CN106537639A - 组电池以及包含多个该组电池的蓄电单元 - Google Patents

组电池以及包含多个该组电池的蓄电单元 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种组电池，其是将多个平板状的层压电池沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的，其中，上述层压电池具有：与上述层压电池的平板状的面平行地配置的负极/隔板/正极的叠层体、封入了上述叠层体的由层压膜制成的外包装、以及与上述叠层体电连接、并从上述外包装的一侧部侧延伸出的电极端子，上述外包装在其内部具有电池部及袋部，所述电池部为上述叠层体的存在空间，所述袋部为通过连通部而与上述电池部连通的体积可变空间，且配置于与上述一侧部侧相反一侧的另一侧部侧，上述组电池以在其铅垂方向上方配置上述另一侧部侧、且在其铅垂方向下方配置上述一侧部侧的方式排列上述层压电池，并且，在上述铅垂方向下方配置有用于为上述组电池进行充放电的电力电缆。上述组电池是显示出优异的工作稳定性、即能够保持高效率的高可靠性的组电池。

Description

组电池以及包含多个该组电池的蓄电单元
技术领域
本发明涉及组电池，更具体而言，涉及将多个平板状的层压电池堆叠而成的组电池。另外，涉及包含多个组电池的蓄电单元。
背景技术
已知层压电池会由于在充放电循环运转时产生的气体而导致电池性能降低。为了避免该问题，在诸如专利文献1中开发了通过在层压电池的一个侧部配置袋部，从而利用该电极来捕获气体的技术。然而，专利文献1的层压电池的结构是在作为电极端子的极耳部分的附近具有袋部分，因此在制成组电池而使多个层压电池连接的情况下，无论朝哪个方向配置均容易导致气体向着极耳部分发生逆流，因而，作为其结果，存在从极耳部分产生漏气、电池的作动不良频发的隐患，存在改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-545849号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的问题在于提供能够解决这样的现有技术的问题点，显示出优异的工作稳定性、即能够保持高效率的高可靠性的组电池，以及具有该组电池的蓄电单元。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过在层压电池的与配置于一侧部的电极端子相反的一侧配置袋部、并以制成组电池时使其袋部成为上面的方式进行配置，即使在从叠层体部分产生了气体的情况下也能够运转、而不会导致电池性能降低。进一步还发现，在采取上述结构的情况下，进一步将用于进行充放电的电力电缆配置于下面侧的情况下，该部分的发热会变得容易放热，因此能够已知由该发热引起的控制基板的误动作、或由于层压电池被加热而引起的电池性能的加速劣化，进而完成了本发明。
即，本发明涉及一种组电池，其是将多个平板状的层压电池沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的，其中，
上述层压电池具有：
与上述层压电池的平板状的面平行地配置的负极/隔板/正极的叠层体、
封入了上述叠层体的由层压膜制成的外包装、以及
与上述叠层体电连接、并从上述外包装的一侧部侧延伸出的电极端子，
上述外包装在其内部具有电池部及袋部，
所述电池部为上述叠层体的存在空间，
所述袋部为通过连通部而与上述电池部连通的体积可变空间，且配置于与上述一侧部侧相反一侧的另一侧部侧，
上述组电池以在其铅垂方向上方配置上述另一侧部侧、且在其铅垂方向下方配置上述一侧部侧的方式排列上述层压电池，
并且，在上述铅垂方向下方配置有用于为上述组电池进行充放电的电力电缆。
通过以分别在这样的铅垂方向上方配置袋部、在铅垂方向下方配置作为独立存在的至少2个电极端子的正极电极端子及负极电极端子的方式将多个平板状的层压电池沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列、并且在上述电极端子的下方配备用于对组电池进行充放电的电力电缆，可以使充放电时在叠层体附近产生的气体经由上述连通部而被配置于上部方向的袋部有效地捕获。另外，通过采用如上所述的构成，可以使充放电时在电池中产生的压力、气体、热量不会对电池部的叠层体造成影响，而是逸至配置于上部方向的袋部，同时，通过在温度较低的下部设置电力电缆、优选设置控制单元，可抑制由温度上升引起的阻抗损失而保持高效率，从而抑制由温度上升引起的误动作，由此得到高可靠性的组电池。
进一步，具有如上所述的构成的本发明的组电池作为适用于定置式家用蓄电***、即使以低速率也能够适用于各种规格环境、由错误使用导致触电的可能性低、能够保持高效率的高可靠性组电池是有用的，是高安全性并且高效率的。
上述层压电池也可以设置多个上述袋部。
优选为下述组电池，即，在上述铅垂方向下方具备用于控制上述充放电的控制单元。
优选为下述组电池，即，基于上述控制单元的控制包括：用于使上述组电池中包含的至少一个上述层压电池发生自放电的自放电控制工序，并且，上述控制单元包含在该自放电时产生放热的自放电负载电阻。
优选为下述组电池，即，上述电力电缆包含在支承上述组电池的底件中。
优选为下述组电池，即，在上述外包装的内部，上述电池部、上述连通部及上述袋部由层压膜的熔着部和非熔着部而被区分开，上述连通部由非熔着部形成，在与从上述一侧部侧到另一侧部侧的方向垂直的方向上，上述非熔着部与上述熔着部的长度之比为50/50～5/95。
优选为下述组电池，即，作为从上述层压电池的另一侧部侧的端部起到上述连通部的中心为止的距离的包含袋部的长度为层压体全长的25％以上，所述层压体全长是从上述另一侧部侧的端部起至上述一侧部侧的端部为止的距离。
优选为下述组电池，即，夹持上述叠层体的2片上述层压膜的至少4边通过上述层压膜彼此熔粘而密封，从而封入上述叠层体。
优选为下述组电池，即，上述负极含有含钛氧化物作为其负极活性物质。
优选为下述组电池，即，其具备：隔着上述外包装将上述叠层体沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向进行挤压的挤压机构，
挤压时面压的面内分布包含极小鞍部，并且上述连通部位于上述极小鞍部，所述极小鞍部包含该面压为最小的最小点。
优选为下述组电池，即，上述面内分布包含2点极大点，并且上述极小鞍部存在于上述2点极大点之间，所述2点极大点中的1个点是上述面压为最大的最大点。
优选为下述组电池，即，上述挤压机构被配置在相邻的上述层压电池之间，具有隔着上述层压膜覆盖上述叠层体的面积，并且包含挠性的加压片，该挠性的加压片在其表面包含与上述极小鞍部对应的凹部。
优选为下述组电池，即，上述挤压机构进一步包含2片1组的加压板，所述加压板夹持由多个上述层压电池沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的电池集合体，并且，所述加压板的面积大于上述加压片。
优选为下述组电池，即，上述挤压机构进一步包含将上述2片1组的加压板间向内侧牵拉的高牵拉刚性梁。
进一步，本发明涉及蓄电单元，其包含多个本发明的组电池，其中，该蓄电单元被配置成一个上述组电池的铅垂方向上方与另一上述组电池的上述铅垂方向下方相邻。
发明的效果
本发明的组电池中，能够使充放电时在层压电池的负极/隔板/正极的叠层体中产生的气体有效地被设置于层压电池的袋部捕获，并且，还能够使由组装于上述层压电池的电力电缆产生的发热也有效地实现放热，因此可得到可保持层压电池的高效率的高可靠性的组电池。
另外，具备上述挤压机构的本发明的组电池由于是从两面挤压叠层体、从而能够将在电池部产生的气体引导至上述袋部，因此，能够抑制以循环特性等为代表的电池性能的降低，进而，由于各电极被沿着与叠层体的叠层方向相同的方向适当地加压，因此能够得到显示出优异的速率特性及循环特性的组电池。
附图说明
[图1]本发明的组电池1的示意图。
[图2]层压电池2的剖面示意图。
[图3]与图2不同的实施方式的层压电池2’的剖面示意图。
[图4]将2个实施例1中制作的层压电池2并联而成的一次电池集合体35的剖面示意图。
[图5]图5(a)为示出了作为挤压机构的加压片22的示意图。图5(b)为示出了作为挤压机构的加压片23的示意图。
[图6]说明图，示例出了层压电池2、加压片22及加压片23的叠层方法的一例。
