JP4553100B2 - 扁平型二次電池および組電池 - Google Patents

Description

本発明は、ラミネートフィルムを外装体とする扁平型二次電池および組電池に関し、特に放熱用部材を備えた扁平型二次電池および組電池に関するものである。

近年、二次電池を用いた中・大容量バッテリの需要が高まってきている。特に電動自転車を始め電動バイク、電気自動車への用途が高まっており電力的には１００Ｗ〜１０００Ｗの中電力バッテリや１０００Ｗ以上の大電力バッテリが注目を集めている。

従来は鉛電池やニッケル水素電池を大量に組み合わせた高価で重量密度及び体積密度の低い大型のバッテリが主流であった。しかしながら大電力バッテリの需要が伸びるとともに安価で重量密度及び体積密度の高い、小型で大電力を放電することができるバッテリが望まれてきている。一方、素電池（電池セル）としては高電位タイプのリチウムイオン二次電池が登場し、軽量なラミネートフィルムを外装体とする二次電池が主流になってきている。

そこでラミネートフィルムを外装体とする軽量かつ大容量のリチウムイオン二次電池を用いた小型軽量の大電力バッテリを早期に開発する必要性が出てきた。

特に自動車用バッテリには急速充放電特性及び高サイクル寿命が要求されるため、バッテリの低抵抗化、急速充電による発熱問題、バッテリ内部のセルバランス制御、精度の高いサイクル寿命推定回路等、早期に解決すべき課題が多数存在する。例えば、二次電池は充放電時に正極と負極の活物質が膨張、収縮するが、電池の特性および寿命はこの膨張、収縮により影響を受ける。電池缶の場合、充放電時の電池の膨らみを、電池缶によってある程度抑制することができるため、電池の膨らみを抑制するための荷重は少なくて済むが、ラミネート型電池の場合、外装のラミネートフィルムによって電池の膨らみを抑制することは殆どできない。

このような課題に対して、活物質層を形状保持可能な厚みを有し、かつ充放電可能な集電体で挟持することで電池の変形を抑制し、かつ放熱特性も改善する二次電池が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−３１３３４８号公報

しかしながら、二次電池内部の発電要素体で発生した熱を集電体で吸熱し、この吸熱した熱を電極および外装体から外部に放熱する構成では、放熱量が十分でない場合がある。また、ラミネートフィルムを外装体とする扁平型二次電池は、ラミネートフィルムが変形しやすいため、組電池として用いる場合、あるいは電池ケースに収納した場合、安定した実装を実現するのが困難な場合があった。

そこで、本発明は、放熱効率が高められた扁平型二次電池および組電池を提供することを第１の目的とする。

また、固定が容易な扁平型二次電池および組電池を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の扁平型二次電池は、活物質が塗布された極板を有する複数の電極体と複数のセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記発電要素体を被覆する、可塑性を有し、前記電極体に電気的に接触している電極端子が延出している辺を含む外装材とを有する扁平型二次電池において、
前記発電要素体に対して伝熱可能に接触している少なくとも１つの放熱用部材を有し、前記放熱用部材が、前記外装材の、前記電極端子が延出していない辺から延出していることを特徴とする。

上記のとおり、本発明の扁平型二次電池は、発電要素体で発生した熱を放熱する放熱用部材が電極端子の延出していない辺から延出している構造を有するため、電極端子の寸法による制限を受けることなく放熱用部材の放熱面積を確保することができるとともに、放熱用部材が電極端子から離れた位置に設けられることとなるため、電極端子からの放熱の影響を受けにくい。

また、本発明の扁平型二次電池は、放熱用部材が、セパレータに伝熱可能に接触しているものであってもよいし、極板に伝熱可能に接触しているものであってもよいし、あるいは、活物質に伝熱可能に接触しているものであってもよい。

