JP2010010145A - 扁平型電池およびそれを用いた組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池要素および電極端子からの発熱が低減された、信頼性の高いフィルム外装電池を提供する。
【解決手段】集電体に活物質を塗布した正極体と負極体とをそれぞれ複数有し、前記集電体は、活物質を塗布した活物質領域と、活物質が塗布されていない電極端子取付部よりなり、前記正極体と前記負極体とセパレータとが交互に積層されてなる発電体を有し、複数の前記正極体の集電体の前記電極端子取付部が重ねられ、その最外側には一の正極端子５が、複数の前記負極体の集電体の前記電極端子取付部が重ねられ、その最外側には一の負極端子４が、互いに離隔して取り付けられ、前記正極端子５および負極端子４が互いに対向して前記外装体の外周端縁部から導出されてなり、前記正極端子５および負極端子４が各々、Ｂ／Ａ≧０．５７（ただし、Ａは活物質領域の幅を表し、Ｂは電極端子幅を表す。）を満たす扁平型電池。
【選択図】図１

Description

本発明は、扁平型電池およびそれを用いた組電池に関する。

従来、電池の外装体には金属製の電池缶が採用され、円筒型、角形、コイン型等用途に応じてその大きさが調整され使用されてきた。近年、特に携帯機器等の分野においては、その軽量化、薄型化に伴って、電源としての電池に対しても軽量化、薄型化が強く要請されている。

金属製の電池缶を用いた電池は、軽量化、薄型化に限界があるため、近年では樹脂フィルムと金属フィルムを積層して一体化したラミネートフィルムを熱封止することにより構成される外装体を用いた電池の研究開発が活発に行われ、大幅な軽量化、薄型化を達成したフィルム外装電池が実用化されている。

しかしながら、電池の充放電時には電極端子の抵抗および電池の内部抵抗の存在により電極端子および電池要素が発熱し、この熱により外装体の封止部が開口するおそれがあった。この封止部の開口は外装体内部への水分浸入を引き起こし、電池性能の著しい劣化の原因となり、信頼性の低下に繋がっていた。

複数のフィルム外装電池から構成される組電池についての公知技術は種々存在する。例えば特開２００１−２１６９５０号公報、特開平９−２５９８５９号公報に開示される組電池は、主として携帯型電子機器等の用途であり、大電流下での使用を予定していない。したがって、大電流下での使用にそのまま転用することは困難である。

一方で、近年では、より大きな電流の供給を必要とする電気自動車や船舶の動力用途等にもフィルム外装電池が使用されるようになってきている。上記用途においては、単電池を多数接続して組電池として使用することにより、高電圧、高容量化を図っているため、単電池として使用する場合と比較すると発熱が著しく大きい。そのため上記悪影響に加えて、組電池全体の温度上昇が顕著となっていた。この温度上昇が大きくなりすぎると、電池の寿命が短くなったり、電池が破損するおそれが生じる。特にリチウムイオン電池の場合には、電解質に有機溶媒を用いると共に、負極活物質にも炭素等を用いるので、電池が異常な高温になって破損すると、発火等、周囲に危険を及ぼす可能性があった。

特開２００１−２１６９５０号公報 特開平９−２５９８５９号公報

上記の事情に鑑み、本発明は、電池要素および電極端子からの発熱が低減された、信頼性の高いフィルム外装電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明によれば、正極端子および負極端子を互いに離隔して外周端縁部に導出させて成る扁平型電池であって、前記正極端子および負極端子が各々、Ｂ／Ａ≧０．５７（ただし、Ａは活物質領域の幅を表し、Ｂは電極端子幅を表す。）を満たすことを特徴とする扁平型電池が提供される。

本発明における活物質領域の幅とは、正極体または負極体における活物質が存在する領域の幅であって、電極端子が延出する方向に対して垂直な方向の幅のうち最も狭いものをいう。また、活物質領域が矩形である場合には、活物質領域の幅と電極端子の取り出し辺長、すなわち、電極端子の延出する箇所の辺の長さとは一致する。

