前記圧縮率αは、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦α≦９．８９×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たすように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の設計方法において、
　前記圧縮率αは、
　２０≦α≦７０
　という関係を満たすように決定されてもよい。
　本発明の蓄電素子の製造方法は、
　第１外装材の第１シーラント層と第２外装材の第２シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第１外装材および前記第２外装材を対向して配置する工程と、
　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第１外装材および前記第２外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕は、本発明による蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法である。
　本発明によれば、性能および信頼性に優れた蓄電素子を提供することができる。
図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、蓄電素子を示す斜視図である。 図２は、図１の蓄電素子の内部を外装体や絶縁シート等を除去して示す斜視図である。 図３は、図１の蓄電素子を示す平面図である。 図４は、図３のIV-IV線に沿った断面を示す断面図である。 図５は、図３のV-V線に沿った断面を示す断面図である。 図６は、蓄電素子の一変形例を示す平面図である。 図７は、蓄電素子の設計方法を示すフローチャートである。 図８は、図４に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。 図９は、図４に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。 図１０は、図５に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。 図１１は、図５に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
　なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。
　また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
　図１乃至図１１は、本発明による蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法の一実施の形態を説明するための図である。なお、本明細書中「定置用」とは、定置住宅等に設置されるものを意味する。また、本明細書中「車載用」とは、自動車等に搭載されるものを意味する。さらに、特に断りがない限り、本明細書中「蓄電素子」とは、「定置用の蓄電素子」または「車載用の蓄電素子」に限定されないものとする。
　以下に説明する一実施の形態において、蓄電素子１は、外装体７と、後述する溶着部８０によって区画された外装体７の収容空間７ａ内に収容された電極体５および電解液と、電極体５に接続されて外装体７の内部から外部へと延び出したタブ６と、を備えている。このうち電極体５は、第１電極１０と、第１電極１０と第１方向ｄ１に交互に積層された第２電極２０とを備えている。電極体５は、第１電極１０および第２電極２０を、それぞれ複数備えている。図１に示された例において、蓄電素子１は、全体的に厚さ方向である第１方向ｄ１が薄い偏平形状を有しており、長手方向となる第２方向ｄ２と短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３とに広がっている。第１方向ｄ１、第２方向ｄ２および第３方向ｄ３は、互いに非平行であり、図示された例では、第１方向ｄ１、第２方向ｄ２および第３方向ｄ３は、互いに直交している。
　以下において、蓄電素子１が積層型電池、具体的にはリチウムイオン二次電池である例について説明する。この例において、第１電極１０は正極１０Ｘを構成し、第２電極２０は負極２０Ｙを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第１電極１０および第２電極２０を第１方向ｄ１に交互に積層してなる蓄電素子１に広く適用され得る。また、蓄電素子１は積層型電池に限らず、例えば巻回型電池であってもよい。蓄電素子１が巻回型電池である場合でも、第１電極１０および第２電極２０が第１方向ｄ１に積層される。
　（蓄電素子）
　以下、蓄電素子１の各構成要素について説明する。
　まず、電極体５について説明する。図２乃至図４に示すように、電極体５は、正極１０Ｘ（第１電極１０）と、負極２０Ｙ（第２電極２０）と、第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置された絶縁シート３０（図３および図４参照）と、を備えている。図２に示すように、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第１方向ｄ１に沿って交互に積層されている。電極体５は、電極を２０以上含んでいてもよい。すなわち、電極体５は、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙを、それぞれ１０以上含んでいてもよい。電極体５の厚さ、すなわち第１方向ｄ１に沿った長さは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　図２および図３に示す非限定的な例において、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、略長方形形状の外輪郭を有している板状の電極である。第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの長手方向であり、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２の両方向に非平行な第３方向ｄ３が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの短手方向（幅方向）である。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第２方向ｄ２にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極１０Ｘは、第２方向ｄ２における一側に寄って配置され、複数の負極２０Ｙは、第２方向ｄ２における他側に寄って配置されている。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第２方向ｄ２における中央において、第１方向ｄ１に重なり合っている。
　図２および図３に示すように、負極２０Ｙ（第２電極２０）の第３方向ｄ３に沿った長さは、正極１０Ｘ（第１電極１０）の第３方向ｄ３に沿った長さよりも長くなっている。図示された例では、負極２０Ｙは、正極１０Ｘより、第３方向ｄ３の一側および他側に延び出ている。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの厚さ、すなわち第１方向ｄ１の長さは、例えば８０μｍ以上２００μｍ以下であり、長手方向、すなわち第２方向ｄ２に沿った長さは、例えば２００ｍｍ以上９５０ｍｍ以下であり、短手方向、すなわち第３方向ｄ３に沿った長さ（幅）は、例えば７０ｍｍ以上３５０ｍｍ以下である。