[图7]说明图，示出了利用上述挤压机构挤压层压电池2时的面压分布。
[图8]说明图，示例出了与图6不同的、层压电池2、加压片22及加压片23的叠层方法的另一例。
[图9]说明图，示出了收容在高牵拉刚性组电池收纳箱26中的电池集合体12被包含加压板25a、25b的挤压机构挤压的状态。
[图10]说明图，示出了电池集合体12被包含高牵拉刚性梁28a、28b、28c、28d的挤压机构挤压的状态，其中，图10(a)为侧面图、图10(b)为立体图。
[图11]本发明的蓄电单元100的示意图。
[图12]实施例1中制作的组电池1f的示意图。
[图13]实施例2中制作的蓄电单元100a的示意图。
符号说明
1 组电池
2 层压电池
3 层压电池2的平板状的面
4 外包装
5 电极端子
6 电池部
7 连通部
8 袋部
9 电力电缆
10 底件
11 控制单元
12 电池集合体
22 加压片
23 加压片
24 极小鞍部
25 加压板
26 高牵拉刚性组电池收纳箱
27 螺丝
28 高牵拉刚性梁
29 螺母
100 蓄电单元
101 蓄电单元控制部
102 筐体
A 一侧部侧
B 另一侧部侧
L 与层压电池2的平板状的面3垂直的方向
M 组电池1的铅垂方向
N 从层压电池2的上述一侧部侧A起至另一侧部侧B的方向
O 与从层压电池2的上述一侧部侧A起至另一侧部侧B的方向N垂直的方向
X 作为从层压电池2的另一侧部侧B的端部起至连通部7的中心为止的距离的包含袋部8在内的长度
Y 作为从另一侧部侧B的端部起至一侧部侧A的端部为止的距离的层压体全长
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式进行说明。
本发明的范围可利用权利要求来表示，旨在包含与权利要求等同的含义及范围内的全部变形。
<组电池>
本发明的组电池是将多个平板状的层压电池沿与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的组电池，其中，
上述层压电池具有：
与上述层压电池的平板状的面平行地配置的负极/隔板/正极的叠层体、
封入了上述叠层体的由层压膜制成的外包装、以及
与上述叠层体电连接、并从上述外包装的一侧部侧延伸出的电极端子，
上述外包装在其内部具有电池部及袋部，
所述电池部为上述叠层体的存在空间，
所述袋部为通过连通部而与上述电池部连通的体积可变空间，且配置于与上述一侧部侧相反一侧的另一侧部侧，
上述组电池以在其铅垂方向上方配置上述另一侧部侧、且在其铅垂方向下方配置上述一侧部侧的方式排列上述层压电池，
并且，在上述铅垂方向下方配置有用于为上述组电池进行充放电的电力电缆。
本发明的组电池是将多个平板状的层压电池沿与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的。关于在1个组电池中所排列的层压电池的个数，根据期望的电量而适当调整即可，没有特殊限定。
本发明中，将在组电池中排列有多个层压电池的状态的材料称为电池集合体。优选上述电池集合体中包含的层压电池在本发明的组电池内，其多个通过串联连接、并联连接、或组合了串联连接及并联连接的连接而实现电连接。
本发明的组电池的特征之一在于，构成上述层压电池的外包装在其内部具有电池部及袋部，所述电池部为上述叠层体的存在空间，所述袋部为通过连通部而与上述电池部连通的体积可变空间、且配置于与延伸出电极端子的一侧部侧相反一侧的另一侧部侧，以在组电池的铅垂方向上方配置上述另一侧部侧、且在其铅垂方向下方配置上述一侧部侧的方式排列上述层压电池，并且，在排列有多个上述层压电池的电池集合体的正下方、即铅垂方向下方配置有上述电力电缆。按照正常的想法，在使电池集合体附带用于进行充放电的电力电缆的情况下，应在电池集合体的正上方配置电力电缆，而本发明中发现，通过按照相反的想法而将电力电缆配置于下面侧，可起到本发明的效果。
具体而言，充放电时在电池部的叠层体产生的气体容易转移至上部，因此通过在上述垂直方向上面侧配置上述层压电池的袋部，可使从上述叠层体逸出的气体容易转移至袋部、而不会滞留于电池部。由此，即使在充放电时产生了源自电极反应的气体的情况下，也不会导致电池性能降低，作为结果，组合排列的多个层压电池均可稳定地运转。
另外，通过以在上述垂直方向下面侧配置延伸出电极端子的一侧部侧的方式来排列多个上述层压电池，能够将用于进行充放电的电力电缆配置在铅垂方向下方。由于热容易从发生源向上部转移，因此，将作为发热部分的电力电缆设置在下面时可增大放热的效果，因此，作为结果，组电池整体的温度降低，进而，能够抑制后述的控制基板的误动作、或由于层压电池被加热而引起的电池性能的加速劣化。
以下，针对本发明的组电池的各部的构成进行说明。
<层压电池>
用于本发明的层压电池至少具备外观为平板状的主体部、和配置于该主体部的一侧部侧的电极端子。
上述主体部在其内部具有：被配置成表面与上述层压电池的平板状的面平行的负极/隔板/正极的叠层体、及封入了上述叠层体的由层压膜制成的外包装。
优选在夹持有上述叠层体的层压体长度的2片层压膜的至少4边，通过层压膜间发生熔粘而被密封，从而实现上述封入。即，上述主体部作为其内部空间而至少包含由负极、正极、隔板构成的叠层体、以及存在叠层体的电池部，进一步，具有不存在上述叠层体的袋部。
用于本发明的叠层体是将裁切为给定大小的正极、负极及隔板按照正极、隔板、负极、隔板、正极、隔板……的顺序叠层而制作的。此时，对于隔板，除了将其裁切为给定大小以外，也可以使其羊肠曲折。
<正极>
用于上述层压电池的叠层体的正极只要是在集电体上形成有至少包含正极活性物质的正极活性物质层的电极即可。为了提高该正极活性物质层的性能，也可以包含导电助材、粘合剂。
作为上述正极活性物质，可使用钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、及橄榄石酸铁锂等锂过渡金属复合氧化物。这些正极活性物质中，从正极活性物质自身的稳定性优异的方面出发，优选锰酸锂。上述锰酸锂中，作为Li1+xMyMn2-x-yO4(0≤x≤0.2、0＜y≤0.6、M为选自归属于第2～13族且第3～4周期的元素中的至少1种)所示的尖晶石型锰酸锂，从提高正极活性物质自身的稳定性的效果显著的方面出发，其归属于第2～13族且第3～4周期的元素优选为Al、Mg、Zn、Ni、Co、Fe、Ti、Cu、Zr及Cr，更优选为Al、Mg、Zn、Ni、Ti及Cr，从提高正极活性物质自身的稳定性的效果特别显著的方面出发，特别优选为Al、Mg、Zn、Ti及Ni。
上述Li1+xMyMn2-x-yO4的x为0≤x≤0.2。x＜0的情况下，存在正极活性物质的容量减少的倾向，另一方面，x＞0.2的情况下，存在碳酸锂等杂质的含量增多的隐患。
上述Li1+xMyMn2-x-yO4的y为0＜y≤0.6。y＝0的情况下，存在正极活性物质的稳定性降低的倾向，另一方面，y＞0.6的情况下，存在M的氧化物等杂质的含量增多的隐患。
这些中，从基于与后述的非水电解质的组合而获得的气体发生减少及充电终止电压的高电压化的效果显著的方面出发，优选为选自Li1+xAlyMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)、Li1+xMgyMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)、Li1+xZnyMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)、Li1+xCryMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)Li1+xNiyMn2-x-yO4(0≤x≤0.05、0.45≤y≤0.5)、Li1+xNiy-zAlzMn2-x-yO4(0≤x≤0.05、0.45≤y≤0.5、0.005≤z≤0.03)、及Li1+xNiy-zTizMn2-x- yO4(0≤x≤0.05、0.45≤y≤0.5、0.005≤z≤0.03)中的1种，特别优选为可获得更显著效果的Li1+xAlyMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)、Li1+xMgyMn2-x-yO4(0≤x≤0.1、0＜y≤0.1)、Li1+ xNiyMn2-x-yO4(0≤x≤0.05、0.45≤y≤0.5)、及Li1+xNiy-zTizMn2-x-yO4(0≤x≤0.05、0.45≤y≤0.5、0.005≤z≤0.03)。