従来の電池であって、一辺に複数の端子が存するものにおいては、Ｂ／Ａは０．５未満であった。また、特開平９−２５９８５９号公報には、電極端子が電池の外周端凹部内に導出する構成を採る電池が開示されている。これは、電池要素部の平面的な領域を確保し、高電圧、高容量化を図る一方、電極端子の外周端縁凹部内への導出によって外形のコンパクト化を図ることを目的とするものである。上記目的に鑑みれば、積極的に電極端子を広くする理由は存しないばかりか、むしろ電極を広くすると電圧、容量の観点から不利となる。一方、本発明においては、Ｂ／Ａ≧０．５７とすることにより、電流通過距離が短縮され、内部抵抗が低減される。その結果、電池要素からの発熱が抑制される。また、電極端子の幅が広く設定されることにより、電極端子の抵抗が低減されるため、電極端子からの発熱も抑制される。さらに、接続が容易となり、電極端子の機械的な強度が大きくなる。

また本発明によれば、上記扁平型電池において、前記正極端子および負極端子を互いに対向して導出させたことを特徴とする扁平型電池が提供される。

正極および負極端子を互いに対向して導出させることにより、電池を積層して組電池とする際に接続が容易に出来るとともに、個々の電池の向きを変化させることにより、直列、並列、直並列型組電池等、種々の接続の組電池を得ることができる。

また本発明によれば、上記扁平型電池において、金属薄膜から成る外装体を備えたことを特徴とする扁平型電池が提供される。

これにより、外装体を軽量化することができ、また、外装体内部への水分浸入を防止することが可能となる。

また本発明によれば、上記扁平型電池において、金属薄膜および熱融着性樹脂膜を含むラミネートフィルムから成る外装体を有することを特徴とする扁平型電池が提供される。

これにより、外装フィルムの接合を容易かつ確実に行うことが可能となる。

また本発明によれば、上記扁平型電池において、前記金属薄膜がアルミニウムであることを特徴とする扁平型電池が提供される。

これにより、外装体を軽量化することが可能となる。

また本発明によれば、上記扁平型電池が、前記正極端子または負極端子を介して複数個組み合わせて成る組電池が提供される。

また本発明によれば、上記組電池において、前記複数個の扁平型電池がそれぞれ直列に接続されたことを特徴とする組電池が提供される。

また本発明によれば、上記組電池において、前記扁平型電池が複数個積み重ねられたことを特徴とする組電池が提供される。

また本発明によれば、上記組電池において、積み重ねられた前記複数個の扁平型電池がそれぞれ並列に接続されたことを特徴とする組電池が提供される。

また本発明によれば、上記の組電池が複数個、互いに直列に接続されてなる組電池が提供される。

上記扁平型電池を複数接続することにより、所望の電圧、容量を有する組電池が得られる。上記組電池においては、個々の扁平型電池の内部抵抗および電極端子の抵抗が低減されているため、大電流による充放電時の発熱を効果的に抑えることができ、組電池全体の温度上昇を緩和することが可能となる。加えて、電極端子に施す放熱対策工事が不要となるため、軽量かつ安価で信頼性の高い組電池を構成することが可能となる。また、複数の上記電池を平面方向に並べて接続したり、垂直方向に積み上げて接続したり、あるいはこれらを併用して接続することにより、自由なレイアウトでかつ空間を有効利用した、直列、並列、直並列型組電池を得ることができる。

以上説明したように、本発明では、活物質領域の幅Ａと、電極端子幅Ｂとが、Ｂ／Ａ≧０．５７を満たすように電池を構成することにより、電池要素および電極端子からの発熱が低減された、信頼性の高い扁平型電池の提供が可能となる。

また、本発明の扁平型電池は、電極の発熱も少ないことから電極端子の発熱対策も必要無くなるため、複数個の上記扁平型電池を組み合わせることにより、軽量、安価でスペース効率の高い組電池を構成することが可能となる。