また、本発明の扁平型二次電池は、放熱用部材が、隣接するセパレータの間、隣接する活物質の間、および隣接する極板の間のいずれかに挟持されているものであってもよい。

また、本発明の扁平型二次電池は、放熱用部材が、発電要素体を挟持して伝熱可能に接触しているものであってもよい。この場合、放熱用部材が発電要素体を最外層側から挟み込んで保持するため、放熱用部材が、発電要素体を外部からの衝撃や振動から保護する保護部材としても機能する。

また、本発明の扁平型二次電池は、放熱用部材が、金属板からなるものであってもよい。この場合、外装材が変形しやすい本発明の扁平型二次電池において固定保持のための固定部材を別途設けることなく、金属板からなる放熱用部材を固定部材として用いることができる。

本発明の組電池は、活物質が塗布された極板を有する電極体とセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記電極体に電気的に接続されている電極端子と、前記発電要素体を被覆する可塑性を有する外装材とを有する扁平型二次電池の前記各電極端子を電気的に接続してなる組電池において、前記扁平型二次電池が、本発明の扁平型二次電池であることを特徴とする。

上記のとおり本発明の扁平型二次電池による組電池は、発電要素体で発生した熱を放熱する放熱用部材が電極端子の延出していない辺から延出している構造を有するため、電極端子の寸法による制限を受けることなく放熱用部材の放熱面積を確保することができるとともに、放熱用部材が電極端子から離れた位置に設けられることとなるため、電極端子からの放熱の影響を受けにくい。さらには、各電極端子を電気的に接合して組電池化する際にも、電極端子と同じ辺に放熱用部材が設けられているような構成に比べ、放熱用部材の存在に煩わされることなく容易に接合し組電池化することができる。

また、本発明の組電池は、活物質が塗布された極板を有する電極体とセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記電極体に電気的に接続されている電極端子と、前記発電要素体を被覆する可塑性を有する外装材とを有する扁平型二次電池の前記各電極端子を電気的に接続してなる組電池において、金属板からなる放熱用部材を有する本発明の扁平型二次電池であり、前記各扁平型二次電池が前記各放熱用部材を互いに接合して固定保持されていることを特徴とする。

上記のとおり本発明の扁平型二次電池による組電池は、別途固定部材を設けることなく、金属板からなる放熱用部材を固定部材として各扁平型二次電池どうしを固定することができる。

以上説明したように本発明によれば、放熱用部材が電極端子の延出していない辺から延出しているため、電極端子による、寸法的な制限、あるいは放熱の影響を受けにくく、よって、放熱効果を高めることができた。また、金属板からなる放熱用部材を固定部材として用いることで、固定を容易なものとすることができた。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１〜図３を用いて本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池について以下に説明する。

図１は、放熱板を備えた本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池の平面図である。本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池は、矩形形状の発電要素体が矩形形状のラミネートフィルムに被覆され、その４辺のうちの２辺から正負極の電極が延出した構造を有する。図１（ａ）は、電極が延出していない２辺のうちの片側の辺からのみ放熱板が延出した構成例を示したものであり、図１（ｂ）は、電極が延出していない２辺両側から放熱板が延出した構成例を示したものである。

図２は、本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池に用いられる発電要素体の構造を示す模式図である。

図３は、発電要素体の積層構造を説明するための模式図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）に示した、電極の延出していない２辺のうちの片側の辺からのみ放熱板が延出した構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は、図１（ｂ）に示した両側の辺から放熱板が延出した構成を示す模式図である。図３（ａ）および図３（ｂ）の各図は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す矢印Ａ方向にみた断面図である。

扁平型ラミネートフィルム二次電池１は、電解液を含浸させたセパレータ７、セパレータ７を介して積層された正極体５および負極体６を有する積層型の発電要素体８と、発電要素体８で発生した熱を外部に放出するため、２枚の隣接するセパレータ７に挟み込まれて保持されている放熱板４と、放熱板４を有する矩形形状の発電要素体８の外装体となる矩形形状のラミネートフィルム９とを有する。