上述正极中使用了尖晶石型锰酸锂的情况下，也可以包含钴化合物、或具有上述层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物。
上述包含钴的化合物、即不包含Li的钴化合物可示例出：钴氧化物、钴氢氧化物、碳酸钴、氯化钴、硫酸钴、含钴有机化合物、及氟化钴。这些中，从气体发生量的减少、及充电终止电压的高电压化的效果显著的方面出发，优选为钴氧化物、钴氢氧化物、及碳酸钴，特别优选为可获得特别显著的效果的Co3O4、Co2O3、CoO、CoOOH及CoCO3。
上述具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物优选为LiaNibCocMndXeO2(其中，X为选自B、Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、In、Sn中的至少1种，0＜a≤1.2、0≤b、c、d、e≤1、及b+c+d+e＝1)所示的化合物。这些中，从基于与后述的非水电解质的组合而获得的气体发生减少及充电终止电压的高电压化的效果显著的方面出发，更优选为选自LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.5Mn0.5O2、LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2、LiMn0.1Ni0.1Co0.8O2、LiNi0.8Co0.16Al0.04O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNiO2、LiMnO2、及LiCoO2中的1种，特别优选为可获得特别显著的效果的LiCoO2。这些具有上述层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物也包括a大于1的、所谓的富锂系。
就上述正极而言，在将上述尖晶石型锰酸锂的重量设为A、将上述包含钴的化合物和/或具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物的重量设为B的情况下，以0.01≤B/(A+B)≤0.1的范围包含上述尖晶石型锰酸锂、及上述包含钴的化合物和/或具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物。已知在上述范围的情况下，基于与后述的非水电解质的组合，气体发生量减少的效果显著，并且充电终止电压的高电压化的效果显著。
为了提高导电性或提高稳定性，也可以利用碳材料、金属氧化物或高分子等覆盖上述正极活性物质的表面。
也可以使上述正极中含有导电助材。作为导电助材，没有特别限定，优选为碳材料。可列举例如：天然石墨、人造石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、及炉黑等。这些碳材料可以使用1种，也可以使用2种以上。
上述正极中所含的导电助材的量相对于正极活性物质100重量份，优选为1重量份以上且30重量份以下、更优选为2重量份以上且15重量份以下。在上述范围时，可确保正极的导电性。另外，可保持与后述的粘合剂之间的粘接性，能够充分获得与集电体之间的粘接性。
上述正极中也可以不含有粘合剂。粘合剂没有特别限定，例如可使用选自下组中的至少1种：聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚酰亚胺、及它们的衍生物。
上述正极中所含的粘合剂的量相对于正极活性物质100重量份，优选为1重量份以上且30重量份以下、更优选为2重量份以上且15重量份以下。在上述范围时，可保持正极活性物质与导电助材之间的粘接性，能够充分获得与集电体之间的粘接性。
作为上述正极的制作方法，可列举例如通过在将正极活性物质、根据需要而使用的导电助材、粘合剂等一起进行混合之后涂敷在集电体上来制作正极的方法，但从制作方法的容易程度方面出发，优选为在利用包含上述正极活性物质的混合物及溶剂制作浆料并将所得浆料涂敷在集电体上之后除去溶剂，由此来制作正极的方法。
用于上述正极的集电体优选为铝及其合金。上述铝在正极反应气体氛围中稳定，因此没有特别限定，但优选为以JIS标准1030、1050、1085、1N90、1N99等为代表的高纯度铝。
<负极>
用于上述层压电池的叠层体的负极在集电体上形成有至少包含负极活性物质的负极活性物质层。为了提高该负极活性物质层的性能，可以使构成该层的材料包含可用于上述正极的导电助材、粘合剂。
作为上述负极活性物质，可示例出碳材料、Si、SiO2、Sn、含钛氧化物等，但从材料自身的稳定性高的方面出发，优选为含钛氧化物，其中，由于充放电反应时的不可逆容量小，因此优选为钛酸锂、二氧化钛。特别是，由于在锂离子的嵌入/脱离反应中负极活性物质的膨胀收缩小因而特别不容易引发负极活性物质自身的破坏，因此尤其优选尖晶石结构的钛酸锂。上述钛酸锂也可以微量地包含例如Nb等除锂、钛以外的元素。即，上述负极优选含有含钛氧化物作为其负极活性物质，更优选作为负极活性物质的主成分而以50重量％以上的比例含有含钛氧化物，进一步优选含钛氧化物的含量为90重量％以上，最优选上述负极活性物质仅由含钛氧化物构成。
另外，作为二氧化钛，可示例出B型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛、斜方锰矿型二氧化钛等，从不可逆容量小、以及循环稳定性优异的方面出发，优选为B型二氧化钛。
为了提高导电性、或提高稳定性，也可以利用碳材料、金属氧化物或高分子等覆盖上述含钛氧化物的表面。
上述含钛氧化物可以使用1种、也可以将2种以上组合使用。
作为用于上述负极的导电助材，没有特别限定，但优选为金属材料、碳材料。就金属材料的情况而言，可列举铜及镍等，就碳材料的情况而言，可列举天然石墨、人造石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管、乙炔黑、科琴黑、及炉黑等。这些导电助材可以使用1种，也可以使用2种以上。
上述负极中所含的导电助材的量相对于负极活性物质100重量份，优选为1重量份以上且30重量份以下、更优选为2重量份以上且15重量份以下。在上述范围时，可确保负极的导电性。另外，可保持与后述的粘合剂之间的粘接性，能够充分获得与集电体之间的粘接性。
为了使负极活性物质粘结于集电体，也可以在上述负极中使用粘合剂，作为粘合剂，没有特别限定，例如可使用选自下组中的至少1种：聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚酰亚胺及它们的衍生物。
本发明中，负极中所含的粘合剂的量相对于负极活性物质100重量份，优选为1重量份以上且30重量份以下、更优选为2重量份以上且15重量份以下。在上述范围时，可保持负极活性物质与导电助材之间的粘接性，能够充分获得与集电体之间的粘接性。
作为负极的优选实施方式之一，可通过在集电体上形成负极活性物质、导电助材及粘合剂的混合物来制作，但从制作方法的容易程度方面出发，优选为在利用上述混合物及溶剂制作浆料并将所得浆料涂敷在集电体上之后除去溶剂，由此制作负极的方法。
能够用于上述负极的集电体优选为铜、SUS、镍、钛、铝及它们的合金。
<隔板>
用于上述层压电池的隔板只要是被设置于上述正极和上述负极之间、具有绝缘性且能够包含后述的非水电解质的结构即可，可列举例如：尼龙、纤维素、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及将这些中的2种以上复合而成的材料的织布、无纺布、微多孔膜等。从循环特性的稳定性优异的观点出发，优选为尼龙、纤维素、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及将这些中的2种以上复合而成的材料的无纺布。
上述隔板也可以包含各种增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂等，还可以被金属氧化物等包覆。各种增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂、金属氧化物等只要是能够用于锂离子电池的那些即可，没有特殊限定。