　図４に示すように、正極１０Ｘ（第１電極１０）は、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）と、正極集電体１１Ｘ上に設けられた正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極１０Ｘは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。
　正極集電体１１Ｘは、互いに対向する第１面１１ａおよび第２面１１ｂを主面として有している。正極活物質層１２Ｘは、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａおよび第２面１１ｂの少なくとも一方の面に積層されている。具体的には、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａまたは第２面１１ｂが、電極体５のうちの第１方向ｄ１における最外面を形成する場合、正極集電体１１Ｘの当該面には正極活物質層１２Ｘが設けられない。この正極集電体１１Ｘの配置に関連した構成を除き、電極体５の複数の正極１０Ｘは、正極集電体１１Ｘの両側に設けられた一対の正極活物質層１２Ｘを有し、互いに同一に構成され得る。
　正極集電体１１Ｘおよび正極活物質層１２Ｘは、蓄電素子１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体１１Ｘは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層１２Ｘは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層１２Ｘは、正極活物質、導電助剤および結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体１１Ｘをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式ＬｉＭｘＯｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘおよびｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。
　図２乃至図４に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１端部領域ａ１（接続領域）および第１電極領域ｂ１（有効領域）を有している。図４に示すように、正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）は、正極集電体１１Ｘの第１電極領域ｂ１のみに積層されている。第１端部領域ａ１および第１電極領域ｂ１は、第２方向ｄ２に沿って互いに隣接するように配列されている。第１端部領域ａ１は、第１電極領域ｂ１よりも第２方向ｄ２における一側に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、第１端部領域ａ１において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ６に接合されている。図示された例では、複数の正極１０Ｘの第１端部領域ａ１が、タブ６上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第１電極領域ｂ１は、負極２０Ｙの後述する負極活物質層２２Ｙに対面する領域内に広がっている。このような第１電極領域ｂ１の配置により、正極活物質層１２Ｘからのリチウムの析出を防止することができる。
　次に、負極２０Ｙ（第２電極２０）について説明する。負極２０Ｙ（第２電極２０）は、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）と、負極集電体２１Ｙ上に設けられた負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極２０Ｙは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。
　負極集電体２１Ｙは、互いに対向する第１面２１ａおよび第２面２１ｂを主面として有している。負極活物質層２２Ｙは、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａおよび第２面２１ｂの少なくとも一方の面に積層されている。電極体５の複数の負極２０Ｙは、負極集電体２１Ｙの両側に設けられた一対の負極活物質層２２Ｙを有し、互いに同一に構成され得る。
　負極集電体２１Ｙおよび負極活物質層２２Ｙは、蓄電素子１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体２１Ｙは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、および、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体２１Ｙをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。
　図２乃至図４に示すように、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）は、第２端部領域ａ２（接続領域）および第２電極領域ｂ２（有効領域）を有している。図４に示すように、負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）は、負極集電体２１Ｙの第２電極領域ｂ２のみに積層されている。第２端部領域ａ２および第２電極領域ｂ２は、第２方向ｄ２に沿って互いに隣接するように配列されている。第２端部領域ａ２は、第２電極領域ｂ２よりも第２方向ｄ２における他側に位置している。複数の負極集電体２１Ｙは、第２端部領域ａ２において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ６に接合されている。図示された例では、複数の負極２０Ｙの第２端部領域ａ２が、正極集電体１１Ｘが接合されたタブ６とは別のタブ６上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第２電極領域ｂ２は、正極１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域に広がっている。
　次に、絶縁シート３０について説明する。図４に示すように、絶縁シート３０は、正極１０Ｘ（第１電極１０）および負極２０Ｙ（第２電極２０）の間に位置し、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙが接触しないように、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙを互いに離間させている。本実施の形態では、蓄電素子１は、絶縁シート３０を複数備えている。絶縁シート３０は、絶縁性を有しており、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの接触による短絡を防止する。また、絶縁シート３０は、電極体５の上面５ａおよび下面５ｂを画定している。
　また、絶縁シート３０は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、および、電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性を有していることが好ましい。このような絶縁シート３０として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。より具体的には、絶縁シート３０として、融点が８０～１４０℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを採用することができる。外装体７の収容空間７ａ内には、電極体５とともに電解液が封入される。電解液が、多孔質体や不織布からなる絶縁シート３０に含浸することで、電極１０，２０の電極活物質層１２，２２に電解液が接触した状態に維持される。