また、本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池１は、長さｅ、幅ｆのラミネートフィルム９の辺９ａ、９ｂのそれぞれより正電極端子２および負電極端子３が延出し、図１（ａ）の構成においては辺９ｃのみから放熱板４を延出させ、図１（ｂ）の構成においては辺９ｃおよび辺９ｄから放熱板４を延出させている。すなわち、扁平型ラミネートフィルム二次電池１の外装体であるラミネートフィルム９は、正電極端子２および負電極端子３が延出し、放熱板４が延出していない辺９ａ、９ｂと、放熱板４が延出し、正電極端子２および負電極端子３が延出していない辺９ｃ、辺９ｄを有する。

正極体５は、リチウムイオンを吸蔵・放出するリチウムイオン含有金属酸化物のリチウムマンガン複合酸化物である正極活物質５ａがアルミ箔シート５ｂの両面に塗布されてなるものである。

負極体６は、リチウムイオンを吸蔵・放出するハードカーボン系の負極活物質６ａが銅箔シート６ｂの両面に塗布されてなるものである。

セパレータ７は、多孔性絶縁樹脂薄膜シートからなり、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溶解させた電解液を含浸保持する。

放熱板４の材質は、アルミニウム、銅、あるいは銅メッキ処理がなされた金属が好適であるが、熱伝導性が高く、使用される電極と電位差を生じて溶出しないような材質であれば、いかなる材料であってもよい。

ラミネートフィルム９は、アルミニウムなどの金属層と熱溶着性の樹脂層とを接着剤層を介して重ね合わせてなるものである。

次に、扁平型ラミネートフィルム二次電池１の作製方法について説明する。

まず、図２に示すように正極体５と負極体６とをセパレータ７を介しながら積層して発電要素体８を形成する。

次いで図３に示すように発電要素体８の正極体５と負極体６の電極の間に２枚の隣接するセパレータ７を介して放熱板４を設ける。すなわち、放熱板４は、正極体５の正極活物質５ａに接触するセパレータ７と、負極体６の負極活物質６ａに接触するセパレータ７とに可能に接触し、挟持される。この際、図１（ａ）に示す、幅ａ、長さｂの放熱板４は、長さｃだけ辺９ｃから延出させて延出部４ａが形成されるようにして２枚のセパレータ７で挟持する。放熱板４は、電解液に対する耐性を有する接着剤によってセパレータ７に接着固定されているものであってもよい。

次に、正極体５にアルミニウムからなる正電極端子２を、負極体６にニッケルからなる負電極端子３を超音波溶接により取り付ける。

以上のようにして、放熱板４を２枚の隣接するセパレータ７の間に挟持し、正電極端子２および負電極端子３を取り付けた発電要素体８をラミネートフィルム９で包み、例えば、辺９ａ以外の３辺を熱融着封止した後、非水系電解液を注入し、減圧下で完全封止を行って扁平型ラミネートフィルム二次電池１が作製される。

なお、図１（ｂ）に示す、辺９ｃおよび辺９ｄの双方から放熱板４が延出した扁平型ラミネートフィルム二次電池１を作製する場合は、放熱板４として、ラミネートフィルム９の幅ｆよりも長い長さｄのものを用い、これを図３（ｂ）に示すように延出部４ａ、４ｂが形成されるようにしてセパレータ７で挟持する。

また、複数の放熱板４を用いる場合には、例えば、図３（ｃ）に示すように、放熱板４を正極体５と負極体６との間のセパレータ７に挟持して辺９ｃから延出させるとともに、正極体５、負極体６およびセパレータ７からなる層とは異なる層となる正極体５’と負極体６’の間のセパレータ７’に放熱板４を挟持して辺９ｄから延出させる構成とするものであってもよい。図３（ｃ）はセパレータ７に挟持されている放熱板４とセパレータ７’に挟持されている放熱板４とは互いに異なる辺９ｃ、９ｄから延出するように構成されているが、辺９ｃ、９ｄのいずれか一辺から延出させる構成としてもよい。この他、複数の放熱板４を用いる場合には、図３（ｄ）に示すように正極体５、負極体６およびセパレータ７からなるひとつの層に２枚の放熱板４を並べて配置し、辺９ｃおよび辺９ｄの双方から延出させる構成としてもよい。

