JP5673135B2 - ラミネート型電池 - Google Patents

Description

この発明はラミネート型電池、特に矩形のラミネートフィルムで発電要素を密封すると共に、ラミネートフィルム周縁部の一つの中央位置にガス放出弁としての切り欠き部を有するものに関する。

電池蓋の内側に安全弁を有する缶型電池において、温度異常時の発火を防止するため電池蓋と安全弁との間にガスを吸着する材料を保持した層を設けたものがある（特許文献１参照）。

特開平７−１９２７７５号公報

ところで、ラミネート型電池の温度異常時には、切り欠き部を有するラミネートフィルム周縁部が開裂し、電池内部から発生する電解液由来の有機ガスが外部へと吹き出すほか、電池内部から電池外部へと電極やアルミニウムの粉末が飛散することがわかってきた。

そこで、上記従来の缶型電池の技術をそのままラミネート型電池に適用し、ラミネートフィルム周縁部の一つの中央位置にある切り欠き部の周囲にだけ、電池内部から電池外部へと飛散する粉末を捕捉する粉末捕捉機構を設けておくことが考えられる。

しかしながら、ラミネート型電池においては、温度異常時にラミネートフィルム周縁部の一つの中央位置にある切り欠き部の付近だけでなく、ラミネートフィルム周縁部の一つの全体が開裂する。これは、主にラミネート型電池が缶型電池よりも相対的に柔らかい電池外装材で被覆されているため、電池内部から噴出するガスによって開裂がラミネートフィルム周縁部の一つの全体へと広がってしまうからである。このため、上記従来の缶型電池の技術をラミネート型電池にそのまま適用して切り欠き部の周囲にだけ粉末捕捉機構を設けるのでは、電池内部から電池外部へと飛散する粉末を全て捕捉することはできないのである。

そこで本発明は、ラミネートフィルム周縁部の一つの全体が開裂する場合でも電池内部から電池外部へと飛散する粉末を全て捕捉し得るラミネート型電池を提供することを目的とする。

本発明のラミネート型電池は、正極と負極とをセパレータを介して積層した発電要素を有し、矩形のラミネートフィルムを電池外装材として用いて四つあるラミネートフィルム周縁部の全てまたは一部を熱融着にて接合することにより、発電要素を密封する共に、熱融着にて接合されるラミネートフィルム周縁部の一つに電池内部の圧力が上昇したとき開裂して電池内部のガスを放出するガス放出弁を有する薄板状のラミネート電池が前提である。そして、前記ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つの全体が開裂して電池内部から粉末が飛散する温度異常時に、この電池内部から飛散する粉末を捕捉する粉末捕捉機構を、前記発電要素と前記ガス放出弁との間に位置して、かつ前記ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つに直交する２つのラミネートフィルム周縁部のそれぞれに達するまで設ける。

本発明によれば、温度異常時には、開裂したラミネートフィルム周縁部の一つの全体によって生じる空間を粉末捕捉機構が被覆し、この粉末捕捉機構が開裂したラミネートフィルム周縁部の一つの全体から外部へと飛散する粉末を捕捉するので、缶型電池よりも相対的に柔らかい電池外装材で被覆されているラミネート型電池であっても、当該ラミネート型電池内部から粉末が外部へと飛散することを防止できる。

本発明の前提となるラミネート型電池の概略図である。 本発明の第１実施形態のラミネート型電池の平面図である。 図２のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 図２のラミネート型電池の一部Ｘ−Ｘ線断面図である。 図２のラミネート型電池のＹ−Ｙ線断面図である。 現状のラミネート型電池の平面図である。 図６のラミネート型電池をＺ矢視でみた概略図である。 図２のラミネート型電池をＺ矢視でみた概略図である。 第２実施形態のラミネート型電池の平面図である。 図９のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 図９のラミネート型電池の一部Ｘ−Ｘ線断面図である。 図９のラミネート型電池のＹ−Ｙ線断面である。 第２実施形態のフィルタの平面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 第３実施形態のラミネート型電池の平面図である。 図１５のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 第３実施形態のフィルタの平面図である。 図１５のＸ−Ｘ線断面図である。 第４実施形態のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 第５実施形態のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 第６実施形態のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 第７実施形態のラミネート型電池の平面図である。 図２２のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。 第７実施形態のフィルタの概略斜視図である。 図２４のＸ−Ｘ線断面図である。 図２２のラミネート型電池をＺ矢視でみた概略図である。 第８実施形態のラミネート型電池の水平面に沿った断面図である。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張している箇所があり、その箇所においては実際の比率と異なっている。

