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技術 二次電池、電動車両、蓄電システム、および製造方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 井上和彦志村健一須藤信也吉田登
出願日 2015年10月26日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-556557
公開日 2017年9月28日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 WO2016-068071
状態 特許登録済
技術分野 電池の接続・端子 二次電池(その他の蓄電池) 車両用電気・流体回路 電池等の充放電回路
主要キーワード セラミックス物質 ヒューズ部材 カルボン酸エステル溶媒 物理的固定 セラミック短繊維 イソプロピルブチレート 大型施設 ラジカル材料
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題・解決手段

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。

概要

背景

近年、電子機器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)。

概要

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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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

請求項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

請求項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。

請求項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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

近年、電子機器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。

0003

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)。

先行技術

0004

特開2007−335290号

発明が解決しようとする課題

0005

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。

0006

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。

課題を解決するための手段

0007

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。

0008

(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。

0009

「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。

発明の効果

0010

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。

図面の簡単な説明

0011

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。

実施例

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

また、セパレータとして、セラミック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。

0020

<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。

0021

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、リチウムイオン吸蔵、放出し得る炭素材料リチウム合金可能な金属、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。

0022

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、かつ結晶粒界欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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、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。

0030

<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。

0031

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。

0032

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。)

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

<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。

0042

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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フッ素原子で置換されたものが挙げられる。

0048

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。

0049

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。

0050

<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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

スリット25aは、この例では細長矩形であるが、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。

0057

<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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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メッキといった被膜が形成されたものも好ましい。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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。

0071

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。

0072

「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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

(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。

0080

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。

0081

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。

0082

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。

0083

(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。

0084

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。

0085

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。

0086

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。

0087

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。

0088

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。

0089

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。

0090

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。

0091

(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。

0092

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。

0093

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。

0094

<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。

0095

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。

0096

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。

0097

<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。

0098

(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。

0099

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。

0100

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。

0101

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。

0102

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。

0103

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。

0104

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。

0105

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。

0106

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。

0107

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。

0108

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)。

0109

(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。

0110

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)。

0111

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。

0112

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。

0113

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。

0114

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。

0115

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。

0116

(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。

0117

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。

0118

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。

0119

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。

0120

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。

0121

6.上記機械的な連結が、固定具(61)によって行なわれる。

0122

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。

0123

8.上記補強部材が断熱材である。

0124

9.上記補強部材が、セラミックまたは難燃樹脂である。

0125

10.上記外装体がフィルム外装体である。

0126

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。

0127

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。

0128

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。

0129

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。

0130

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。

0131

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

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