上述隔板的厚度没有特别限定，但优选为10μm以上且100μm以下。低于10μm的情况下，可能导致正极与负极发生接触，厚于100μm的情况下，可能导致电池的电阻增高。从经济性、操作性的观点出发，进一步优选为15μm以上且50μm以下。
<非水电解质>
用于上述层压电池的非水电解质没有特别限定，可以使用将溶质溶解于非水溶剂而成的非水电解液、使将溶质溶解于非水溶剂而成的电解液浸渗于高分子而成的凝胶电解质等。
作为上述非水溶剂，优选包含环状的非质子性溶剂和/或链状的非质子性溶剂。作为环状的非质子性溶剂，可示例出环状碳酸酯、环状酯、环状砜及环状醚等。作为链状的非质子性溶剂，可以使用链状碳酸酯、链状羧酸酯、链状醚、及乙腈等通常被用作非水电解质的溶剂的溶剂。更具体而言，可使用：碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、环丁砜、二氧戊环、丙酸甲酯等。这些非水溶剂可以使用1种，也可以将2种以上混合使用，但从后述溶质的易溶解程度、锂离子的传导性的高低方面出发，优选使用将2种以上混合而成的溶剂。
将上述非水溶剂中的2种以上混合的情况下，从高温时的稳定性高、且低温时的锂传导性高的方面出发，优选将示例出了碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯及碳酸甲丙酯的链状碳酸酯中的1种以上、和示例出了碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、γ-丁内酯的环状化合物中的1种以上混合，特别优选将示例出了碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯及碳酸二乙酯的链状碳酸酯中的1种以上、和示例出了碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯的环状碳酸酯中的1种以上混合。
上述溶质没有特别限定，但例如LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiBOB(Lithium Bis(Oxalate)Borate)、LiN(SO2CF3)2等，由于容易溶解于上述非水溶剂，因此优选。电解液中所含的溶质的浓度优选为0.5mol/L以上且2.0mol/L以下。低于0.5mol/L时，有时无法显示出期望的锂离子传导性，另一方面，高于2.0mol/L时，有时无法溶解更多的溶质。
也可以使上述非水电解质中包含用于赋予阻燃性、或在电极表面形成被膜从而抑制非水电解质与电极的副反应的添加剂。
用于上述层压电池的非水电解质的量没有特别限定，但优选相对于每1Ah电池容量为0.1mL以上。低于0.1mL的情况下，可能导致无法保证伴随电极反应的锂离子的传导、无法显示出期望的电池性能。
<外包装>
上述层压电池的外包装由层压膜制成，在其内部具有电池部和袋部，所述电池部为上述叠层体的存在空间，所述袋部是通过连通部而与上述电池部连通的体积可变空间，且配置于与上述一侧部侧相反一侧的另一侧部侧。
作为上述层压膜的材质，只要是可通过热熔粘而密封、可防止来自外部的水分的侵入、并相反地可防止来自内部的非水电解液的泄漏的层压膜，则没有特殊限定，作为其具体例，可列举在金属箔上设置有热封用的热塑性树脂层而成的复合膜。
上述金属箔只要是可防止来自外部的水分的侵入、同时可提高片整体的强度的金属箔则没有特别限定，但从水分阻隔性和重量以及成本的方面出发，可优选使用铝箔。只要能够确保片整体的强度，则也可以代替金属箔而通过蒸镀、溅射等设置金属层。
对于上述热塑性树脂层的组成没有特别限定，但从可实现热封的温度范围以及非水电解质的阻隔性的观点出发，可优选使用聚乙烯、聚丙烯。
另外，关于层压膜的大小，只要是仅设置上述电池部、连通部及袋部的面积则没有特殊限定。
上述外包装可通过将上述叠层体连同上述非水电解质一起利用上述层压膜进行密封而形成，例如，可以在将一片层压膜折叠地夹持叠层体之后将层压膜的4边密封，也可以在利用两片层压膜夹持叠层体之后将层压膜的4边密封。特别是在使用了两片层压片的情况下，由于对位容易，因此可降低制作时的不良率。
<电池部>
上述电池部是利用构成上述外包装的2片层压膜而封入了上述叠层体的部分。
为了在层压电池的内部设置上述叠层体的存在空间，也可以对适用于上述层压电池的电池部的层压膜实施叠层体的厚度量的拉深加工。此时，可以仅对两片层压膜中的一面实施拉深加工，也可以对两面实施拉深加工。
就上述拉深深度的合计值而言，无论是对于仅在单面实施的情况还是在两面实施的情况，从在减压密封时不易嵌入皱褶的方面出发，均优选为叠层体厚度的±1mm，从使叠层体的束缚变得强固的方面出发，更优选为±0.8mm，从在减压密封时可期待对叠层体加压的效果的方面出发，特别优选为±0.5mm。
<袋部>
在上述层压电池中，设置有用于收集充放电时在上述电池部的上述叠层体产生的气体的袋部。上述袋部是被上述外包装的层压膜包围的空间，上述电池部的封入了上述叠层体的内部空间和上述袋部的内部空间之间呈经由上述连通部而连通的状态。由于为这样的构成，因此在上述电池部的上述叠层体产生的气体能够经由上述连通部而流入上述袋部。
关于上述袋部的形状及大小，只要是能够收容在上述电池部产生的气体则没有特殊限定。
对于适用于上述袋部的层压膜，可以实施拉深加工、也可以不实施拉深加工。例如，相对于后述组电池的设计，为了使上述袋部在流入了气体的情况下体积可变从而成为容易流入更大量的气体的空间，优选不进行拉深加工、以使袋部的大小能够自由地设定。
关于上述袋部，在上述层压电池中，在与配置有电极端子的一侧部侧相反一侧的另一侧部侧至少配置1个袋部。在层压电池中，就电极端子部分而言，在基于上述外包装的封入等加工不严格的情况下，在上述电池部的上述叠层体产生的气体容易泄漏至层压电池外部，因此如果在该电极端子附近配置有上述袋部，则由于气体移动至电极端子的距离短，因此会导致漏气频发。与此相对，在本发明的组电池中，如上所述地，在层压电池中，形成了袋部被配置于与电极端子相反一侧的相远离的结构，因此能够抑制从电极端子部分的漏气的发生。
在气体发生量多的情况下，也可以在层压电池中设置多个上述袋部。例如，可以适当选择使袋部为一个并增大其容积、或使袋部为两个以上并减小各袋部的容积。需要说明的是，由于袋部的存在会引起层压电池整体的容积增加，因此优选为必要最小限。
另外，从使在电池部产生的气体有效地收容于袋部、并防止暂时被收容的气体向电池部发生逆流的观点出发，优选作为从上述层压电池的另一侧部侧的端部起到上述连通部的中心为止的距离的包含袋部的长度为层压体全长的25％以上，所述层压体全长是从上述另一侧部侧的端部起至上述一侧部侧的端部为止的距离，进一步，从使本发明的组电池的每单位体积的电池容量增大的观点出发，更优选为75％以下。也可以根据组电池的设计而以折叠的状态配置上述袋部。
<连通部>
在上述电池部与上述袋部之间设置连通部。该连通部将上述电池部的空间与上述袋部的空间连通，是被上述外包装的层压膜包围的空间。
这里，上述电池部、袋部及连通部均是形成外包装的2层层压膜彼此间未发生熔着的非熔着部。另一方面，上述电池部、上述袋部及上述连通部的周围是形成外包装的2层层压膜彼此间发生了熔着的熔着部，在上述外包装的内部，上述电池部、上述连通部及上述袋部由层压膜的熔着部和层压膜未发生熔着的非熔着部而被区分开。
就构成上述连通部的非熔着部而言，只要形成外包装的2层层压膜彼此间未发生熔着、气体能够基于电池部与袋部之间的压差而发生移动，则上述2层层压膜彼此间也可以发生接触，即，不需要实际地形成空间并具有容积。
在上述层压电池中，在与从配置有上述电极端子的上述一侧部侧到相反侧的另一侧部侧的方向垂直的方向上，构成上述连通部的上述连通部的非熔着部与上述熔着部的长度之比优选为50/50～5/95。
在与从配置有上述电极端子的上述一侧部侧到相反侧的另一侧部侧的方向垂直的方向上，非熔着部的长度相当于上述连通部的宽度。本发明中，通过形成被调整为如上所述的比率的连通部，上述连通部的宽度变窄，因而可抑制一旦被上述袋部捕获了的气体逆流至电池部。需要说明的是，在上述非熔着部与上述熔着部的长度之比大于50/50的情况下，连通部的宽度变大，因此电池部内的电解液容易逆流至袋部，另外，上述比小于5/95的情况下，连通部的宽度变得过窄，在电池部产生的气体难以移动袋部。
<电极端子>