（第１実施形態）
まず、本発明の前提となるリチウムイオン二次電池１について先に概説する。図１はリチウムイオン二次電池１の概略図である。このうち、図１（Ａ）はリチウムイオン二次電池１の概略斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リチウムイオン二次電池１は、実際に充放電反応が進行する略四角薄板状の発電要素２が、電池外装材であるラミネートフィルム３の内部に封止された構造を有する。詳しくは、矩形の高分子−金属複合ラミネートフィルムを電池外装材として用いて、発電要素２の両面を被覆し、被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルム３の四つの周辺部（周縁部）を熱融着にて接合することにより、発電要素２を収納し密封した構成を有している。ここで高分子−金属複合ラミネートフィルムとしては、金属フィルムを高分子フィルム（樹脂フィルム）でサンドイッチした三層構造のものが一般的である。

こうした積層型の電池１は、缶型電池と区分けするために「ラミネート型電池」といわれる。缶型電池は、市販されている単１電池や単３電池のように堅い円筒状の金属製外枠の中に２つの各電極が巻き込んで収納されているものである。一方、ラミネート型電池とは、略四角薄板状の発電要素２の周辺部（周縁部）を熱融着にて接合することにより、発電要素を密封したものをいう。以下では、リチウムイオン二次電池１を、「ラミネート型電池」という。あるいは単に「電池」ともいう。

発電要素２は、四角薄板状の負極集電体４ａの両面に負極活物質層４ｂを配置した負極４と、セパレータ５と、四角薄板状の正極集電体６ａの両面に正極活物質層６ｂを配置した正極６とを積層した構成を有している。具体的には、１つの負極活物質層４ｂとこれに隣接する正極活物質層６ｂとが、セパレータ５を介して対向するようにして、負極４、セパレータ５、正極６をこの順に積層している。詳細には、セパレータ５は、電解液を保持することにより、セパレータ５と一体に電解質層が形成されている。従って、セパレータ５を負極４と正極６の間に配置することによって、実質的に電解質層も負極活物質層４ｂおよび正極活物質層６ｂの間に配置されることになる。セパレータ５は主に多孔質の熱可塑性樹脂から形成されている。

これにより、隣接する負極４、セパレータ５及び正極６は、一つの単電池層７（単電池）を構成する。従って、本実施形態のラミネート型電池１は、単電池層７を積層することで、電気的に並列接続された構成を有するともいえる。また、単電池層７の外周には、隣接する負極集電体４ｂと正極集電体６ｂとの間を絶縁するためのシール部（絶縁層）を設けてもよい。発電要素２の両最外層に位置する最外層負極集電体４ａには、いずれも片面のみに負極活物質層４ｂを配置している。なお、図１（Ｂ）とは負極及び正極の配置を逆にすることで、発電要素２の両最外層に最外層正極集電体が位置するようにし、該最外層正極集電体の片側のみに正極活物質層を配置するようにしてもよい。

負極集電体４ａ及び正極集電体６ａには、各電極（負極及び正極）と導通する強電タブ８、９を取り付け、ラミネートフィルム３の周縁部に挟まれるようにラミネートフィルム３の外部に導出させている。強電タブ８、９は、必要に応じて正極端子リード（図示せず）及び負極端子リード（図示せず）を介して、各電極の負極集電体４ａ及び正極集電体６ｂに超音波溶接や抵抗溶接により取り付けてもよい。

なお、リチウムイオン二次電池の他の形態としては、集電体の一方の面に正極活物質層を、他方の面に負極活物質層を形成している双極型電極を、セパレータを介して積層した双極型二次電池が挙げられる。上記の電池１とこの双極型二次電池とは、双方の電池内の電気的な接続状態（電極構造）が異なることを除いては、基本的には同様である。

このように構成されるラミネート型電池１を金属製の電池ケースの内部に積層して収納し、積層した複数のラミネート型電池１の各強電タブをバスバーを介して直列接続することで所定電圧を有する電池パック１１が構成される。バスバーは強電タブから電気を取り出し取りまとめて強電ケーブルと接続するための部品である。さらに複数の電池パック１１を強電ケーブルを介して電気的に組み合わせることで所定電圧を有する組電池が構成され、この組電池が電気自動車やハイブリッド車に搭載されることとなる。これで、本発明の前提となるラミネート型電池１の概説を終了する。

図２は本発明の第１実施形態のラミネート型電池１の平面図である。ここでは、電池１を水平に配置するものとして鉛直方向を定める。すなわち、図２において紙面手前が鉛直上方、紙面奥が鉛直下方とする。