また、封止性を高めるために、図１（ａ）に示す放熱板４の幅ａを、ラミネートフィルム９の長さｅに対して、ラミネートフィルム９どうしが熱融着される領域９ｅを十分に確保できる寸法とし、辺９ｃ、９ｄの中央部分に配置すると好適である。また、扁平型ラミネートフィルム二次電池１は中央部分に熱がこもる場合が多いため、中央部分にこもった熱を効率よく放熱する意味でも放熱板４を辺９ｃ、９ｄの中央部分に配置するのが好ましい。なお、放熱板４の、ラミネートフィルム９で封止される部分は、熱融着性の良好な樹脂で被覆されているものであってもよい。この場合、放熱面積を確保するために放熱板４の寸法ａを長くとることが可能となる。

また、放熱板４の、ラミネートフィルム９から延出している延出部４ａ、４ｂの断面形状は、正弦波形状、三角波形状、矩形形状等の波形状など、平面に比べて放熱面積を大きくすることができる形状であってもよい。なお、扁平型ラミネートフィルム二次電池１を使用する際、扁平型ラミネートフィルム二次電池１を冷却するための冷却風が外部から供給される場合には、冷却風の流れを乱さないように、冷却風の流れ方向には断面形状が実質的に変化していない形状とするのが好適である。

以上の構成の本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池１は、充放電時に発電要素体８で発生する熱の大部分は、正電極端子２、負電極端子３、およびラミネートフィルム９の外面に加えて放熱板４より放熱されるため、電極端子および外装体のみから大部分の放熱を行う構成に比べ、放熱量を多くすることができる。

また、本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池１は、正電極端子２、負電極端子３が延出している辺９ａ、９ｂ以外の辺９ｃあるいは辺９ｃ、９ｄから放熱板４を延出させ、発熱体となっている正電極端子２および負電極端子３から離れた位置に設けられているため、放熱効率を高めることができる。仮に放熱板４を、正電極端子２あるいは負電極端子３と同じ辺９ａ、９ｂに設けた場合、放熱板４周辺の空気の温度が正電極端子２あるいは負電極端子３からの熱により上昇してしまい、放熱板４からの放熱効率が低下してしまう。しかしながら、本実施形態のように正電極端子２あるいは負電極端子３から離れた位置に設けることで、正電極端子２あるいは負電極端子３による放熱の影響を受けにくくすることができるため、高い放熱効率を得ることができる。

このように、放熱板４により放熱効率が高められることで、発電要素体８にかかる熱負荷が小さくなるので長寿命化も期待できる。

また、放熱板４を正電極端子２、負電極端子３が延出している辺９ａ、９ｂ以外の辺９ｃあるいは辺９ｃ、９ｄから延出させているため、正電極端子２、負電極端子３の寸法に影響されることなく、放熱板４の延出部４ａ、４ｂの寸法を設定することができる。これにより、所望の放熱量を確保しやすくなる。

また、放熱板４は放熱用の部材としてだけでなく固定用の部材として機能させることもできる。例えば、複数の扁平型ラミネートフィルム二次電池１により組電池を構成する場合、互いの放熱板４を接合させることで電池どうしを固定することができる。また、扁平型ラミネートフィルム二次電池１を電池ケースに収納する場合には、電池ケースの壁面と放熱板４とを接合することで、電池ケースに対して扁平型ラミネートフィルム二次電池１を固定することができる。このように、本実施形態によれば、固定のための部材を改めて設けることなく電池どうし、あるいは電池ケースに扁平型ラミネートフィルム二次電池１を固定することができる。
（第２の実施形態）
図４（ａ）、図４（ｂ）に本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池における発電要素体の積層構造を説明するための模式図を示す。図４（ａ）は、電極の延出していない２辺のうちの片側の辺からのみ放熱板が延出した構成を示す模式図であり、図４（ｂ）は、両側の辺から放熱板が延出した構成を示す模式図である。