上述电极端子与上述叠层体电连接，从上述层压电池的外包装的一侧部侧延伸出来。进而，本发明的特征之一在于上述电极端子被配置于上述平板的一侧部。即，就上述层压电池的电极端子而言，无论是与正极形成电连接的正极电极端子还是与负极形成电连接的负极电极端子均被共同地配置于层压电池的一侧部侧，因此在将多个这样的层压电池排列而制作组电池时，能够使组电池中电极端子部分所占有的部位减少，因此能够实现组电池的小型化。另外，由于可以将电极端子与电极引线的连接部分设置于下侧，因此由配置于组电池的下侧的电极引线产生的热容易逸至上部，其结果，能够抑制控制基板的误动作、或由于层压电池被加热而引起的电池性能的加速劣化。
<电力电缆>
在本发明的组电池的铅垂方向下方配置有用于对组电池进行充放电的电力电缆。具体而言，形成为可使上述电力电缆的一端与配置于组电池的铅垂方向下方的层压电池的电极端子实现电连接、电力电缆的另一端与组电池外部的充电器、电气装置等实现电连接的构成。
上述电力电缆只要是能够从组电池安全地进行期望电力的充放电的电缆即可，对于其尺寸、材质没有特殊限定。例如，只要是能够用于通常的锂离子电池的电力电缆即可。
另外，对于本发明的组电池的铅垂方向下方的上述电力电缆的配置，也只要是能够从组电池安全地进行期望电力的充放电的配置即可，没有特殊限定，但从放热的容易程度、以及空间的有效活用的观点出发，优选包含在支持组电池的底件中。
对于本发明的组电池，优选根据需要的电力而将多个组电池组合并优选收纳在筐体内，从而制成蓄电单元而付诸使用，但无论如何，均需要用以支持以其电池集合体为主的组电池的重量的底件。上述电力电缆以铺设在这样的底件中等方式包含于底件时，从可出乎意料地防止触电、或通过保护电力电缆不受外力影响而构筑高可靠性的***等观点出发是优选的。
作为上述底件的材质，可以是聚丙烯树脂、丙烯酸树脂等树脂材料，也可以是对SUS这样的金属材料实施涂装并实施绝缘处理而成的材料。
关于上述底件的形状、尺寸，只要是能够将多个层压电池垂直地排列并保持的形状及尺寸则没有特殊限定。
<控制单元>
本发明的组电池也可以具备用于控制上述充放电的控制单元。具体而言，上述控制单元具有在达到预先设定的异常电压值、异常电流值、异常温度等的情况下强制切断充放电电流的功能。
上述控制单元与电力电缆同样地，通过配备在本发明的组电池的铅垂方向下方，能够实现相对于电力电缆的短距离的连接，因此不仅能够简化布线、能够减少布线构件，而且在实际使用时可使下面侧在组电池内保持为较低温度，因此能够减少该控制单元的误动作的发生概率，故优选。
除了上述功能以外，控制单元还优选具有下述自放电控制工序，该自放电控制工序是在组电池内的层压电池的容量不均的情况下，用于强制性地使成为该不均的成因的层压电池发生自放电的工序。
上述层压电池的容量的不均可通过监视组电池内各层压电池的电压值来判断。另外，自放电可以在充放电时的充电时进行也可以在放电时进行，但从容易使电池容量相符的方面出发，优选在充电时、特别是满充时进行。
在上述自放电控制工序中，例如，在控制单元内配备电阻器，并使成为对象的层压电池的电流在该部分迂回地流过，从而进行放电。
另外，通过使上述控制单元包含在自放电时会产生放热的自放电负载电阻，能够以更高性能且高可靠性对本发明的组电池进行充放电，因此更为优选。
<外包装容器>
在本发明的组电池中，为了保持在上述底件上排列的多个层压电池的外形，也可以进一步将其收纳于树脂制的外包装容器内。作为上述外包装容器的形状，只要能够保持上述多个层压电池的外形即可，例如，可以通过在上述底件上盖上覆盖上述层压电池的电池集合体的盖体而形成由上述底件和上述盖体构成的外包装容器，也可以采用连同底件一起收容上述组电池的外包装容器。
另外，只要以能够与外部实现电连接的方式使与上述层压电池连接的电缆的端子露出至上述外包装容器的外部即可。
<挤压机构>
本发明的组电池还可以具备隔着上述外包装将上述叠层体沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向进行挤压的挤压机构。
上述挤压机构在挤压时的面压的面内分布中含有包含该面压为最小的最小点的极小鞍部，并且，使上述连通部位于上述极小鞍部，从而隔着作为外包装的层压膜对上述电池部内的叠层体进行挤压。
因此，在上述层压电池的平板状的面上，形成为由上述挤压机构产生的面压在平板状的面的端部附近最高、连通部最低这样的分布。
另外，在本发明中，所述极小鞍部指的是在上述面压的面内分布中包括面压最小点在内的能够低于上述层压电池的平板状的面的端部附近的面压的部分。
作为具有上述极小鞍部的上述挤压机构，可列举例如：被配置在相邻的上述层压电池之间、具有隔着上述层压膜覆盖上述叠层体的面积、并且其表面包含对应于上述极小鞍部的凹部的挠性加压片。
将上述加压片按压至层压电池的表面的情况下，无论是否挤压到了层压电池的表面，加压片表面的凹部的面压均低，因此该部分的面压达到最小点，而与此相对，凹部以外的加压片的表面由于与层压电池的表面接触因而产生面压。
上述面压的面压分布优选包含其中1个点是上述面压为最大的最大点的2点极大点，并且上述极小鞍部存在于该2点极大点之间，更优选使上述面压分布成为与上述层压电池的端部分相比，朝着相当于该连通部的中央线部分而阶段性地减弱的形式，使得上述连通部以俯视观察时配置在该中央线部分的延长部分。
关于上述凹部的形状，只要是能够使上述面压的最小点位于上述层压电池的连通部的形状即可，没有特殊限定。例如，为了使加压片的厚度方向剖面形状具有V字状、四边状、半圆形状、阶状等形状，可列举使厚度从端部到中央部分变薄、或设置以俯视观察时具有圆形状、三角状、四边状、多边状等形状的凹部的形状等。
关于上述凹部所设置的凹陷部分的深度，可以调整为与上述加压片的端部分相比，朝着相当于上述连通部的中央线部分而阶段性地加深。
另外，上述凹部可以由1片加压片形成，也可以通过将2片以上加压片组合而形成上述凹部。
将上述2片以上加压片组合的情况下，优选如下地配置：作为加压片的形状，使用剖面为梯形或三角形的2片以上的多片，并使成为上述凹部的部分成为厚度变薄的部分，并可根据情况，通过使它们分离开而使上述凹部的加压片的厚度达到0。
另外，也可以将设置有凹部的加压片与平面状的加压片组合。通过这样地使用平面状的加压片，能够更为容易地进行面压分布的调整。
上述加压片的厚度没有特别限定，但从可以在不增大组电池的厚度的同时充分发挥出本发明的效果的观点出发，优选最厚的部分为0.3mm以上且1mm以下。另外，优选最薄的部分相对于最厚的部分为1％～80％的厚度。低于1％的情况下，压力仅集中于端部分。而中央部分基本不会受压，尽管能够引导气体，但电极反应的面分布变得不均匀，速率特性降低。另一方面，厚于80％的情况下，气体难以集中在中央部，会导致循环运转时的容量降低，即寿命特性下降。
作为上述加压片的材质，可列举橡胶等树脂材料，没有特殊限定。作为橡胶，可使用氟橡胶、氯丁橡胶、EPDM、硅橡胶、或丁基橡胶。上述橡胶的硬度优选为20以上且70以下，从不易引起面压不均的方面出发，进一步优选为25以上且65以下。这些橡胶硬度的值可基于JIS K 6253而进行测定。
另外，作为基于上述加压片的面压分布，优选最强的部位(极大点)为0.05MPa以上且5MPa以下。极大点附近的面压低于0.05MPa的情况下，由于极小鞍部的存在，连通部基本不会受压，尽管能够将气体从上述电池部引导至上述袋部，但会导致电极反应的面分布变得不均匀、速率特性降低。另一方面，上述极大点附近的面压大于5MPa的情况下，基于极小鞍部而对连通部的压迫也变强，因此气体难以经由连通部而发生移动，因而难以使气体移动至袋部。
需要说明的是，面压分布可使用压力测定片(感压纸(prescale))而进行确认。
另外，作为上述挤压机构，优选包含2片1组的加压板，所述加压板夹持由多个上述层压电池沿着与上述层压电池的平板状的面垂直的方向排列、且在层压电池间配置加压片而成的电池集合体，并且，所述加压板的面积大于上述加压片。
通过利用上述加压板将上述电池集合体从其外侧进行夹持，能够使上述层压电池与配置于其间的加压片之间的接触更为切实，从而能够容易地调整为期望的面压分布。
作为上述加压板，在从外侧夹持上述电池集合体并进行加压时，利用不会受损的材料形成上述层压电池即可，可列举例如SUS、铝等金属板等，但没有特殊限定。
另外，作为上述挤压机构，优选进一步包含将上述2片1组的加压板间向内侧牵拉的高牵拉刚性梁。
上述高牵拉刚性梁是指，能够将上述2片1组的加压板朝着存在上述层压电池的电池集合体的内侧进行牵拉(夹入)的棒状物。