　また、絶縁シート３０は、活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上に塗工した電解液を活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上で固化又はゲル化させて形成されてもよい。電解液として、例えば、高分子マトリックスおよび非水電解質液（すなわち、非水溶媒および電解質塩）からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックスおよび非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。この場合、絶縁シート３０を作製するための具体的な材料は、特に制限はなく、これらを構成するために用いられている種々の材料（例えば、特開２０１２－１９０５６７号公報に開示された材料）を用いることができる。
　絶縁シート３０は、例えば第１方向ｄ１に隣り合う任意の二つの電極１０，２０の間に位置している。また、絶縁シート３０は、平面視において、正極１０Ｘの正極活物質層１２Ｘの全領域を覆うように広がっている（図３参照）。同様に、絶縁シート３０は、平面視において、負極２０Ｙの負極活物質層２２Ｙの全領域を覆うように広がっている。さらに、図３に示すように、絶縁シート３０は、第３方向ｄ３に沿った幅が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの第３方向ｄ３に沿った幅よりも広くなっている。
　次に、タブ６について説明する。タブ６は、蓄電素子１における端子として機能する。図２乃至図４に示すように、電極体５の正極１０Ｘに一方のタブ６（第２方向ｄ２の一側に位置するタブ６）が電気的に接続されている。同様に、電極体５の負極２０Ｙに他方のタブ６（第２方向ｄ２の他側に位置するタブ６）が電気的に接続されている。図４に示すように、一対のタブ６は、外装体７の内部である収容空間７ａから、外装体７の外部へと延び出している。タブ６の外装体７の外部に延びている長さは、例えば１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。なお、外装体７とタブ６との間は、タブ６が延び出す領域において、図示しないシール部材を介して封止されている。
　タブ６は、アルミニウム、銅、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。タブ６の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
　次に、外装体７について説明する。外装体７は、電極体５および電解液を収容して封止するための包装材である。ここで、蓄電素子１において、外装体７に収容される電解液の液量Ｍは、８０ｇ以上２００ｇ以下であってもよく、１００ｇ以上１５０ｇ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合、電解液の液量Ｍは、１５０ｇ以上３００ｇ以下であってもよく、１７０ｇ以上２１０ｇ以下であることがより好ましい。電解液の液量Ｍが、８０ｇ以上または１５０ｇ以上であることにより、収容空間７ａ内に水が侵入してフッ化水素が発生した場合であっても、電解液の液量Ｍに対する、発生したフッ化水素量の比（以下、フッ化水素比とも記す）を低減することができる。このため、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、電解液の液量Ｍが、８０ｇ以上または１５０ｇ以上であることにより、蓄電素子１の長寿命化を図ることができる。また、電解液の液量Ｍが２００ｇ以下または３００ｇ以下であることにより、蓄電素子１の小型化を図ることができる。
　図４に示すように、外装体７は、互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部８０において互いに溶着された第１外装材７１および第２外装材７２を含んでいる。また、各外装材７１，７２は、それぞれ金属層７１ａ，７２ａと、金属層７１ａ，７２ａに積層されたシーラント層（第１シーラント層、第２シーラント層）７１ｂ，７２ｂと、を有している。金属層７１ａ，７２ａは、高いガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。
　金属層７１ａ，７２ａをなす材料としては、外部からの水分の侵入を防ぎつつ蓄電素子１の強度を向上させるものであれば特に限定されないが、水分遮断性と重量ならびにコストの面から公知の金属、金属酸化物、金属窒化物およびこれらの合金を用いることができ、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が好ましく、アルミニウムを特に好ましく用いることができる。蓄電素子１全体の強度が確保できるのであれば、金属箔の代わりに蒸着やスパッタリングなどにより金属層を設けても良い。金属層７１ａ，７２ａの厚みは、それぞれ５μｍ以上２００μｍ以下であってもよく、一例として、４０μｍであってもよい。なお、図示はしないが、金属層７１ａ，７２ａの外面７１２，７２２側には、保護層が設けられていてもよい。この場合、保護層の材料としては、ポリエステルやポリアミド等を用いることができる。
　第１外装材７１のシーラント層（第１シーラント層）７１ｂは、金属層７１ａよりも第２外装材７２の側に設けられている。また、第２外装材７２のシーラント層（第２シーラント層）７２ｂは、金属層７２ａよりも第１外装材７１の側に設けられ、溶着部８０においてシーラント層７１ｂに溶着している。シーラント層７１ｂ，７２ｂは、絶縁性を有しており、外装体７内に収容する電極体５と金属層７１ａ，７２ａとの短絡を防止する。また、シーラント層７１ｂ，７２ｂは、絶縁性に加えて、熱可塑性（接着性）を有している。第１外装材７１および第２外装材７２は、シーラント層７１ｂ，７２ｂが互いに対面するようにして積層され、その周縁を互いに溶着されている。このようにして、線状の溶着部８０が画定されている（図３参照）。さらに、第１外装材７１および第２外装材７２の間に、電極体５の収容空間７ａが形成される。
　外装体７は、電極体５および電解液をその内部に密閉する。シーラント層７１ｂ，７２ｂは、電解液にも接触することから、耐薬品性を有していることが好ましい。このようなシーラント層７１ｂ，７２ｂの材料として、ポリオレフィン系樹脂、具体的には、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。溶着部８０以外の領域におけるシーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２（図５参照）は、それぞれ１０μｍ以上２００μｍ以下であってもよく、一例として、８０μｍであってもよい。シーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２が、それぞれ１０μｍ以上であることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。また、シーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２が、それぞれ２００μｍ以下であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができる。
　図示された例において、第１外装材７１は、板状の部材として形成されている。一方、第２外装材７２は、カップ状に形成されている。第２外装材７２は、カップ状の膨出部７３と、膨出部７３に接続した鍔部７４と、を有している。鍔部７４は、膨出部７３を周状に取り囲み、膨出部７３の周縁と接続している。鍔部７４は、第１外装材７１と第２外装材７２との間の収容空間７ａを密閉するように、第１外装材７１と接着している。膨出部７３は、例えば絞り加工によって製造される。