第１の実施形態では、正極体５と負極体６との電極の間の２枚の隣接するセパレータ７で放熱板４を挟持する構成を示したが、本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池は、２組の正極体１５の隣接する各正極活物質１５ａが放熱板１４の両面に伝熱可能に接触するようにして放熱板１４を挟持する構成としている。すなわち、本実施形態の発電要素体１８は、基本的には正極体１５と負極体１６とがセパレータ１７を介して交互に積層された構造を有するが、放熱板１４が設けられた層のみ、正極体１５が連続して積層されており、この２組の正極体１５の間に放熱板１４が挟み込まれた構成となっている。

なお、これ以外の基本的な構成は、第１の実施形態に示した扁平型ラミネートフィルム二次電池と同様であるため詳細な説明は省略する。

本実施形態では２組の正極体１５の各正極活物質１５ａ間に放熱板１４が伝熱可能に接触して挟持される構成を示したが、２組の負極体１６の隣接する各負極活物質１６ａ間に放熱板１４が挟持される構成としてもよい。

本実施形態も、第１の実施形態と同様に、電極端子が延出している辺以外の辺から放熱板４を延出させているので、電極端子による寸法上の制限を受けず、かつ電極端子からの放熱の影響を受けにくいので放熱効率を高めることができ、よって、発電要素体８にかかる熱負荷が小さくなり、電池の長寿命化を図ることができる。また、第１の実施形態と同様に、本実施形態の放熱板１４も固定部材として用いることができる。
（第３の実施形態）
図５（ａ）、図５（ｂ）に本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池における発電要素体の積層構造を説明するための模式図を示す。図５（ａ）は、電極の延出していない２辺のうちの片側の辺からのみ放熱板が延出した構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は、両側の辺から放熱板が延出した構成を示す模式図である。

本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池の発電要素体２８は、アルミ箔シート２５ｂの片面にのみ正極活物質２５ａが塗布された２枚の正極体２５を有しており、これら２枚の隣接する正極体２５を、正極活物質２５ａが塗布されていないアルミ箔シート２５ｂの面２５ｂ’が向かい合うようにして配置し、その間に放熱板２４を挟み込んでいる。すなわち、上述した第２の実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池は、各正極活物質１５ａが放熱板１４に接触する構成であったが、本実施形態は、２枚の隣接するアルミ箔シート２５ｂが放熱板２４に伝熱可能に接触する構成となっている。

本実施形態では正極体２５のアルミ箔シート２５ｂ間に放熱板を挟持する構成を示したが、放熱板が負極体の２枚の隣接する銅箔シート間に伝熱可能に接触して挟持される構成としてもよい。

本実施形態も、第１および第２の実施形態と同様に、電極端子が延出している辺以外の辺から放熱板２４を延出させているので、電極端子の寸法による寸法的な制限を受けず、かつ電極端子からの放熱の影響を受けにくいので放熱効率を高めることができ、よって、発電要素体２８にかかる熱負荷が小さくなり、電池の長寿命化を図ることができる。また、上述した各実施形態と同様に、本実施形態の放熱板２４も固定部材として用いることができる。
（第４の実施形態）
図６に本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池における発電要素体の積層構造を説明するための模式図を、図７に本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池を用いた組電池の外観斜視図をそれぞれ示す。

上述した各実施形態の放熱板は平板形状であり、発電要素体の積層構造内に配置され、セパレータ、正極体、あるいは負極体に挟持されるものを例示したが、本実施形態の放熱板３４は、放熱部３４ｆと、分岐部３４ｅで二股に分岐した第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄとを有し、第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄにより発電要素体３８を押さえ込むように挟持する構成としている。

放熱板３４の第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄは、発電要素体３８の最外層となるセパレータ３７ａ、３７ｂに伝熱可能に接触することで、発電要素体３８にて発生した熱を吸熱する。第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄに吸熱された熱は、分岐部３４ｅを経由して放熱部３４ｆまで伝わり、ラミネートフィルム３９より延出した放熱部３４ｆから外部に放熱される。