作为上述夹入型的高牵拉刚性梁，可列举例如前端部设置有螺纹槽的螺栓型的棒状物等。此时，通过在上述2片1组的加压板的2～4个角落设置穴部，在将电池集合体夹持于上述加压板之间的状态下使上述螺栓型的棒状物通过上述穴部，并在其前端安上并拧紧螺母，由此可以将加压板向内侧牵拉。
另外，上述高牵拉刚性梁也可以具有棒状物的长度可伸缩的构成。此时，通过在将电池集合体夹持于上述加压板之间的状态下使处于拉伸状态的棒状物通过上述穴部，并在其前端安上螺母，然后使上述棒状物收缩，由此可以将加压板向内侧牵拉。
作为上述棒状物及螺母等的材质，只要是不会对电池性能造成影响的构件即可，可列举金属、树脂等，没有特殊限定。
通过上述挤压机构，可以从两面挤压上述叠层体，从而能够将在上述电池部内的叠层体产生的气体引导至上述袋部，因此可以抑制以循环特性等为代表的电池性能的降低，进而，各电极被沿着与叠层体的叠层方向相同的方向适当地加压，因此可得到显示出优异的速率特性及循环特性的组电池。
另外，在上述加压板和上述电池集合体之间配置弹簧也是优选的实施方式，而为了将基于加压板的挤压均等地施加于电池集合体，优选上述弹簧为3个以上。
<蓄电单元>
在本发明的组电池中，可捕获气体的袋部能够发挥出作为绝热材料的功能，因此，在将多个本发明的组电池以一个上述组电池的铅垂方向上方与另一个上述组电池的上述铅垂方向下方相邻的方式配置而构成蓄电单元的情况下，能够抑制上述一个组电池的发热影响到其它组电池，并且，能够通过在空间内将组电池以上下方式配置而减小设置面积，因此可获得能够保持高效率的高可靠性的蓄电单元。
另外，如上所述的蓄电单元优选具备蓄电单元控制部，该蓄电单元控制部优选包含用于例如将由太阳能电池(PV)发电的电力充电至上述蓄电单元、或例如为了使屋顶上的积雪融化而从上述蓄电单元向PV进行供给电力的放电的PV单元，另外，对于商用电源而言，优选包含用于实现对上述蓄电单元充放电的***互连单元，更优选包含这两者。
以下，结合附图对本发明的组电池及蓄电单元的实施方式进行说明。
图1示出了本发明的组电池1。图1是本发明的组电池1的立体图。
在上述组电池1中，沿着与上述层压电池2的平板状的面3垂直的方向L排列有多个平板状的层压电池2。
如图2所示，上述层压电池2具有：相对于平板状的面3平行配置的负极/隔板/正极的叠层体(未图示)、封入了上述叠层体的由层压膜制成的外包装4、以及与上述叠层体电连接且从上述外包装4的一侧部侧A延伸出的电极端子5a、5b。
上述叠层体可将裁切为给定大小的正极、负极及隔板按照正极、隔板、负极、隔板、正极、隔板…的顺序叠层而制作。此时，对于隔板，除了将其裁切为给定大小以外，也可以使其羊肠曲折。
关于上述电极端子5a、5b，只要将正极的电极端子及负极的电极端子均配置于上述层压电池2的一端侧A，则其形状及大小只要与在通常的层压电池中使用的端子相同即可，没有特殊限定。另外，作为上述电极端子5a、5b和上述叠层体的电连接的方式，也是只要与通常的层压电池相同即可，没有特殊限定。
上述外包装4在其内部具有电池部6和袋部8，电池部6是上述叠层体的存在空间，袋部8是通过连通部7而与上述电池部6连通的体积可变空间，被配置于与上述一侧部侧A相反一侧的另一侧部侧B。
在上述层压电池2中，在外包装4的内部，上述电池部6、上述连通部7及上述袋部8为层压膜的非熔着部，上述电池部6、上述连通部7及上述袋部8的周围成为层压膜的熔着部，从而被区分开。
另外，如图2所示，通过在与从上述层压电池2的上述一侧部侧A到另一侧部侧B的方向N垂直的方向O上，将构成上述连通部7的非熔着部与上述熔着部的长度之比调整为50/50～5/95，由此可缩窄上述连通部7的宽度，因而能够抑制暂时被上述袋部8捕获的气体逆流至电池部6。
另外，如图2所示，通过将包含袋部8的长度X调整为层压体全长Y的25％以上，可以使在电池部6产生的气体有效地收容于袋部8，从而防止暂时被收容的气体逆流至电池部6。其中，所述长度X是从上述层压电池2的另一侧部侧B的端部到上述连通部7的中心为止的距离，所述层压体全长Y是从上述另一侧部侧B的端部到上述一侧部侧A的端部为止的距离。
另外，层压电池2除了具有上述另一侧部侧B的袋部8以外，还可以具有多个另外的袋部8。例如，上述另一侧部侧B的袋部8如图3所示地，可以为1个，也可以经由多个连通部7而被划分出多个体积小的袋部8(未图示)。
另外，如图3所示的层压电池2’那样，袋部8也可以不仅被配置在与配置有上述电极端子5a、5b的一侧部侧A相反一侧的另一侧部侧B，而是在层压电池2’的右侧也隔着连通部7’而配置有袋部8’。
位于上述另一侧部侧B以外的位置的袋部8’等只要配置在与电极端子5a、5b相远离的位置即可，对于上述袋部8’的形状、大小没有特殊限定。
在上述层压电池2中，通过在夹着叠层体的上述2片层压膜的至少4边使上述层压膜彼此熔粘而密封、从而封入上述叠层体即可。
上述组电池1中，以在其铅垂方向M的上面侧配置上述层压电池2的上述另一侧部侧B、并在其铅垂方向M的下面侧配置上述层压电池2的上述一侧部侧A的方式排列有多个上述层压电池2。
如图1所示，在具有多个上述层压电池2的组电池1中，用于对组电池1进行充放电的电力电缆9被配置于上述铅垂方向M的下面侧。需要说明的是，在组电池1的铅垂方向M的下面侧配置有底件10，在该底件10中埋设有上述电力电缆9。
具体而言，如图4所示，在使用了2个层压电池2的情况下，正极的电极端子5a彼此间及负极的电极端子5b彼此间分别通过上述电力电缆9而实现电连接即可。在使用了3个以上层压电池2的情况下也同样地，使正极的电极端子彼此间以及负极的电极端子彼此间通过电力电缆而连接即可。
通过使上述电力电缆9与外部的电气设备、充电器、或根据需要而与其它组电池1的电力电缆连接，可形成能够在各个装置与上述组电池1之间进行电气流通的构成。
进一步，在上述组电池1中，也可以如图1所示地，使上述铅垂方向下方具备用于控制上述充放电的控制单元11。
上述控制单元11与上述组电池1中所含的至少一个上述层压电池2形成电连接，包含用于使其层压电池2发生自放电的自放电控制工序，并且，上述控制单元11包含会在上述自放电时放热的自放电负载电阻。另外，如图1所示，上述控制单元11也可以经由上述电力电缆9而与全部的层压电池2形成电连接。
在上述组电池1中，具备隔着上述外包装4而将上述叠层体沿着与上述层压电池2的平板状的面3垂直的方向L进行挤压的挤压机构。
上述挤压机构被调整为：作为对上述层压电池2的平板状的面3进行挤压时的面压的面内分布，包含含有上述面压为最小的最小点的极小鞍部，并且，上述层压电池2的连通部7位于上述极小鞍部。
作为上述挤压机构，可列举例如图5(a)所示的加压片22。上述加压片22是被配置在相邻的上述层压电池2之间、具有隔着构成上述外包装4的层压膜而覆盖存在于上述层压电池2的电池部6中的上述叠层体的面积、并且其表面包含对应于上述极小鞍部24的凹部的挠性的加压片。例如，可列举如图5(a)所示的上述加压片22那样的，其厚度从两端到中央部分变薄的橡胶板。在上述加压片22中，厚度薄的部分中包括面压最小的部分在内的挤压层压电池2的力小的部分为最小鞍部24。
上述加压片22也可以是将2片厚度存在倾斜的片连接而成的。作为此时的加压片22的形状，可以如下地配置：使用剖面为梯形或三角形的2片以上的多片，使成为最小鞍部24的部分为其厚度变薄的部分，并可根据情况，通过使它们分离开而使上述最小鞍部24的加压片22的厚度为0。
另外，也可以将图5(b)所示的加压片23与上述加压片22组合。上述加压片23与上述加压片22不同，是不包含会成为最小鞍部24的凹部、即两面为平面的非分割且无倾斜的橡胶板。
作为上述橡胶制的板的橡胶材料，可使用氟橡胶、氯丁橡胶、EPDM、硅橡胶、或丁基橡胶。上述橡胶的硬度优选为20以上且70以下，从容易带来面压的倾斜的方面出发，进一步优选为25以上且65以下。这些橡胶硬度的值可基于JIS K 6253而进行测定。
上述加压片22、23的厚度没有特别限定，但从在制作组电池1时不会导致组电池1的厚度变大、同时能够充分发挥出本发明的效果的观点出发，优选最厚的部分为0.3mm以上且1mm以下。另外，优选相对于最厚的部分，最薄的部分为1％～80％的厚度。