このように鉛直方向を定めたとき、図３は図２のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図、図４は図２のラミネート型電池１の一部Ｘ−Ｘ線断面図、図５は図２のラミネート型電池１のＹ−Ｙ線断面図である。図４の一部Ｘ−Ｘ線断面図では図２のＸ−Ｘ線断面図のうち中央部分を主に示し、左右の端部は省略して示していない。図５のＹ−Ｙ線断面図では発電要素２は省略して示していない。

ここで、図４（ａ）、図５（ａ）は折り畳む前のフィルタ２１の状態を、図４（ｂ）、図５（ｂ）は折り畳んだ後のフィルタ２１の状態を示している。なお、本発明の全ての実施形形態では、図２に示したように、２つの強電タブ８、９が図１と相違して第１熱融着部１２から取り出しているものとして説明する。

ラミネートフィルム３の周縁部にほぼ同じ幅で設けられる熱融着部を次のように区別する。すなわち、図２で上方に位置する熱融着部を「第１熱融着部」１２として、下方に位置する熱融着部を「第２熱融着部」１３として、左方に位置する熱融着部を「第３熱融着部」１４として、右方に位置するる熱融着部を「第４熱融着部」１５として区分けする。

また、四つあるラミネートフィルム周縁部を次のように区別する。すなわち、図２で上方に位置するラミネートフィルム周縁部を「第１ラミネートフィルム周縁部」１６として、下方に位置するラミネートフィルム周縁部を「第２ラミネートフィルム周縁部」１７として、左方に位置するラミネートフィルム周縁部を「第３ラミネートフィルム周縁部」１８として、右方に位置するラミネートフィルム周縁部を「第４ラミネートフィルム周縁部」１９として区分けする。

電池１内部でガス膨張が生じたとき、電池１内部のガスを電池１外部に速やかに逃すため、第２ラミネートフィルム周縁部１７に圧力開放弁を設けている。圧力開放弁は、具体的には第２ラミネートフィルム周縁部１７のほぼ中央に設けた切り欠き部２０である。第２熱融着部１３では切り欠き部２０のある位置での熱融着幅が切り欠き部２０以外の位置での熱融着幅より狭くなる。第２ラミネートフィルム周縁部１７のほぼ中央に切り欠き部２０を設けることにより、切り欠き部２０のある位置での熱融着強度が切り欠き部２０以外の位置での熱融着強度より弱くなる。電池１内部でガス膨張が生じたとき、この切り欠き部２０のある位置で２枚のラミネートフィルム３の融着が真っ先にはがれ、このはがれた部位（圧力開放弁）から電池１内部のガスが電池１外部に速やかに逃される。ここで、融着していた２枚のラミネートフィルム３がはがれることを「開裂する」ともいう。

以下、発電要素２の鉛直上方を覆う一方の矩形のラミネートフィルム３を「上方ラミネートフィルム」３Ａ、発電要素２の鉛直下方を覆う他方の矩形のラミネートフィルム３を「下方ラミネートフィルム」３Ｂで区別する。上方ラミネートフィルム３Ａに設けられる切り欠き部２０を「上方切り欠き部」２０Ａ、下方ラミネートフィルム３Ｂに設けられる切り欠き部２０１８下方切り欠き部」２０Ｂで区別する。

切り欠き部２０は、図３にも示したように強電タブ８、９が取り出される第１ラミネート周縁部１６とは反対側である第２ラミネートフィルム周縁部１７に設けられるのが一般的である。ただし、切り欠き部２０を設ける位置は、必ずしも第２ラミネートフィルム周縁部１７に限定されるものでなく、第３ラミネートフィルム周縁部１８や第４ラミネートフィルム周縁部１９に設けることも考え得る。なお、強電タブ８、９を融着するために強固な熱融着材を使用すること、強電タブ８、９の放熱性が高いことから第１ラミネートフィルム周縁部１６に切り欠き部２０を設けることは適していない。

さて、ラミネート型電池１の異常時には、切り欠き部を有するラミネートフィルム周縁部が開裂し、電池１内部から発生する電解液由来の有機ガスが外部へと吹き出すほか、電池１内部から電池１外部へと電極やアルミの粉末が飛散することがわかってきた。