本発明のフィルム外装電池の斜視図である。 本発明のフィルム外装電池の電池要素の分解斜視図である。 本発明のフィルム外装電池の電池要素の断面図である。 本発明の電池の正極体または負極体と電極端子との寸法比を説明するための模式図である。 電極取り出し幅に対する端子幅の比率と電流通過距離との関係を示したグラフである。 端子幅と内部抵抗の関係を示したグラフである。 端子幅とセル内部抵抗比率との関係を示したグラフである。 本発明の組電池の構成を説明するための断面図である。 組電池の構成を説明するための模式図である。 組電池の構成を説明するための模式図である。 組電池の構成を説明するための模式図である。 ４直列の片側集電端子取り出しタイプの組電池の構成を説明するための模式図である。 ８直列の片側集電端子取り出しタイプの組電池の構成を説明するための模式図である。 ３直列の両側集電端子取り出しタイプの組電池の構成を説明するための模式図である。 ６直列の両側集電端子取り出しタイプの組電池の構成を説明するための模式図である。 ９直列の両側集電端子取り出しタイプの組電池の構成を説明するための模式図である。 両側集電端子取り出しタイプの並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ２直４並型の片側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ４直３並型の片側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ８直２並型の片側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ３直６並型の両側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ６直３並型の両側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 ９直２並型の両側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成を説明するための模式図である。 活物質領域の幅を説明するための模式図である。 活物質領域の幅を説明するための模式図である。

次に、本発明の実施の形態の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るフィルム外装電池の斜視図であり、図２は図１の電池の電池要素の分解斜視図であり、図３は当該電池要素の断面図である。図３に示すように、積層型セパレータ３で区切られた空間に負極体１と正極体２を交互に配置され、それぞれの負極体１の末端から延出された負極集電部７を介して負極端子４が設けられる。また、正極についても同様に、それぞれの正極体２の末端から延出された正極集電部８を介して正極端子５が設けられている。また、図３のように負極集電部７と正極集電部８、負極端子４と正極端子５は互いに反対方向に延出させる。

図４は本発明に係る扁平型電池の正極体または負極体と電極端子との寸法比を説明するための模式図である。活物質領域１３は集電体上の活物質が塗布された領域であり、電極端子取付部１５は活物質が塗布されていない領域である。また、電極端子１４は電極端子取付部１５上に取り付けられている。図中のＡは、活物質領域の幅を表し、Ｂは電極端子幅を表し、Ｃは活物質領域の長さを表す。

図４に示される活物質領域１３は長方形であるので、活物質領域１３の幅は一定である。しかし、図２４あるいは図２５のような形状の活物質領域１３を有する正極体または負極体の場合は、活物質領域１３の幅は場所によって異なる。このような場合における活物質領域の幅とは、活物質領域１３の幅であって、電極端子１４が延出する方向に対して垂直な方向の幅のうち最も狭いもののことを指す。すなわち図２４あるいは図２５においては、ＡではなくＡ'が活物質領域の幅である。これは、後述する電流通過距離が活物質領域１３の幅のうち最も狭い幅に依存して定まることによる。

本発明に係る扁平型電池では、Ｂ／Ａの値が５７％以上になるように負極体１、正極体２、負極端子４および正極端子５の寸法を決定する。上記の構成を採ることにより電池要素からの発熱を抑制することができる。その理由は後述する。

図３に示される電池要素はフィルム外装体６に収納され、電解質を外装体内部へ注入後、フィルムを封止して図１に示すフィルム外装電池が得られる。フィルム外装体６には金属薄膜および熱融着性樹脂フィルムの少なくとも二層からなるラミネートフィルムを用いることができる。

ここで、Ｂ／Ａの値が５７％以上になるような構成を採った場合に電池からの発熱を抑制できる理由を説明する。

第一に、電極端子の幅Ｂを広げることにより、電極端子自体の抵抗が下がるため、電極端子からの発熱が抑制されるからである。従来の電池においては、Ｂ／Ａ値は概ね１０〜３０％のものが殆どであり、また正負両極の電極端子を電池の同一の辺より延出させている場合が多く、両極の電極端子の接触を回避するために、幅広のものでも５０％未満にせざるを得なかった。本発明においてはＢ／Ａ値を５７％以上としているため、上記効果が得られる。

第二に、Ｂ／Ａ値を５７％以上とすることにより、電流通過経路を短縮することが可能となるため、電池要素からの発熱が抑制されるからである。本実施形態における電流通過距離とは、理論上とりうるすべての電流経路の距離の平均値をいう。図５は、図４のモデルにおいてシミュレーションにより電流通過距離を求め、Ｂ／Ａとの関係をグラフにしたものである。図中、電流通過距離は、端子幅が１ｍｍであるときの電流通過距離を１００％としたときの比率で表示されている。電流通過距離と発熱量は比例関係にあるため、電流通過距離が短縮されるほど、発熱量が抑制されることとなる。ここで図５を参照すれば、ＣとＡの比率に関わらずＢ／Ａ値が５７％以上の場合に電流通過距離の値が小さくなっていることが分かる。したがって、Ｂ／Ａ値が５７％以上の場合に発熱量が効果的に抑制されるのである。さらに、上記電流通過距離の短縮は、電池の内部抵抗を低下させる効果を併有するため、この点においても電池要素からの発熱抑制に寄与する。