　ただし、以上の例に限られず、図６に示すように、外装体７は、一枚の外装材を折り返すことによって、形成されるようにしてもよい。この例において、外装体７は、折り返し部以外７ｂの縁部において、互いに対向する外装材を接着してなる溶着部８０を有することになる。
　次に、図３、図５および図６により、溶着部８０について詳細に説明する。
　図３および図６に示すように、溶着部８０は、タブ６が収容空間７ａから外装体７の外部へと延び出す一対の第１辺８１と、一対の第１辺８１間に延びる第２辺８２とを有している。図３に示す例においては、溶着部８０は、２つの第２辺８２を有しており、図６に示す例においては、溶着部８０は、１つの第２辺８２を有している。一対の第１辺８１は、それぞれ第３方向ｄ３に沿って延びており、第２辺８２は、第２方向ｄ２に沿って延びている。
　蓄電素子１において、溶着部８０の長さＬは、７００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であってもよく、８００ｍｍ以上９００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０の長さＬは、１２００ｍｍ以上１６１０ｍｍ以下であってもよく、１３５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることがより好ましい。ここで、溶着部８０の長さＬは、外装体７が、線状の溶着部８０において互いに溶着された第１外装材７１および第２外装材７２を含んでいる場合、図３に示すように、蓄電素子１の長手方向となる第２方向ｄ２に沿った溶着部８０の長さＬ１と、蓄電素子１の短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３に沿った溶着部８０の長さＬ２とを用いて、次式で表される。
　Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）×２　・・・式（１）
　一方、外装体７が、一枚の外装材を折り返すことによって形成されている場合、図６に示すように、溶着部８０の長さＬは、蓄電素子１の長手方向となる第２方向ｄ２に沿った溶着部８０の長さＬ１と、蓄電素子１の短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３に沿った溶着部８０の長さＬ２とを用いて、次式で表される。
　Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２×２　・・・式（２）
　このような溶着部８０の長さＬが、７００ｍｍ以上または１２００ｍｍ以上であることにより、蓄電素子１の大型化を図ることができる。また、溶着部８０の長さＬが１０００ｍｍ以下または１６１０ｍｍ以下であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。
　また、図５に示すように、溶着部８０の幅（溶着部８０の長手方向に直行する方向の長さ）Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となっている。また、蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗは、２ｍｍ以上９ｍｍ以下であってもよく、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合においても、溶着部８０の幅Ｗは、２ｍｍ以上９ｍｍ以下であってもよく、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。溶着部８０の幅Ｗが、２ｍｍ以上であることにより、外部から水分が侵入する場合の水分の侵入経路を長くすることができ、外装体７内に水分が侵入することを抑制することができる。また、溶着部８０の幅Ｗが９ｍｍ以下であることにより、蓄電素子１の体積エネルギー密度を高くすることができる。ここで、体積エネルギー密度とは、蓄電素子１が占める体積あたりの当該蓄電素子１が供給可能な電力量のことを意味する。
　溶着部８０におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚みＴＡは、溶着部８０以外の領域におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚み（すなわち、溶着前におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚み）ＴＢよりも薄くなっている。この場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡは、６μｍ以上３２０μｍ以下であってもよい。また、溶着部８０以外の領域におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢは、２０μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。
　この場合、溶着部８０におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの圧縮率（以下、単に圧縮率とも記す）αは、２０％以上７０％以下であることが好ましい。ここで、圧縮率αは、合計厚みＴＡおよびＴＢを用いて、次式で表される。
　α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ　・・・式（３）
　このため、圧縮率αが、２０％以上７０％以下である場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬが、
　２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０　・・・式（４）
　という関係を満たしている。
　圧縮率αが２０％以上であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。とりわけ、蓄電素子１が車載用である場合、振動等により、外装体７内に水分が侵入しやすくなる可能性がある。これに対して、圧縮率αが２０％以上であることにより、外装体７内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。また、圧縮率αが７０％以下であることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
　また、溶着部８０のうち第１辺８１および第２辺８２における圧縮率αは、互いに異なっていてもよい。この場合、第１辺８１における圧縮率αは、第２辺８２における圧縮率αよりも大きいことが好ましい。上述したように、外装体７とタブ６との間は、タブ６が延び出す領域において、図示しないシール部材を介して封止されている。このため、第１辺８１においては、第２辺８２よりも水分の侵入経路の断面積が大きくなる傾向がある。このため、第１辺８１における圧縮率αを、第２辺８２における圧縮率αよりも大きくすることにより、外装体７内に水分が侵入することを更に効果的に抑制することができる。この場合、第１辺８１における圧縮率αは、４０％以上６０％以下であることが好ましい。第１辺８１における圧縮率αが４０％以上であることにより、溶着部８０の第１辺８１において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。また、第１辺８１における圧縮率αが６０％以下であることにより、図示しないシール部材を介したシーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