ここでいう「異常時」とは、ガス放出弁（切り欠き部２０）を有するラミネートフィルム周縁部の一つ（第２ラミネートフィルム周縁部１７）の全体が開裂して電池内部から粉末が飛散する温度異常時のことである。ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つの全体が開裂して電池内部から粉末が飛散する温度異常時（以下単に「温度異常時」ともいう。）は、例えば組電池を備える自動車が火災に遭ったような場合に生じる。正極６と負極４の間に介装されるセパレータ５には、正極６と負極４とが直接接触して短絡しないように絶縁するという機能と、電解液の往来を許すという機能とが要求される。このため、ポリエチレンやポリプロピレンといった多孔質の熱可塑性樹脂でセパレータ５が形成されている。こうした熱可塑性樹脂から形成されるセパレータ５は、電池１の雰囲気温度が上昇して１００℃付近になると、容易に収縮する。電極面積よりセパレータ面積を若干大きめに取って正極６と負極４とが直接接触するのを防いでいるのであるが、電池１の雰囲気温度が温度異常によって高温になるとセパレータ５が収縮し初期面積より小さくなる。主としてセパレータ５の周縁部が収縮したときには、正極６の周縁部と負極４の周縁部とを隔てるものがなくなり、短絡が生じて大電流が流れ、ジュール発熱による大きな温度上昇が生じる。すると、電池１内に封止されている電解液が気化して電池１の急激な体積増加（つまり電池１の膨れ）が生じ、第２ラミネートフィルム周縁部１７全体の開裂へと至るのである。

電池蓋の内側に安全弁を有する缶型電池においては、こうした温度異常時の内部からの粉末飛散を防止するため電池蓋と安全弁との間にガスを吸着する材料を保持した層を設けたものがある。この従来の缶型電池では、温度異常により内圧が上昇したときには安全弁が作動（開裂）し、内圧を開放する。このとき、有害な有機物を含んだガスや、固形物が噴出するが、ガス吸着剤が一種のフィルタ的役割を果たし、前記のガス中の有機物や固形物を捕捉するようにしている。

缶型電池においては、外枠がラミネート型電池１よりも堅固に形成されているために、ガスの逃げ道に開裂の容易な部分（つまり安全弁）を意図的に作っておき、安全弁の周囲にのみガス吸着剤を設けておけば、ガス中の有機物や固形物を全て捕捉することができる。この従来の缶型電池の技術をそのままラミネート型電池１に適用するなら、切り欠き部１８の周囲にだけ電池内部から電池外部へと飛散する粉末を捕捉するフィルタ（粉末捕捉機構）を設けておけばよいことになる。

しかしながら、缶型電池よりも相対的に柔らかい電池外装材で被覆されているラミネート型電池１にあっては、温度異常によりラミネート型電池１の内圧が急上昇するとき、第２ラミネートフィルム周縁部１７の中央に位置する上下の切り欠き部２０Ａ、２０Ｂの付近だけで開裂するのではなく、第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体が開裂してしまう。

これを現状のラミネート型電池１で説明すると、図６は現状のラミネート型電池１の平面図、図７は図６のラミネート型電池１をＺ矢視でみた概略図である。ここで、図７（ａ）は温度異常が発生する前のラミネート型電池１の状態を示している。図７（ａ）のように、上下のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂは鉛直方向（図７で上下方向）に膨らんでいない。

温度異常時にはジュール発熱による大きな温度上昇に伴う電解液の気化によって急激な体積増加（つまり電池１の膨れ）が生じ上下のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂが外方に膨らむ。上下のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂが外方に向けて一杯に膨らんだ後には、電池１内部の圧力が上昇して高くなる。この高い圧力は、熱融着度の弱い部分、つまり切り欠き部２０に向かい、図７（ｂ）に示したように、上下の切り欠き部２０Ａ、２０Ｂをまず開裂する。すると、内部から噴出する高圧のガスが激しく噴出しつつガス圧が作用するため、図７（ｃ）に示したように開裂は第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体に及び、開裂した第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体から電池１内部のガス及び粉末が一方向（図６で下方）に飛び出す。

このように、上記従来の缶型電池の技術を現状のラミネート型電池１にそのまま適用して切り欠き部１８の周囲にだけフィルタを設けるのでは、電池１内部から飛散する粉末を全て捕捉することができないのである。

そこで本発明の第１実施形態では、第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体が開裂して電池１内部から粉末が飛散する温度異常時に、この電池１内部から飛散する粉末を捕捉する粉末捕捉機構を、発電要素２と切り欠き部２０との間に位置して、かつ第２ラミネートフィルム周縁部１７（ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つ）に直交する２つのラミネートフィルム周縁部である第３ラミネートフィルム周縁部１８、第４ラミネートフィルム周縁部１９のそれぞれに達するまで設ける。