また、上記電池を単電池として、複数の単電池を接続して所望の電圧、容量の組電池を構成することができる。例えば、正、負極を揃えて積層し接続することによって並列接続による組電池が得られる。また、積層する際に正、負極を交互に接続すれば直列接続による組電池が得られる。さらに、並列接続と直列接続を併用して組電池を構成することも可能であり、自由なレイアウトでかつ空間を有効利用した、直列、並列、直並列型組電池を得ることができる。

また、上記組電池においては、個々の電池の内部抵抗および電極端子の抵抗が低減されているため、大電流による充放電時の発熱を効果的に抑えることができ、組電池全体の温度上昇を緩和することが可能となる。加えて、電極端子に施す放熱対策工事が不要となるため、軽量かつ安価で信頼性の高い組電池を構成することが可能となる。

なお、本実施形態においては、正負両極の電極端子を互いに反対方向に延出させた場合について説明したが、例えば、正負両極の電極端子を隣り合う二辺に配置しても良いし、二対の正負両極の電極端子を四辺に配置させても良い。このような構成にすることにより、平面方向にレイアウトする際の自由度が大きくなるという利点がある。
（実施例１）

次に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図２および図３に示されるように、１５μｍ厚の銅箔シート上にハードカーボンを５０μｍ程度両面塗布した負極体１と、２０μｍ厚のアルミ箔シート上にリチウムマンガン複合酸化物を７０μｍ程度両面塗布した正極体２と、２５μｍ厚の多孔性絶縁樹脂薄膜シートであり、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムを積層して構成された積層型セパレータ３とを交互に積層した。図３に示されるように、負極集電部７及び正極集電部８を、積層された発電要素体に重ならないよう引きだし、負極集電部７及び正極集電部８にそれぞれ１００μｍ厚ニッケル製の負極端子４及び１００μｍ厚アルミニウム製の正極端子５を超音波溶接及び抵抗溶接を用いて溶接した。その後、図１に示すように約１００μｍのアルミニウム箔のラミネートフィルムで包み、内部にプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネートの非水系溶媒に六フッ化リン酸リチウムを濃度が１ｍｏｌ／Ｌになるように溶解させた電解液を注入し、減圧封止を行って二次電池を作製した。ここで、電池の外形寸法（電極端子突出部は除外）は９５ｍｍ×１６０ｍｍ、使用した負極体１の寸法は７０ｍｍ×１２５ｍｍ、正極体２の寸法は６５ｍｍ×１２０ｍｍ、積層型セパレータ３の寸法は７５ｍｍ×１３０ｍｍとし、負極端子４及び正極端子５の寸法はともに長さ４０ｍｍ、幅４０ｍｍとした。したがって、負極および正極のＢ／Ａ値はそれぞれ０．５７および０．６２であった。
（実施例２）

実施例１と同様の構成としたが、負極端子４及び正極端子５の幅については５０ｍｍとした。したがって、負極および正極のＢ／Ａ値はそれぞれ０．７１および０．７７であった。
（比較例１）

実施例１と同様の構成としたが、負極端子４及び正極端子５の幅については１０ｍｍとした。したがって、負極および正極のＢ／Ａ値はそれぞれ０．１４および０．１５であった。
（比較例２）

実施例１と同様の構成としたが、負極端子４及び正極端子５の幅については２０ｍｍとした。したがって、負極および正極のＢ／Ａ値はそれぞれ０．２９および０．３１であった。
（比較例３）

実施例１と同様の構成としたが、負極端子４及び正極端子５の幅については３０ｍｍとした。したがって、負極および正極のＢ／Ａ値はそれぞれ０．４３および０．４６であった。