また、本実施形態の扁平型ラミネートフィルム二次電池は、放熱板３４が、第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄが発電要素体３８の最外層を覆うようにして設けられているため、外部からの衝撃や振動から発電要素体３８を保護する保護部材としても機能する。

なお、図６では、第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄはセパレータ３７に伝熱可能に接触するようにして設けられているが、発電要素体３８が最外層にセパレータ３７を有しない場合は、正極体のアルミ箔シート、あるいは負極体の銅箔シートに、直接、第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄが伝熱可能に接触するようにして設けられているものであってもよい。

図７に示す、１０個の扁平型ラミネートフィルム二次電池３１が積み重ねられて構成された組電池５０は、ラミネートフィルム３９の辺３９ｃから放熱板３４の放熱部３４ｆが延出部３４ａとして延出している。なお、図７には、延出部３４ａが片側に配列された構成の組電池５０を一例として示しているが、これに限定されるものでなく、例えば、延出部３４ａが両側に千鳥状に配列する等、組電池５０の利用形態に応じて適宜配列が変更されるものであってもよい。

本実施形態も、上述した各実施形態と同様に、電極端子が延出している辺以外の辺から放熱板３４の放熱部３４ｆを延出させているので、電極端子の寸法による寸法的な制限を受けず、かつ電極端子からの放熱の影響を受けにくいので放熱効率を高めることができ、よって、発電要素体３８にかかる熱負荷が小さくなり、電池の長寿命化を図ることができる。また、上述した各実施形態と同様に、本実施形態の放熱板３４も固定部材として用いることができる。

なお、上述した各実施形態は、どのように組み合わせるものであってもよい。例えば、放熱板を第４の実施形態に示したような分岐部と複数の吸熱部とを有するものとし、複数の吸熱部が複数のセパレータ間に挟持されている構成、複数の活物質間に挟持されている構成、複数の極板間に挟持されている構成、またはこれらを組み合わせた構成、さらには、これに加えて、発電要素体の最外層側から挟持させる構成等であってもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下に示す第１〜第４の実施例の扁平型ラミネートフィルム二次電池は、すべて、放熱板が図１（ｂ）に示される、ラミネートフィルムの両側から延出した構造のものを作製した。また、以下の説明では、上述した各実施形態で用いた符号により説明するものとする。
（第１の実施例）
本実施例では、本発明の第１の実施形態として図１（ｂ）、図３（ｂ）に示した、放熱板４がセパレータ７に挟持され、放熱板４がラミネートフィルム１の辺９ｃ、９ｄの両側から延出した構造の扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。

正極体５は、リチウムイオンを吸蔵・放出するリチウムイオン含有金属酸化物のリチウムマンガン複合酸化物を正極活物質５ａとして、塗布領域６５ｍｍ×１２０ｍｍ、厚さ７０μｍ程度とし、２０μｍ厚のアルミ箔シート５ｂの両面に塗布したものを用いた。

負極体６は、リチウムイオンを吸蔵・放出するハードカーボン系の負極活物質６ａを、塗布領域７０ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ５０μｍ程度で、１０μｍ厚の銅箔シート６ｂに両面塗布したものを用いた。

セパレータ７としては、寸法７５ｍｍ×１３０ｍｍ、２５μｍ厚の多孔性絶縁樹脂薄膜シートであるポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムの積層型セパレータを用いた。

放熱板４としては、１００μｍ厚、寸法ａ×ｄは３０ｍｍ×１１５ｍｍの平板形状でニッケルメッキが施された銅板を用い、延出部４ａ、４ｂの寸法ａ×ｃは３０ｍｍ×５ｍｍとした。

正電極端子２は、１００μｍ厚のアルミニウム板を用い、負電極端子３は、１００μｍ厚のニッケル板を用いた。

外装体となるラミネートフィルム９は、外寸ｆ×ｅが、９５ｍｍ×１６０ｍｍ、アルミ箔を主材とする１００μｍ厚程度のものを用いた。このラミネートフィルム９による熱融着の封止幅は１０ｍｍとした。