上述加压片22、23配置于层压电池2之间。例如，如果如图6所示那样以加压片23-层压电池2-加压片22-层压电池2-加压片22-…-层压电池2-加压片23的方式配置，然后将最外部的加压片23彼此间缩窄至各构件彼此发生接触，则会在与上述加压片22接触的上述层压电池2的表面产生面压分布，则会如图7所示地，使包含层压电池2的连通部7的中央部分的面压包含最小点，并使上述电池部6的两端部的面压包含最大点。
作为上述加压片22、23的配置，只要是会产生如上所述的面压分布的配置即可，也可以是如图8所示那样的，利用加压片22及加压片23夹持层压电池2的配置。
另外，作为上述挤压机构，除了上述加压片22、23以外，也可以包含2片1组的加压板25a、25b。
上述加压板25a、25b是用于从外侧对上述加压片22、23的平面进行挤压的器具，是夹持沿着与上述层压电池2的平板状的面3垂直的方向排列有多个上述层压电池2的电池集合体12、并且面积比上述加压片22、23大的2片1组的加压板。
例如，上述加压板25a、25b只要以俯视观察时具有覆盖上述加压片22的面积即可，优选以还覆盖加压片23的方式构成。
图9为说明图，示例出了在包含层压电池2、并将上述加压片22及加压片23堆叠而成的电池集合体12的外侧配置2片1组的加压板25a、25b，并对至少1片加压板25a从其外侧利用螺丝27施加挤压的方法的一例。
如图9所示，通过在以作为金属板等的加压板25a、25b为一侧面的长方体的高牵拉刚性组电池收纳箱26中配置上述电池集合体12，并向设置于与上述加压板25a的一侧面相对的上述箱26的另一侧面的螺丝孔中拧入螺丝27，由此能够将上述加压板25a向上述箱26的内侧方向挤压而使其移动，从而在位于相反侧的另一加压板25b间对上述电池集合体12进行挤压。
上述高牵拉刚性组电池收纳箱26指的是由具有刚性的材料制成的箱，所述刚性是在将内部收容的电池集合体12向内部侧施加挤压时能够耐受的刚性。
本发明中，例如可通过将作为层压电池2与加压片22、23的叠层物的电池集合体12收纳在由SUS、铝等金属板制成的上述箱26中，并利用螺栓27挤入SUS、铝等金属板的加压板25a，从而在控制压力的同时实施挤压。
需要说明的是，加压板25b可以密合于上述箱26的箱壁，也可以固定于期望的位置。
这样的使用高牵拉刚性组电池收纳箱26的方法可使组电池1完全被收纳在上述箱26内，即使万一其中的层压电池2发生了分解等，也可防止对环境造成不良影响，具有高安全性。
上述螺丝27可以以能够对加压板25b加压的方式构成，除了螺丝以外，只要是能够对加压板25a、25b加压的装置则可以在本发明中使用。
另外，作为更简便的挤压机构，还可以列举如图10(a)、10(b)所示那样的，代替上述高牵拉刚性组电池收纳箱26而使用高牵拉刚性梁28，并通过将上述2片1组的加压板25a、25b间向内侧牵拉(挤压)，从而将上述电池集合体12从其两面进行压缩。上述高牵拉刚性梁28优选从矩形的上述加压板25a、25b施加上述挤压，由此以对存在于上述层压电池2的电池部6的叠层体的整面施加面压的方式在上述加压板25a、25b的两端或相对的2个角落附近贯穿至少2根上述加压板25a、25b，优选如图10(a)、10(b)那样，在4个角落贯穿4根(28a、28b、28c、28d)上述加压板25a、25b。另外，在上述高牵拉刚性梁28中，为了能够使加压板25a、25b向内侧方向移动，至少在其1端具有拧入用螺纹牙。对于高牵拉刚性梁28的端部，可以如图10(a)、10(b)所示那样，为了能够通过使用螺母29而简便地实现上述拧入而以贯穿加压板25a、25b的方式进行安装，也可以使高牵拉刚性梁28的一侧端部能够拧入、使另一侧端部与上述加压板25a或25b中的任意加压板接合(未图示)。
另外，作为上述挤压机构，在加压板25a、25b和电池集合体12之间配置弹簧也是优选的实施方式，为了将基于加压板25a、25b的挤压均等地施加于电池集合体12，优选上述弹簧为3个以上。
也可以将多个具有如上所述构成的本发明的组电池1组合而制作蓄电单元。作为组合的实施方式，没有特殊限定，但在将多个组电池1以一个上述组电池1的铅垂方向上方与另一个上述组电池1的上述铅垂方向下方相邻的方式配置而构成蓄电单元的情况下，能够抑制上述一个组电池的发热影响到其它组电池，并且，能够通过在空间内将组电池以上下方式配置而减小设置面积，因此可得到能够保持高效率的高可靠性的蓄电单元。例如，可列举图11所示那样的，以一个组电池1a的铅垂方向上方与另一个组电池1b的铅垂方向下方相邻的方式配置而成的蓄电单元100。分别以使上述组电池1b的铅垂方向上方与另一个组电池1c的铅垂方向下方相邻、使上述组电池1c的铅垂方向上方与另一个组电池1d的铅垂方向下方相邻的方式进行配置。另外，在上述组电池1a的右侧，以朝着相同方向的方式按顺序地配置其它组电池1a’、1a”、1a”’，在组电池1a’、1a”、1a”’的铅垂方向上方也分别配置其它组电池。
另外，如上所述的蓄电单元100优选具备蓄电单元控制部101，该蓄电单元控制部101优选包含用于例如将由太阳能电池(PV)发电的电力充电至上述蓄电单元100、或例如为了使屋顶上的积雪融化而从上述蓄电单元100向PV进行供给电力的放电的PV单元，另外，对于商用电源而言，优选包含用于实现对上述蓄电单元100充放电的的***互连单元，更优选包含这两者。
另外，在上述蓄电单元100中，优选将上述组电池1、根据需要将蓄电控制单元101等收容在筐体102内。
实施例
(正极的制造例)
作为制造例1的正极中使用的正极活性物质，使用了尖晶石型的锰酸锂(Li1.1Al0.1Mn1.8O4)。
制作了尖晶石型的锰酸锂(Li1.1Al0.1Mn1.8O4)、导电助材(乙炔黑)及粘合剂(PVdF)的固体成分浓度分别为100重量份、5重量份及5重量份的混合物的浆料。此时，粘合剂使用了调整为固体成分浓度5wt％的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液的粘合剂，为了使后述的涂敷容易进行，进一步加入NMP而进行了粘度调整。
在将该浆料涂敷于铝箔(15μm)之后，为了除去溶剂而进行了干燥。通过在铝箔的两面实施上述工序而制作了正极。
(负极的制造例)
作为负极活性物质，使用了尖晶石型的钛酸锂(Li4/3Ti5/3O4)。制作了该负极活性物质、导电助材(乙炔黑)及粘合剂(PVdF)的固体成分浓度分别为100重量份、5重量份及5重量份的混合物的浆料。需要说明的是，粘合剂使用了调整为固体成分浓度5wt％的NMP溶液的粘合剂，为了使后述的涂敷容易进行，进一步加入NMP而进行了粘度调整。在将该浆料涂敷于铝箔(15μm)之后，为了除去溶剂而进行了干燥。通过在铝箔的两面实施上述工序而制作了负极。
(层压电池的制造例)
如下所述地制作了具有图2所示结构的层压电池。
将利用上述制造例的方法制作的正极(10cm×10cm、厚度0.15mm、30片、340mAh/片(两面合计的容量))、以及利用上述制造例的方法制作的负极(10.5cm×10.5cm、厚度0.14mm、31片、397mAh/片(两面合计的容量))利用羊肠曲折的隔板(纤维素类无纺布、宽度11cm、厚度0.03mm)而以负极/隔板/正极/隔板/负极/…/负极的顺序进行叠层，制作了用于本发明的层压电池的叠层体(厚度1.0cm)。
接着，在该叠层体的正极的极耳部分共同地超声波熔接1个铝的正极电极端子，同样地，在负极的极耳部分共同地超声波熔接1个铝的负极电极端子，由此得到了30片×340mAh＝10.2Ah容量的正极和31片×397mAh＝12.3Ah容量的负极相对的带电极端子的叠层体。
接着，利用2片层压膜夹入该带电极端子的叠层体。此时，对配置上述叠层体的电池部6的相当于端部的部分预先实施拉深加工，使包含用于捕获气体的袋部8在内的长度X为从上述另一侧部B起到上述一侧部A为止的层压电池的层压体全长Y的30％。将包括包含电极端子5a、5b的一侧部侧A的端部在内的3个侧部进行热熔粘之后，在电池部6和袋部8间的边界，将上述层压膜以具备连通部7的方式进行热熔粘，而所述连通部7在其平板的整个宽度方向O上形成其60％宽度的由平板正反的层压膜熔粘而成的熔着部、以及除其以外的宽度的非熔着部。
最后，对于由上述层压膜夹入的叠层体，将电解液(溶液量:50g、溶剂:EC/PC/EMC＝15/15/70vol％、溶质:LiPF6、1mol/L)从另一端部侧B加入到电池部6内部，并在减压下将另一端部侧B的端部进行热熔粘，由此制作了层压电池(额定电压:2.48V、额定容量:10Ah、N方向的长度17cm、O方向的长度12cm、厚度1.0cm)。