したがって、実施例１および２についてはＢ／Ａ値が５７％以上となり、比較例１〜３ではＢ／Ａ値が５７％に満たないことになる。

図６は実施例１、２、比較例１〜３の電池の電極端子幅とセル直流抵抗実効値との関係を示した図である。セル直流抵抗実効値とは、端子抵抗と発電要素の抵抗（セル内部抵抗）の和である。電極端子幅を広げることにより端子抵抗が小さくなっており、実施例１および２においては、比較例１の抵抗値の約２５％に低減されていることがわかる。

また、図７を参照して、端子幅１０ｍｍのセル内部抵抗を１００％としたときのセル内部抵抗の比を検討すると、電極端子幅が実施例１及び２においては、セル内部抵抗もまた減少していることがわかる。この作用は、上記電流通過距離の短縮によりもたらされるものと考えられ、電池要素からの発熱の抑制に寄与する。

次に、実施例１または２の電池を単電池として、これを複数用いて構成した組電池の実施例を参照して詳細に説明する。
（実施例３）

図８（ａ）は、２個の単電池を並列に接続したものを３個作製した後、これらを直列に接続して構成した組電池を示したものである。これを３直２並型と呼ぶこととし、以降、Ｘ個の単電池を並列に接続したものをＹ個直列に接続した場合をＹ直Ｘ並型と称することにする。

まず、単電池を２個重ねた２並列ユニットを３個作製し、次いで当該並列ユニットの負極集電部７と正極集電部８とを超音波溶接、またはスポット溶接、カシメ等により交互に接続した。便宜上図８（ａ）には集電部接続部９を設けているが、この部分が溶接またはカシメにより接続した部分である。最終的には並列ユニットを図８（ａ）のように３段に重ね、両側集電端子取り出しタイプの３直２並型の組電池を得た。
（実施例４）

本実施例は、２直３並型の組電池に関するものである。

図８（ｂ）は２直３並型の組電池の構成を示した図である。まず、単電池を３個重ねた３並列ユニットを２個作製し、一方の並列ユニットの正極集電部８と他方の並列ユニットの負極集電部７とを超音波溶接、またはスポット溶接、カシメ等により交互に接続した。便宜上図８（ｂ）にも集電部接続部９を設けているがこの部分が溶接またはカシメにより接続する部分である。最終的には上記２個の並列ユニットを図８（ｂ）のように２段に重ね、片側集電端子取り出しタイプの２直３並型の組電池を得た。

実施例３および４に示されるように、電極端子同士の接続方法を変化させることによって、組電池の片側からでも両側からでも自由に集電端子を引き出すことが可能となる。

さらに組電池のバリエーションを示すために実施例を提示するが、これらの説明の際に使用する図中の記号の説明を、図９を用いて行う。図９は２直１並型の組電池を示す図である。図中、黒丸は負極端子４を、白丸は正極端子５を、網掛け長方形は単電池を、黒丸と白丸を結ぶ線は集電部接続部９をそれぞれ表す。集電部接続部９は実施例３および４に記した方法と同様にして接続される。また、負極端子４または負極集電部７より引き出された線は負極集電端子１０を表し、正極端子５または正極集電部８より引き出された線は正極集電端子１１を表す。また、直並列組電池の場合は、例えば図２０に示されるように並列部分を並列組電池と考え、並列ユニット１２とする。
（実施例５）

本実施例は、６直１並型の組電池に関するものである。

図１０に、６個の単電池を全て直列に接続した６直１並型の組電池の構成を示す。６直１並型の場合、図１０（ａ）に示されるように６個の単電池を１箇所に積層することも可能であるし、図１０（ｂ）のように積層せずに全ての単電池を平面上に展開することもできる。さらに、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）のように２または３箇所にわけて積層することも可能であり、自由にレイアウトすることが可能となっている。
（実施例６）

本実施例は、６並１直型の組電池に関するものである。

図１１は、６個の単電池を、正、負極を揃えて積層し接続することによって構成された６並１直型の組電池を示したものである。６並１直型の場合はこの構成のみが採りうる。

以上、実施例３〜６において本発明に係る組電池の実施例を示したが、上記組電池においては、個々の電池の内部抵抗および電極端子の抵抗が低減されているため、大電流による充放電時の発熱を効果的に抑えることができ、組電池全体の温度上昇を緩和することが可能となる。加えて、電極端子に施す放熱対策工事が不要となるため、軽量かつ安価で信頼性の高い組電池を構成することが可能となる。