具体的には、第１実施形態の粉末捕捉機構は網材で形成したフィルタ２１であり、このフィルタ２１の周縁と、このフィルタ２１の周縁に対向する上下のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂの内面とを溶着する。ここでは熱融着によって融着する。さらに、フィルタ２１を平面状とし、この平面状のフィルタ２１を１回以上折り畳んだ状態で電池１内部に収納する。なお、第１実施形態の平面状網材は面方向に収縮（変形）しない特質を有するものとする。

平面状の網材に限らず、平面状のパンチング材または平面状の多孔体で形成したフィルタでもかまわない。これら網材、パンチング材または多孔体の材質としては、金属、耐熱性樹脂、難燃性樹脂またはセラミックスを用いることができる。

例えば、平面状の網材には、金網、耐熱性樹脂網、難燃性樹脂網、セラミックス網がある。金網としては、ステンレスメッシュ、銅メッシュ、アルミメッシュなどを挙げることができる。耐熱性樹脂網としては、ポリイミドメッシュ、フェニレンサルファイトメッシュ、ナイロンメッシュなどを挙げることができる。セラミックス網としては、ガラスメッシュ、アルミナメッシュ、ジルコニアメッシュを挙げることができる。

平面状の網材の目開き（目の大きさ）は、電池１内部から飛散する粉末を捕捉し得る長さとする。例えば、網材の目開きは３ｍｍ以下とする。この場合、目開きはフィルタ２１の全体にわたって同じである。

平面状のパンチング材には、パンチングメタルまたはパンチング高分子フィルムがある。パンチングメタルになり得る材質としては、ステンレス、銅、ニッケル、アルミ、チタンを挙げることができる。パンチング高分子フィルムになり得る材質としては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルムなどを挙げることができる。

平面状の多孔体には、金属多孔体、樹脂多孔体がある。金属多孔体としては、アルミ多孔体、銅多孔体、ステンレス多孔体、ニッケル多孔体、チタン多孔体などを挙げることができる。樹脂多孔体としては、ポリイミド多孔体、フェニレンサルファイト多孔体、ナイロン多孔体、ポリプロピレン多孔体、ポリカーボネート多孔体などを挙げることができる。

なお、ここには一般的なパンチング材と多孔体を挙げている。第１実施形態では、収縮しない特質を有するパンチング材や収縮しない特質を有する多孔体を平面状に形成して用いる場合を対象としている。一方、後述するように、第２、第３の実施形態では、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有するパンチング材や少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する多孔体で平面状のフィルタを形成して用いる場合を対象としている。従って、ここに挙げたパンチング材や多孔体の中から収縮しない特質を有するパンチング材や収縮しない特質を有する多孔体は第１実施形態のフィルタとして用いる。一方、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有するパンチング材や少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する多孔体は第２、第３の実施形態のフィルタとして用いる。

収縮しない特質を有するパンチング材や収縮しない特質を有する多孔体を平面状に形成して用いる場合にパンチング材や多孔体の孔径は、電池１内部から飛散する粉末を捕捉できる径とする。例えば、孔径は３ｍｍ以下とする。この場合、孔径はフィルタ２１の全体にわたって同じである。

一方、後述する第６実施形態のフィルタとして用いられるパンチング材としては、これらパンチング材の中から図２４、図２５（ａ）に示したように孔６２を面内に等間隔で穿つとともに、一方向（図２５（ａ）では上方）に突出するドーム部６３を有するものだけが対象となる。

次に、切り離された２枚の矩形のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂで発電要素２を密封する場合に、電池１内部へのフィルタ２１の設け方の一例を説明する。なお、発電要素２を矩形のラミネートフィルム３で発電要素２を密封する方法はこれに限られない。例えば、１枚の矩形のラミネートフィルムを中央で折り返し、その折り返したラミネートフィルムの間に発電要素２を収納して密封する第２の方法でもかまわない。この第２の方法では熱融着部が３つとなる点で、２枚の矩形のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂで発電要素２を密封する第１の方法と相違する。そして、いずれの方法でも切り欠き部２０（ガス放出弁）は熱融着にて接合されるラミネートフィルム周縁部の一つに設けられる。

工程１：２枚の矩形のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂで発電要素２を密封するに際しては、まず下方ラミネートフィルム３Ｂを水平に敷き、敷いた下方ラミネートフィルム３Ｂの中央位置に発電要素２を配置する。

工程２：原材料としての平面状のフィルタから、第２ラミネートフィルム周縁部１７の長さとほぼ同じ長さと所定の面積を有するフィルタ２１を刳り貫いてまたは裁断して取り出す。フィルタ２１の外形は長軸と短軸とを有する楕円とし（図８参照）、短軸方向が鉛直方向となるように刳り貫いてまたは裁断して取り出す。取り出したフィルタ２１は、図５に示したように一回以上折り畳み、折り目をつけておく。