(实施例1：组电池的制造例)
利用以下记载的方法制作了图12所示的组电池。
首先，如图4所示那样，将上述层压电池2与叠层体的叠层方向垂直且水平地排列，即，在叠层体的叠层面内排列2个上述层压电池2，在其一个主面36上使正极电极端子5a彼此间电连接，并在其另一个主面上使负极端子5b彼此间电连接，制作了1串联2并联的层压电池一次集合体35。
需要说明的是，在本实施例中，为了保持上述层压电池一次集合体35的外形，如图4所示地，使用聚丙烯制的平板状物(纵25cm、横30cm、厚度0.1cm)作为主面36，在使各极的端子部分5a、5b露出的同时将2个层压电池2固定于该平板状物的表面。图4是收纳于树脂制平板状物之后的层压电池一次集合体35的剖面示意图。
接着，如图12所示地，制作了将10个该层压电池一次集合体35沿着叠层体的叠层方向排列而成的组电池1f。
在该组电池1f中，用于对构成层压电池一次集合体35的各层压电池2进行充放电的电力电缆(未图示)包含于位于上述层压电池一次集合体35的下部的底件10，并载置于支持该组电池1f的底件10上，并进一步在层压电池一次集合体35和该电力电缆(未图示)之间根据需要而进行连接，由此制作了将10列层压电池一次集合体35串联连接而成的，即，将上述层压电池2进行10串联2并联地连接而成的组电池1f。图12是实施例1中制作的组电池1f的示意图。
在上述组电池1f中，将各层压电池2的袋部8配置于铅垂方向M的上面侧，将包含电极端子5a、5b的一侧部侧A配置于铅垂方向M的底面侧。另外，通过将各层压电池2经由电极端子5a、5b与底件10内的铜板(未图示)进行超声波熔接而实现了电连接。另外，上述底件10中包含了充放电用的电力电缆(未图示)和能够自放电的控制单元(未图示)。
(实施例2：蓄电单元的制造例)
接着，将实施例1中制作的组电池1f沿水平方向配置成3列(第1列在铅垂方向上分4级、第2、3列在铅垂方向上分3级)，从而制作了将10个组电池1f以串联方式电连接而成的蓄电单元100a。图13是上述蓄电单元100a的示意图。
上述蓄电单元100a是将100个2并联的层压电池2进行串联连接而成的蓄电单元，也是将10个本发明的组电池1f进行串联连接而成的蓄电单元。也将这样的蓄电单元100a以层压电池为基准而称为“100串联2并联”。
于是，上述蓄电单元100a的额定电压为248V、额定容量为20Ah(约5kWh)，区别于作为组电池1f的一部分的上述控制单元，作为蓄电单元100a的一部分而包含相对于组电池1f独立的蓄电单元控制部101。
(比较例1)
在图12所示的层压电池一次集合体35中，将层压电池2的袋部8配置于铅垂方向M的下面侧，将包含电极端子5a、5b的侧面部配置于铅垂方向M的上面侧，除此以外，与实施例1同样地制作了将10个层压电池一次集合体排列而成的组电池。需要说明的是，在比较例1中制作的组电池中，位于铅垂方向的上面侧的电极端子5a、5b与电力电缆连接，但该电力电缆裸露于上述组电池的铅垂方向上方。
接着，除了使用了上述组电池以外，与实施例2同样地沿水平方向配置成3列(第1列在铅垂方向上分4级、第2、3列在铅垂方向上分3级)，制作了将10个组电池以串联方式电连接而成的蓄电单元。
(比较例2)
除了未在层压电池2中配置袋部8以外，与实施例1同样地制作了组电池，除了使用了该组电池以外，与实施例2同样地制作了蓄电单元。
将实施例2中制作的蓄电单元100a及比较例1、2中制作的蓄电单元在45℃的环境中以10A的电流值进行了100次充放电运转。其结果，就实施例2中制作的蓄电单元100a而言，其容量降低仅为低于额定容量的5％的容量降低，可无问题地运转。
与此相对，就比较例1中制作的蓄电单元而言，与实施例2中制作的蓄电单元100a相比，容量降低了10％以上，并且，由于放热不充分，因而发生了3次由热引起的控制基板的误动作所引起的充放电停止。另外，就比较例2中制作的蓄电单元而言，由于在各层压电池中不具有气体捕获用的袋体，因此随着充放电的重复进行，各层压电池的容量显著降低，同时发生漏气，经过80次即发生了充放电停止。
由以上结果可知，与比较例1、2的组电池相比，本发明的组电池1f即使在经过重复充放电之后也显示出优异的工作稳定性，是可保持高效率的、可靠性得到了显著提高的组电池。

Claims (15)

1.一种组电池，其是将多个平板状的层压电池沿着与所述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的，其中，
所述层压电池具有：
与所述层压电池的平板状的面平行地配置的负极/隔板/正极的叠层体、
封入了所述叠层体的由层压膜制成的外包装、以及
与所述叠层体电连接，并从所述外包装的一侧部侧延伸出的电极端子，
所述外包装在其内部具有电池部和袋部，
所述电池部为所述叠层体的存在空间，
所述袋部为通过连通部而与所述电池部连通的体积可变空间，且配置于与所述一侧部侧相反一侧的另一侧部侧，
所述组电池以在其铅垂方向上方配置所述另一侧部侧、且在其铅垂方向下方配置所述一侧部侧的方式排列所述层压电池，
并且，在所述铅垂方向下方配置有用于为所述组电池进行充放电的电力电缆。
2.根据权利要求1所述的组电池，其中，层压电池具有多个所述袋部。
3.根据权利要求1或2所述的组电池，其进一步在所述铅垂方向下方具备用于控制所述充放电的控制单元。
4.根据权利要求3所述的组电池，其中，基于所述控制单元的控制包括：用于使所述组电池中包含的至少一个所述层压电池自放电的自放电控制工序，
并且，所述控制单元包含在该自放电时放热的自放电负载电阻。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的组电池，其中，所述电力电缆包含在支承所述组电池的底件中。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的组电池，其中，在所述外包装的内部，所述电池部、所述连通部及所述袋部由层压膜的熔着部和非熔着部而被区分开，
所述连通部由非熔着部形成，
在与从所述一侧部侧到另一侧部侧方向垂直的方向上，所述非熔着部与所述熔着部的长度之比为50/50～5/95。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的组电池，其中，作为从所述层压电池的另一侧部侧的端部起到所述连通部的中心为止的距离的包含袋部在内的长度为层压体全长的25％以上，所述层压体全长是从所述另一侧部侧的端部起到所述一侧部侧的端部为止的距离。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的组电池，其中，夹持所述叠层体的2片所述层压膜至少4边通过所述层压膜彼此熔粘而密封，从而封入所述叠层体。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的组电池，其中，所述负极含有含钛氧化物作为其负极活性物质。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的组电池，其具备：隔着所述外包装将所述叠层体沿着与所述层压电池的平板状的面垂直的方向进行挤压的挤压机构，
挤压时面压的面内分布包含极小鞍部，并且所述连通部位于所述极小鞍部，所述极小鞍部包含该面压为最小的最小点。
11.根据权利要求10所述的组电池，其中，所述面内分布包含2点极大点，并且所述极小鞍部存在于所述2点极大点之间，所述2点极大点中的1个点是所述面压为最大的最大点。
12.根据权利要求10或11所述的组电池，其中，所述挤压机构包含被配置在相邻的所述层压电池之间、具有隔着所述层压膜覆盖所述叠层体的面积、并且在其表面包含与所述极小鞍部对应的凹部的挠性的加压片。
13.根据权利要求12所述的组电池，其中，所述挤压机构进一步包含2片1组的加压板，
所述加压板夹持由多个所述层压电池沿着与所述层压电池的平板状的面垂直的方向排列而成的电池集合体，并且，所述加压板的面积大于所述加压片。
14.根据权利要求13所述的组电池，其中，所述挤压机构进一步包含将所述2片1组的加压板间向内侧牵拉的高牵拉刚性梁。
15.一种蓄电单元，其包含多个权利要求1～14中任一项所述的组电池，其中，该蓄电单元被配置成一个所述组电池的铅垂方向上方与另一所述组电池的所述铅垂方向下方相邻。
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