また、上記実施例に示した如く、複数の上記電池を平面方向に並べて接続したり、垂直方向に積み上げて接続したり、あるいはこれらを併用して接続することにより、自由なレイアウトでかつ空間を有効利用した、直列、並列、直並列型組電池を得ることができる。

なお、上記実施例では６個の単電池を用いた場合の組電池の例を示したが、用いる単電池の個数および単電池を積層する箇所の数を変化させることにより様々な組電池の構成が可能である。以下に例示する。
（実施例７）

本実施例は、片側集電端子取り出しタイプの直列組電池に関するものである。

図１２および図１３に片側集電端子取り出しタイプの直列組電池の構成例を示す。図１２に４直列の場合の組電池構成を、図１３に８直列の場合の組電池構成を示す。図１２（ａ）は単電池４個の正負極を交互に接続したものを４段に重ねた構成になっている。図１２（ｂ）は単電池４個の正負極を交互に接続したものを２段に重ねた構成になっている。また、図１３（ａ）は単電池８個の正負極を交互に接続したものを８段に重ねた構成になっている。図１３（ｂ）は単電池８個の正負極を交互に接続したものを４段に重ねた構成になっている。図１３（ｃ）は単電池８個の正負極を交互に接続したものを２段に重ねた構成になっている。図１２および図１３に示すように直列組電池で集電端子を片側から引き出す場合は偶数個の二次電池を用いて、偶数段になるよう重ねることによって実現できる。重ねる偶数段数は、構成する二次電池数と構成する二次電池数を越えない偶数との公約数であり、この公約数の数だけ組み合わせが存在する。
（実施例８）

本実施例は、両側集電端子取り出しタイプの直列組電池に関するものである。

両側集電端子取り出しタイプの直列組電池の構成例を図１４から図１６に示す。図１４に３直列の場合の組電池構成を、図１５に６直列の場合の組電池構成を、図１６に９直列の場合の組電池構成を示す。図１４（ａ）は単電池３個の正負極を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図１４（ｂ）は単電池３個の正負極を交互に接続したものを重ねずに１段にした構成となっている。図１５（ａ）は単電池６個の正負極を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図１５（ｂ）は単電池６個の正負極を交互に接続したものを重ねずに１段にした構成となっている。また、図１６（ａ）は単電池９個の正負極を交互に接続したものを９段に重ねた構成になっている。図１６（ｂ）は単電池９個の正負極を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図１６（ｃ）は単電池９個の正負極を交互に接続したものを重ねずに１段にした構成となっている。図１４から図１６に示すように、直列組電池で集電端子を両側から引き出す場合は、構成する二次電池数に関わらず奇数段になるよう重ねることによって実現できる。重ねる奇数段数は構成する二次電池数と構成する二次電池数を越えない奇数との公約数であり、この公約数の数だけ組み合わせが存在する。
（実施例９）

本実施例は、両側集電端子取り出しタイプの並列組電池に関するものである。

図１７に両側集電端子取り出しタイプの並列組電池の構成図を示す。図１７から分かるように並列接続の場合は両側集電端子取り出しタイプのみ構成可能で、単純に並列数分を重ねる構造になっている。
（実施例１０）

本実施例は、片側集電端子取り出しタイプの直並列組電池に関するものである。

図１８から図２０に片側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成例を示す。図１８に２直４並型の組電池構成を、図１９に４直３並型の組電池構成を、図２０に８直２並型の組電池構成を示す。図１８は単電池８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を２個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを２段に重ねた構成になっている。また、図１９（ａ）は単電池１２個から並列数分重ねた並列ユニット１２を４個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを４段に重ねた構成になっている。図１９（ｂ）は単電池１２個から並列数分重ねた並列ユニット１２を４個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを２段に重ねた構成になっている。また、図２０（ａ）は単電池１６個から並列数分重ねた並列ユニット１２を８個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを８段に折り重ねた構成になっている。図２０（ｂ）は単電池１６個から並列数分重ねた並列ユニット１２を８個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを４段に重ねた構成になっている。図２０（ｃ）は単電池１６個から並列数分重ねた並列ユニット１２を８個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを２段に重ねた構成になっている。