工程３：この折り目をつけたフィルタ２１の周縁（例えば鉛直方向上端２１ａと鉛直方向下端２１ｂ）に熱融着材２２を塗布する（図４（ａ）参照）。熱融着材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロンなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

工程４：熱融着材２２を塗布したフィルタ２１を、図３で示したように、切り欠き部２０と発電要素２との間に位置して設ける。かつ、フィルタ２１の一方の水平方向端（図３で左端）が第３ラミネートフィルム周縁部１８に届き、他方の水平方向端（図３で右端）が第４ラミネートフィルム周縁部１９に届くように第２ラミネートフィルム周縁部１７と平行に置く。

工程５：上方切り欠き部２０Ａが下方切り欠き部２０Ｂと対向するように上方ラミネートフィルム３Ａで発電要素２を鉛直上方から覆い、フィルタ２１を折り目に従って鉛直下方に折り畳む。上方ラミネートフィルム３Ａを覆った直後には、フィルタ２１は図４（ａ）、図５（ａ）に示したように折り畳む前の状態にあるが、上方ラミネートフィルム３Ａを折り目に従って鉛直下方に押しつけることにより、フィルタ２１は図４（ｂ）、図５（ｂ）に示したように折り畳んだ状態となる。

工程６：フィルタ２１を折り畳んだ状態で、２つのラミネートフィルム３Ａ、３Ｂの四つのラミネートフィルム周縁部１６〜１９のうち、第３ラミネートフィルム周縁部１８、第４ラミネートフィルム周縁部１９のいずれか一方を選択する。例えば第３ラミネートフィルム周縁部１８を選択するとすれば、選択しなかった残り３つのラミネートフィルム周縁部１６、１７、１９の周縁である熱融着部１２、１３、１５を熱融着によって接合する。

通常のラミネートフィルムはポリエチレンフィルム、アルミ金属フィルム、ナイロンフィルムがこの順に積層された３層構造になっており、下方ラミネートフィルム３Ｂはポリエチレンフィルムが鉛直上面になるように敷き、上方ラミネートフィルム３Ａは、ポリエチレンフィルムが鉛直下面になるように覆う。これによって内面側のポリエチレンフィルムの層が熱で溶融し接着される。このとき、フィルタ２１の鉛直方向上端２１ａと上方ラミネートフィルム３Ａの鉛直下面３ＡＡ（ラミネートフィルム内面）とが、またフィルタ２１の鉛直方向下端２１ｂと下方ラミネートフィルム３Ｂの鉛直上面３ＢＢ（ラミネートフィルム内面）とが熱融着材２２によって接合される。

工程７：熱融着を行わなかった第３ラミネートフィルム周縁部１８を鉛直上方に向け、この第３ラミネートフィルム周縁部１８を開口して電池外装材（３）の内部（電池１内部）に電解液を注入する。

工程８：電解液が電池１内部に十分浸透した後には、電池１内部から空気を抜きつつ熱融着を行わなかった第３ラミネートフィルム周縁部１８の周縁である第３熱融着部１４を熱融着によって接合する（つまり真空パックする）。これによって発電要素２及びフィルタ２１が電池１内部に密封される。

工程９：このようにして形成した電池１の強電タブ８、９に充電器（図示しない）を接続して初回の充電を行う。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態によれば、正極６と負極４とをセパレータ５を介して積層した発電要素２を有し、矩形のラミネートフィルム３を電池外装材として用いて四つあるラミネートフィルム周縁部の全てまたは一部を熱融着にて接合することにより、発電要素２を密封する共に、第２ラミネートフィルム周縁部１７（四つあるラミネートフィルム周縁部の一つ）に切り欠き部２０（電池内部の圧力が上昇したとき開裂して電池内部のガスを放出するガス放出弁）を有する薄板状のラミネート電池１において、第２ラミネートフィルム周縁部１７（ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つ）の全体が開裂して電池１内部から粉末が飛散する温度異常時に、この電池内部から飛散する粉末を捕捉するフィルタ２１（粉末捕捉機構）を、発電要素２と切り欠き部２０（ガス放出弁）との間に位置して、かつ第３ラミネートフィルム周縁部１８、第４ラミネートフィルム周縁部１９（ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つに直交する２つのラミネートフィルム周縁部）のそれぞれに達するまで設けている。温度異常時には、開裂した第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体によって生じる空間をフィルタ２１（粉末捕捉機構）が被覆し、開裂した第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体から電池１外部へと飛散する粉末をこのフィルタ２１が捕捉するので、缶型電池よりも相対的に柔らかい電池外装材（３）で被覆されているラミネート型電池１であっても、当該ラミネート型電池１内部から粉末が外部へと飛散することを防止できる。