　また、蓄電素子１において、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬは、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．８×Ｌ／Ｍ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・式（５）
　という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。とりわけ、蓄電素子１が上述した式（５）を満たしていることにより、振動等により外装体７内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬは、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦９．８９×Ｌ／Ｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・式（６）
　という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　ところで、電解液の液量Ｍが少ないほど、収容空間７ａ内に水が侵入してフッ化水素が発生した場合に、フッ化水素比が増加する。言い換えれば、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素比が低下する。このため、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素による悪影響を低減することができる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得ることを突き止めた。
　また、溶着部８０の長さＬが長いほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が大きくなり、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。言い換えれば、溶着部８０の長さＬが短いほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が小さくなり、外装体７内に水分が侵入することを抑制できる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例することが知見された。
　さらに、圧縮率αが小さいほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が大きくなり、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。言い換えれば、圧縮率αが大きいほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が小さくなり、外装体７内に水分が侵入することを抑制できる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、外装体７内に侵入する水分量は、圧縮率αにほぼ反比例することが知見された。
　上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。また、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例する。さらに、外装体７内に侵入する水分量は、圧縮率αにほぼ反比例する。このため、例えば、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、溶着部８０の長さＬを短くするとともに、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、溶着部８０の長さＬを長くしてもよく、圧縮率αを小さくしてもよい。これにより、蓄電素子１の大型化を図ることができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。
　また、例えば、溶着部８０の長さＬを長くした場合、外装体７内に侵入する水分量が多くなり得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、かつ、電解液の液量Ｍを多くすることにより、フッ化水素比が低下する。このため、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、溶着部８０の長さＬを短くした場合、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができるため、圧縮率αを小さくしてもよく、電解液の液量Ｍを少なくしてもよい。これにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができるとともに、蓄電素子１の小型化を図ることができる。
　このように、本件発明者らは、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて圧縮率αを決定することにより、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができることを見いだした。以下、本件発明者らの知見に基づいた蓄電素子１の設計方法について説明する。
　（蓄電素子の設計方法）
　ここで説明する蓄電素子１の設計方法は、
・電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する工程と、
・シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する工程とを備えている。
　また、蓄電素子１の設計方法は、
・蓄電素子１の用途を決定する工程を更に備えていてもよい。
　蓄電素子１を設計する際、まず、図７に示すように、蓄電素子１の用途を決定する（図７の符号Ｓ１）。この際、例えば、蓄電素子１の用途を車載用と決定してもよく、あるいは定置用と決定してもよい。
　次に、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する（図７の符号Ｓ２）。この際、例えば、蓄電素子１において、電解液の液量Ｍは、８０ｇ以上２００ｇ以下としてもよく、一例として、１２５ｇとしてもよい。また、蓄電素子１が定置用である場合、電解液の液量Ｍは、１５０ｇ以上３００ｇ以下としてもよく、一例として、２１０ｇとしてもよい。
　また、蓄電素子１において、溶着部８０の長さＬは、７００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下としてもよく、一例として、８５０ｍｍとしてもよい。この場合、図３に示すＬ１を３００ｍｍとし、Ｌ２を１２５ｍｍとしてもよい。また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０の長さＬは、１２００ｍｍ以上１６１０ｍｍ以下としてもよく、一例として、１４６０ｍｍとしてもよい。この場合、図３に示すＬ１を５２０ｍｍとし、Ｌ２を２１０ｍｍとしてもよい。
　次いで、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する（図７の符号Ｓ３）。このように、圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定することにより、電解液の液量Ｍを少なくして蓄電素子１の小型化を図った場合や、電解液の液量Ｍを多くして、蓄電素子１の長寿命化を図った場合、あるいは溶着部８０の長さＬを長くして蓄電素子１の大型化を図った場合や、溶着部８０の長さＬを短くして蓄電素子１の小型化を図った場合においても、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる蓄電素子１を容易に得ることができる。