上述の各部材を第１の実施形態で説明した作製方法にて、セパレータ７間に放熱板４を挟持した扁平型ラミネートフィルム二次電池１を作製した。

まず、正極体５と負極体６とをセパレータ７を介しながら積層して発電要素体８を形成する。次いで、放熱板４を、２枚の隣接するセパレータ７間にて、ラミネートフィルム１で密封した際に延出部４ａ、４ｂが形成されるように位置決めしてから挟持する。次に、正電極端子２および負電極端子３は、正極体５および負極体６にそれぞれ超音波溶接によりそれぞれ取り付ける。

以上のようにして、放熱板４、正電極端子２および負電極端子３を備えた発電要素体８をラミネートフィルム１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溶解させた電解液を注入し、減圧下で熱融着封止を行って図１（ｂ）、図３（ｂ）に示す形態の二次電池を作製した。
（第２の実施例）
本実施例では、本発明の第２の実施形態として示した図４に示す構造を有する扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。

すなわち、２組の正極体１５の各正極活物質１５ａが放熱板１４の両面に接触するようにして放熱板１４を挟持し、図１（ｂ）に示したような、ラミネートフィルム１の辺９ｃ、９ｄの両側から放熱板１４を延出させた構造の扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。なお、各部材の寸法および材質等は、第１の実施例と同様とした。
（第３の実施例）
本実施例では、本発明の第３の実施形態として示した図５に示す構造を有する扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。

すなわち、２枚の隣接する正極体２５を正極活物質２５ａが塗布されていないアルミ箔シート２５ｂの面２５ｂ’が向かい合うようにして配置し、各アルミ箔シート２５ｂが放熱板２４に接触するようにして放熱板２４を挟み込み、図１（ｂ）に示したような、ラミネートフィルム１の辺９ｃ、９ｄの両側から放熱板２４を延出させた構造の扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。なお、各部材の寸法および材質等は、第１の実施例と同様とした。
（第４の実施例）
本実施例では、本発明の第４の実施形態として示した図６に示す構造を有する扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。

すなわち、放熱板３４は、放熱部３４ｆと、分岐部３４ｅで二股に分岐した第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄとを有し、第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄにより発電要素体３８を挟持し、図１（ｂ）に示したような、ラミネートフィルム１の辺９ｃ、９ｄの両側から放熱部３４ｆを延出させた構造の扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。

第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄの寸法は、８０ｍｍ×１３０ｍｍであり、図１（ｂ）に示す延出部４ａ、４ｂとなる部分の寸法ａ×ｃは３０ｍｍ×２０ｍｍとした。なお、その他の各部材の寸法および材質等は、第１の実施例と同様とした。
（比較例）
上述の各実施例との比較のため、放熱板を備えていない、各部材の寸法および材質等が第１の実施例と同様の、図８に示す扁平型ラミネートフィルム二次電池を作製した。
（第１の比較評価）
以上の本発明の第１〜第４の実施例の扁平型ラミネートフィルム二次電池、および比較例で作製した扁平型ラミネートフィルム二次電池を用いて、満充電から１０Ｃ、２０ＣでＳＯＣ０％まで完全放電試験を行った。その際の発熱温度ΔＴ（℃）をセル中央部にて測定した。表１に比較結果を示す。

表１に示すように、第１〜第４の実施例のいずれも、比較例に比べて、完全放電時における発熱温度ΔＴ（℃）を低く抑えることができた。
（第２の比較評価）
第４の実施例の扁平型ラミネートフィルム二次電池を１０個作製し、これらを図７に示した構成の組電池５０にしたものと、第１の比較の扁平型ラミネートフィルム二次電池を１０個作製し、これらを図９に示す構成の組電池１５０にしたものとについて、以下の条件で振動試験を行った。