本実施形態によれば、粉末捕捉機構は網材で形成したフィルタ２１であり、このフィルタ２１の周縁（鉛直方向上端２１ａ及び鉛直方向下端２１ｂ）と、このフィルタ２１の周縁に対向するラミネートフィルム内面３ＡＡ、３ＢＢとを溶着するので（図８参照）、第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体に開裂が広がっても、フィルタ２１が電池１内部から噴出するガスの勢いに負けて電池１外部へ飛び出すことがなく、電池１内部から電池１外部へと飛散する粉末を捕捉し続けることができる。

本実施形態によれば、フィルタ２１を平面状とし、この平面状のフィルタ２１を１回以上折り畳んだ状態で電池１内部に収納するので（図５（ａ）、（ｂ）参照）、温度異常時に第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体へと開裂が広がる際には、この動きにフィルタ２１の周縁（２１ａ、２１ｂ）が図８に示したように追従して鉛直方向（図８で上下方向）に広がる。これによってフィルタ２１の周縁（２１ａ、２１ｂ）とラミネートフィルム内面３ＡＡ、３ＢＢとの間に隙間が発生することを抑えることが可能となり、電池１内部から電池１外部へと飛散する粉末をフィルタ２１によりもれなく捕捉することができる。ここで、図８は、図２のラミネート型電池１を温度異常時にＺ矢視でみた概略図である。

温度異常時に、第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体が開裂したとき、開裂状態で第２ラミネートフィルム周縁部１７に生じる空間形状はほ楕円となる。この空間形状に関係なく、例えばフィルタ２１の外形を矩形状としたのでは、フィルタ２１を電池１内部に収納する際にかさばる部分が生じ、かさばっても電池１内部に収納しようとすれば無駄な収納スペースが生じる。これによって電池１の容積効率が低下してしまう。これに対して本実施形態によれば、開裂によって第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体に生じる空間形状に合わせ、フィルタ２１は、長軸方向の両端にゆくほど細くなる楕円形状としている。つまり、第３ラミネートフィルム周縁部１８、第４ラミネートフィルム周縁部１９（ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つに直交する２つの各ラミネートフィルム周縁部）に近づくほど相対的に細くなる形状であるので、かさばることなくフィルタ２１を電池１内部に収納することができる。

（第２実施形態）
図９は第２実施形態のラミネート型電池１の平面図である。ここでも、電池１を水平に配置するものとして鉛直方向を定める。すなわち、図９において紙面手前が鉛直上方、紙面奥が鉛直下方とする。

このように鉛直方向を定めたとき、図１０は図９のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図、図１１は図９のラミネート型電池１の一部Ｘ−Ｘ線断面図、図１２は図９のラミネート型電池１のＹ−Ｙ線断面図である。図１１の一部Ｘ−Ｘ線断面図では図９のＸ−Ｘ線断面図のうち中央部分を主に示し、左右の端部は省略して示していない。図１２のＹ−Ｙ線断面図では発電要素２は省略して示していない。第１実施形態の図２、図３、図４、図５と同一部分については同一番号を付している。

ここで、図１１（ａ）、図１２（ａ）は収縮（変形）させる前のフィルタ３１の状態を、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）は収縮させた後のフィルタ３１の状態を示している。

第１実施形態では、フィルタ２１が収縮しない特性を有する平面状網材で形成されていたため、この平面状のフィルタ２１を１回以上折り畳んだ状態で電池１内部に収納した。一方、第２実施形態ではフィルタ３１（粉末捕捉機構）を少なくとも一方向に収縮（変形）可能な多孔体で形成し、このフィルタ３１を収縮（変形）した状態で電池１内部に収納する。ここで、「収縮可能」とは元の形状より縮めることが可能であることをいうものとする。また、後述するように、収縮した状態から収縮する前の状態へと復帰するとき、元の状態より大きくなることはないものとする。

なお、第２実施形態のフィルタ３１についても全体的には平面状とするのであるが、フィルタ３１の厚さを第１実施形態のフィルタ２１と比較すれば、第２実施形態のフィルタ３１のほうが第１実施形態のフィルタ２１よりも厚いものとなる（図５、図１２参照）。ただし、第２実施形態のフィルタ３１の厚さを第１実施形態のフィルタ２１と同じにしても、一方向（鉛直方向）に収縮（変形）し得るのであれば、フィルタ３１の厚さを薄くすることはかまわない。