　この際、圧縮率αは、溶着部８０の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定されてもよい。上述したように、溶着部８０の長さＬが長いほど、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。一方、このように溶着部８０の長さＬを長くした場合であっても、溶着部８０の長さＬの増加にともなって圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。
　また、圧縮率αは、溶着部８０の長さＬに比例するように決定されることが好ましい。上述したように、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例する。このため、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。言い換えれば、外装体７内に侵入する水分量のうち、溶着部８０の長さＬの増加にともなって増加する水分量を、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで相殺することができる。
　また、圧縮率αは、電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定されてもよい。上述したように、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素比が低下する。これにより、電解液の液量Ｍが増加した場合には、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　また、圧縮率αは、電解液の液量Ｍに反比例するように決定されてもよい。上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。このため、圧縮率αを電解液の液量Ｍに反比例するように決定することで、フッ化水素比が増加することを抑制することができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。すなわち、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。このため、フッ化水素比が増加することを抑制することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　また、圧縮率αは、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．８×Ｌ／Ｍ　・・・式（７）
　という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。とりわけ、蓄電素子１が上述した式（７）を満たしていることにより、振動等により外装体７内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、
　２０≦α≦７０　・・・式（８）
　という関係を満たすように決定されることがより好ましい。
　また、蓄電素子１が定置用の場合、圧縮率αは、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦α≦９．８９×Ｌ／Ｍ　・・・式（９）
　という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、上述した式（８）に示す関係を満たすように決定されることがより好ましい。
　ここで、上記式（７）および式（９）を導出する方法について説明する。
　上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。また、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例し、圧縮率αにほぼ反比例する。このため、本件発明者らは、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制するためには、電解液の液量Ｍを多くするとともに圧縮率αを大きくし、溶着部８０の長さＬを短くすることが好ましいことを見いだした。具体的には、電解液の液量Ｍ、溶着部８０の長さＬおよび圧縮率αは、
　Ｋ１≦（Ｍ×α）／Ｌ≦Ｋ２　・・・式（１０）
　という関係を満たすことが好ましいことを見いだした。
　ここで、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
　また、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、蓄電素子１において、電解液の液量Ｍが１２５ｇ、溶着部８０の長さＬが８５０ｍｍ（Ｌ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝１２５ｍｍ）、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である場合、２０年後の水分侵入量を６５ｐｐｍ以下とするには、圧縮率αが２０％以上であることが好ましいことが知見された。また、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させるためには、圧縮率αが７０％以下であることが好ましいことが知見された。
　ここで、圧縮率αを２０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定数Ｋ１は３．１１となる。また、圧縮率αを７０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定数Ｋ１は１０．８となる。このようにして、上記式（７）が導き出される。このため、上記式（７）という関係を満たすように蓄電素子１を設計することにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　また、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、定置用の蓄電素子１では、電解液の液量Ｍが２１０ｇ、溶着部８０の長さＬが１４６０ｍｍ（Ｌ１＝５２０ｍｍ、Ｌ２＝２１０ｍｍ）、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である場合、２０年後の水分侵入量を６５ｐｐｍ以下とするには、圧縮率αが２０％以上であることが好ましいことが知見された。また、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させるためには、圧縮率αが７０％以下であることが好ましいことが知見された。
　ここで、圧縮率αを２０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定置用の蓄電素子１における定数Ｋ１は２．８３となる。また、圧縮率αを７０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定置用の蓄電素子１における定数Ｋ１は９．８９となる。このようにして、上記式（９）が導き出される。このため、上記式（９）という関係を満たすように定置用の蓄電素子１を設計することにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　以上のようにして、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて圧縮率αを決定することにより、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。
　（蓄電素子の製造方法）
　次に、本実施の形態の蓄電素子１の製造方法の一例について、説明する。