図１８から図２０に示すように、２直２並型以上の組電池で集電端子を片側から引き出す場合は、４個以上の単電池を用いた偶数直列で、かつ、重ねる並列ユニット段数が偶数であれば実現できる。重ねる並列ユニットの段数は構成する偶数直列数と偶数との公約数であり、この公約数の数だけ組み合わせが存在する。
（実施例１１）

本実施例は、両側集電端子取り出しタイプの直並列組電池に関するものである。

両側集電端子取り出しタイプの直並列組電池の構成例を図２１から図２３に示す。図２１に３直６並型の組電池構成を、図２２に６直３並型の組電池構成を、図２３に９直２並型の組電池構成を示す。図２１（ａ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を３個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図２１（ｂ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を３個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを重ねずに１段とした構成になっている。また、図２２（ａ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を６個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図２２（ｂ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を６個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを重ねずに１段とした構成になっている。図２３（ａ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を９個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを９段に重ねた構成になっている。図２３（ｂ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を９個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを３段に重ねた構成になっている。図２３（ｃ）は単電池１８個から並列数分重ねた並列ユニット１２を９個作製し、並列ユニット１２の正負極同士を交互に接続したものを１段にした構成になっている。

図２１から図２３に示すように、２直２並型以上の組電池で集電端子を両側から引き出す場合は、４個以上の単電池を用いて自由な直列数で、かつ、重ねる並列ユニット段数が奇数であれば実現できる。重ねる並列ユニットの段数は構成する直列数と奇数との公約数であり、この公約数の数だけ組み合わせが存在する。

以上、上記実施例に示したように、複数の上記電池を平面方向に並べて接続したり、垂直方向に積み上げて接続したり、あるいはこれらを併用して接続することにより、自由なレイアウトでかつ空間を有効利用した、直列、並列、直並列型組電池を得ることができる。また、個々の電池の内部抵抗および電極端子の抵抗が低減されているため、組電池として使用する際においても、大電流による充放電時の発熱を効果的に抑えることができ、組電池全体の温度上昇を緩和することが可能となる。加えて、電極端子に施す放熱対策工事が不要となるため、軽量かつ安価で信頼性の高い組電池を提供することが可能となる。

１ 負極体
２ 正極体
３ 積層型セパレータ
４ 負極端子
５ 正極端子
６ フィルム外装体
７ 負極集電部
８ 正極集電部
９ 集電部接続部
１０ 負極集電端子
１１ 正極集電端子
１２ 並列ユニット
１３ 活物質領域
１４ 電極端子
１５ 電極端子取付部

Claims (8)

1. 集電体に活物質を塗布した正極体と集電体に活物質を塗布した負極体とをそれぞれ複数有し、前記集電体は、活物質を塗布した活物質領域と、活物質が塗布されていない電極端子取付部よりなり、前記正極体と前記負極体とセパレータとが交互に積層されてなる発電体を有し、金属薄膜および熱融着性樹脂膜を含むラミネートフィルムから成る外装体を有する扁平型電池であって、複数の前記正極体の集電体の前記電極端子取付部が重ねられ、その最外側には一の正極端子が、複数の前記負極体の集電体の前記電極端子取付部が重ねられ、その最外側には一の負極端子が、互いに離隔して取り付けられており、前記正極端子および負極端子が互いに対向して前記外装体の外周端縁部から導出されてなり、前記正極端子および負極端子が各々、
   Ｂ／Ａ≧０．５７
   （ただし、Ａは活物質領域の幅を表し、Ｂは電極端子幅を表す。）を満たすことを特徴とする扁平型電池。
2. 請求項１記載の扁平型電池において、前記正極体の集電体の前記電極端子取付部が面状に重ねられてなることを特徴とする扁平型電池。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の扁平型電池において、前記負極体の集電体の前記電極端子取付部が面状に重ねられてなることを特徴とする扁平型電池。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の扁平型電池が、前記正極端子または負極端子を介して複数個組み合わせて成る組電池。
5. 請求項４記載の組電池において、前記複数個の扁平型電池がそれぞれ直列に接続されたことを特徴とする組電池。
6. 請求項５記載の組電池において、前記扁平型電池が複数個積み重ねられたことを特徴とする組電池。
7. 請求項４記載の組電池において、積み重ねられた前記複数個の扁平型電池がそれぞれ並列に接続されたことを特徴とする組電池。
8. 請求項７記載の組電池が複数個、互いに直列に接続されてなる組電池。

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