各組電池５０、１５０に印加する振動は、振幅０．８ｍｍ、３０Ｈｚの単振動であり、図７、図９に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各軸方向にそれぞれ２４０分間印加した。振動試験終了後、各組電池５０、１５０の充放電を行い、評価前後の容量変化を測定した。表２に比較結果を示す。

第１の吸熱部３４ｃおよび第２の吸熱部３４ｄにより発電要素体３８を挟持した構造の第４の実施例の扁平型ラミネートフィルム二次電池の組電池５０は、比較例による組電池１５０に比べて、振動が印加された後においても容量の低下を抑制することができた。

本発明の第１の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池の模式的な平面図である。 発電要素体の構造を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池の発電要素体の構造を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池の発電要素体の構造を説明するための模式図である。 本発明の第３の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池の発電要素体の構造を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池の発電要素体の構造を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態における扁平型ラミネートフィルム二次電池を用いた組電池の外観斜視図である。 放熱板を備えていない、比較例としての扁平型ラミネートフィルム二次電池の模式的な平面図である。 図８に示した扁平型ラミネートフィルム二次電池を用いた組電池の一例の外観斜視図である。

符号の説明

１、１００ 扁平型ラミネートフィルム二次電池
２ 正電極端子
３ 負電極端子
４、１４、２４、３４ 放熱板
４ａ、４ｂ 延出部
５、５’、１５、２５ 正極体
５ａ、１５ａ、２５ａ 正極活物質
５ｂ、１５ａ、２５ａ アルミ箔シート
６、６’１６、 負極体
６ａ、１６ａ 負極活物質
６ｂ、１６ｂ 銅箔シート
７、７’１７、３７ａ、３７ｂ セパレータ
８、１８、２８、３８ 発電要素体
９、３９ ラミネートフィルム
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、３９ｃ 辺
９ｅ 領域
２５ｂ’ 面
３４ｃ 第１の放熱部
３４ｄ 第２の放熱部
３４ｅ 分岐部
３４ｆ 放熱部
５０、１５０ 組電池

Claims (9)

1. 活物質が塗布された極板を有する複数の電極体と複数のセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記発電要素体を被覆する、可塑性を有し、前記電極体に電気的に接触している電極端子が延出している辺を含む外装材とを有する扁平型二次電池において、
   前記発電要素体に対して伝熱可能に接触している少なくとも１つの放熱用部材を有し、前記放熱用部材が、前記外装材の、前記電極端子が延出していない辺から延出していることを特徴とする扁平型二次電池。
2. 前記放熱用部材が、前記セパレータに伝熱可能に接触している請求項１に記載の扁平型二次電池。
3. 前記放熱用部材が、前記極板に伝熱可能に接触している請求項１または２に記載の扁平型二次電池。
4. 前記放熱用部材が、前記活物質に伝熱可能に接触している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の扁平型二次電池。
5. 前記放熱用部材が、隣接する前記セパレータの間、隣接する前記活物質の間、および隣接する前記極板の間のいずれかに挟持されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の扁平型二次電池。
6. 前記放熱用部材が、前記発電要素体を挟持して伝熱可能に接触している、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の扁平型二次電池。
7. 前記放熱用部材が、金属板からなる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の扁平型二次電池。
8. 活物質が塗布された極板を有する電極体とセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記電極体に電気的に接続されている電極端子と、前記発電要素体を被覆する可塑性を有する外装材とを有する扁平型二次電池の前記各電極端子を電気的に接続してなる組電池において、
   前記扁平型二次電池が、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の扁平型二次電池であることを特徴とする組電池。
9. 活物質が塗布された極板を有する電極体とセパレータとを積層してなる発電要素体と、前記電極体に電気的に接続されている電極端子と、前記発電要素体を被覆する可塑性を有する外装材とを有する扁平型二次電池の前記各電極端子を電気的に接続してなる組電池において、
   前記扁平型二次電池が、請求項７に記載の扁平型二次電池であり、前記各扁平型二次電池が前記各放熱用部材を互いに接合して固定保持されていることを特徴とする組電池。

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