　まず、電極体５を準備する。この際、まず、正極１０Ｘ、負極２０Ｙおよび絶縁シート３０を作製する。正極１０Ｘ、負極２０Ｙおよび絶縁シート３０は、上述した材料および製造方法により作製することができる。次に、図８に示すように、作製された正極１０Ｘと、負極２０Ｙと、絶縁シート３０とを、絶縁シート３０が、第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置されるように積層する。この場合、複数の絶縁シート３０の各々が第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置されるように積層される。このようにして、電極体５が得られる。
　次いで、図９に示すように、複数の正極１０Ｘの正極集電体１１Ｘを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ６とも電気的に接続する。同様に、複数の負極２０Ｙの負極集電体２１Ｙを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ６とも電気的に接続する。
　また、電極体５を準備することと並行して、第１外装材７１および第２外装材７２を作製する。外装材７１、７２は、例えばアルミニウム箔からなる金属層７１ａ、７２ａに、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートからなるシーラント層７１ｂ、７２ｂをラミネートすることで作製される。第１外装材７１および第２外装材７２は、平板状に形成される。第２外装材７２には、例えば絞り加工によって、膨出部７３が形成される。次に、第２外装材７２の膨出部７３内に電極体５を収容する。
　次に、図１０に示すように、第１外装材７１のシーラント層（第１シーラント層）７１ｂと第２外装材７２のシーラント層（第２シーラント層）７２ｂとが互いに向かい合うようにして第１外装材７１および第２外装材７２を対向して配置する。また、図示はしないが、各タブ６が第１外装材７１と第２外装材７２との間から延び出すようにする。
　次に、図１１に示すように、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを線状の溶着部８０で互いに溶着することによって、第１外装材７１および第２外装材７２の間の収容空間７ａ内に電極体５および電解液を密封する。この際、まず、１方向において開口するように第１外装材７１および第２外装材７２を互いに接合する。具体的には、矩形となっている第１外装材７１および第２外装材７２の３辺を溶着する。その後、開口した方向から外装体７の内部に電解液を注入して、第１外装材７１および第２外装材７２の溶着されていない１辺を溶着する。第１外装材７１と第２外装材７２との接合は、例えば第１外装材７１および第２外装材７２を加熱・加圧することで溶着により接合する。この加熱・加圧は、例えば第１外装材７１および第２外装材７２を１２０℃以上２００℃以下に加熱しながら、０．２ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下に加圧した状態を、１秒以上８秒以下維持することで行われる。例えば、第１外装材７１および第２外装材７２を１８０℃に加熱しながら、０．４ＭＰａに加圧した状態を、４秒維持することで行われてもよい。
　この際、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように、シーラント層７１ｂ、７２ｂを互いに溶着する。また、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αは、上述した設計方法（図７参照）によって決定される。具体的には、蓄電素子１において、圧縮率αは、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．８×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たすことが好ましい。
　また、蓄電素子１が定置用である場合、圧縮率αは、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦α／ＴＢ≦９．８９×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たすことが好ましい。
　以上の工程により、蓄電素子１が製造される。
　以上のように、本実施の形態によれば、蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、シーラント層７１ｂ、７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αが、
　３．１１×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．８×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たしている。これにより、蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができる。
　また、本実施の形態によれば、定置用の蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、シーラント層７１ｂ、７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αが、
　２．８３×Ｌ／Ｍ≦α≦９．８９×Ｌ／Ｍ
　という関係を満たしている。これにより、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができる。
　また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法が、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する工程と、シーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する工程と、を備えている。また、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。これにより、電解液の液量Ｍを少なくして蓄電素子１の小型化を図った場合や、電解液の液量Ｍを多くして、蓄電素子１の長寿命化を図った場合、あるいは溶着部８０の長さＬを長くして蓄電素子１の大型化を図った場合や、溶着部８０の長さＬを短くして蓄電素子１の小型化を図った場合においても、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる蓄電素子１を容易に得ることができる。
　また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、溶着部８０の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定される。これにより、溶着部８０の長さＬを長くした場合であっても、溶着部８０の長さＬの増加にともなって圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。
　また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、溶着部８０の長さＬに比例するように決定される。これにより、外装体７内に侵入する水分量のうち、溶着部８０の長さＬの増加にともなって増加する水分量を、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで相殺することができる。
　また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定される。電解液の液量Ｍが増加した場合には、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができるため、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、電解液の液量Ｍに反比例するように決定される。これにより、圧縮率αを電解液の液量Ｍに反比例するように決定することで、フッ化水素比が増加することを抑制することができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。すなわち、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。このため、フッ化水素比が増加することを抑制することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。
　本発明の態様は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
　なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

Claims (12)

  1. 　蓄電素子であって、
    　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
    　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
    　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
    　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
    　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
    　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
    　３．１１×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．８×Ｌ／Ｍ
    　という関係を満たす、蓄電素子。
  2. 　定置用の蓄電素子であって、
    　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
    　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
    　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
    　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
    　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
    　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
    　２．８３×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦９．８９×Ｌ／Ｍ
    　という関係を満たす、蓄電素子。
  3. 　前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ並びに前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢは、
    　２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０
    　という関係を満たす、請求項１または２に記載の蓄電素子。
  4. 　互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
    　前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
    　前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
    　前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
    　前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
    　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
    　前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
    　前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表される、蓄電素子の設計方法。
    　α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
  5. 　前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定される、請求項４に記載の蓄電素子の設計方法。
  6. 　前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬに比例するように決定される、請求項４または５に記載の蓄電素子の設計方法。
  7. 　前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定される、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
  8. 　前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍに反比例するように決定される、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
  9. 　前記圧縮率αは、
    　３．１１×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．８×Ｌ／Ｍ
    　という関係を満たすように決定される、請求項４乃至８のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
  10. 　前記蓄電素子の用途を決定する工程を更に備え、
    　前記蓄電素子が定置用の場合、
    　前記圧縮率αは、
    　２．８３×Ｌ／Ｍ≦α≦９．８９×Ｌ／Ｍ
    　という関係を満たすように決定される、請求項４乃至８のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。
  11. 　前記圧縮率αは、
    　２０≦α≦７０
    　という関係を満たすように決定される、請求項９または１０に記載の蓄電素子の設計方法。
  12. 　蓄電素子の製造方法であって、
    　第１外装材の第１シーラント層と第２外装材の第２シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第１外装材および前記第２外装材を対向して配置する工程と、
    　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第１外装材および前記第２外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
    　前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕は、請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法。
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