一般的な平面状の多孔体の例を第１実施形態で挙げてあるので、第１実施形態で挙げた平面状多孔体の中から少なくとも一方向に収縮可能な特質を有する多孔体を選択し、その選択した多孔体を用いて第２実施形態のフィルタ３１を形成する。

第２実施形態では、温度異常時にフィルタ３１が収縮した状態から収縮する前の状態に復帰するとき、孔の径はフィルタ３１が収縮した状態にあったときより大きくなる。フィルタ３１は、温度異常時に収縮した状態から収縮する前の状態に復帰した状態で電池１内部から飛散する粉末を捕捉することになるので、収縮する前の状態に復帰したときの孔の径は、電池１内部から飛散する粉末を捕捉できる径とする。例えば、孔の径は３ｍｍ以下とする。この場合、孔径はフィルタ３１の全体にわたって同じである。

なお、ここでは、平面状の網材、平面状のパンチング材であっても、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有するものであれば、少なくとも一方向に収縮可能な特質を有する多孔体に代えて用いてフィルタ３１を形成することはかまわない。

次に、切り離された２枚の矩形のラミネートフィルム３で発電要素２を密封する場合に、電池１内部へのフィルタ３１の設け方の一例を図１３、図１４をも参照して説明する。

ここで、図１３は第２実施形態のフィルタ３１の平面図である。このうち、図１３（ａ）は収縮する前のフィルタ３１の状態を、図１３（ａ）はプレスによって収縮させた後のフィルタ３１の状態を表している。図１４は図９のＸ−Ｘ線断面図である。このうち、図１４（ａ）は温度異常が発生する前のフィルタ３１の状態を、図１４（ｂ）は温度異常が発生したときのフィルタ３１の状態をモデルで表している。

工程１：２枚の矩形のラミネートフィルム３Ａ、３Ｂで発電要素２を密封するに際しては、まず下方ラミネートフィルム３Ｂを水平に敷き、敷いた下方ラミネートフィルム３Ｂの中央位置に発電要素２を配置する。

工程２：原材料としての平面状のフィルタは、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な多孔体で形成されている。この原材料としての平面状のフィルタから、図１３（ａ）に示したように第２ラミネートフィルム周縁部１７の長さとほぼ同じ長軸長さと所定の面積を有する楕円状のフィルタ３１を刳り貫いてまたは裁断して取り出す。ここで、楕円状に形成したフィルタ３１は短軸方向に収縮させることになるので、原材料としてのフィルタの収縮可能な方向とフィルタ３１の短軸方向とが一致するようにして刳り貫いたり裁断したりすることが必要である。

フィルタ３１の外形を楕円状とするのは、温度異常時に第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体が開裂したとき、その開裂によって生じる第２ラミネートフィルム周縁部１７の空間形状が楕円状になることがわかっているので、このときの第２ラミネートフィルム周縁部１７の空間形状に合わせるものである。

このように収縮可能な方向と短軸方向とを一致させているフィルタ３１を、楕円の短軸方向にプレスすれば、図１３（ｂ）に示したように塑性変形して縮まる（収縮する）。ここでは、フィルタ３１が塑性変形して縮まる場合で説明したが、フィルタ３１が弾性変形して縮まる場合でもかまわない。フィルタ３１が弾性変形する場合にはプレスすることは不要である。なぜなら、真空パックする際に電池１外部から作用する圧力（つまり大気圧）でつぶれる（弾性変形する）と思われるためである。

工程３：このプレスによって収縮させたフィルタ３１の周縁（例えば鉛直方向上端３１ａと鉛直方向下端３１ｂ）に熱融着材２２を塗布する（図１１（ａ）参照）。この熱融着材２２を塗布したフィルタ３１を、図１０に示したように、切り欠き部２０と発電要素２との間に位置して設ける。かつ、フィルタ３１の一方の水平方向端（図１０で左端）が第３ラミネートフィルム周縁部１８に届き、他方の水平方向端（図１０で右端）が第４ラミネートフィルム周縁部１９に届くように第２ラミネートフィルム周縁部１７と平行に置く。

工程４：上方切り欠き部２０Ａが下方切り欠き部２０Ｂと対向するように上方ラミネートフィルム３Ａで発電要素２を鉛直上方から覆う。上方ラミネートフィルム３Ａを覆ったとき、フィルタ３１は図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１４（ａ）に示したように鉛直方向に縮んだ状態となっている。

なお、図１１、図１２はイメージで記載したものであり、フィルタ３１の実際の変形を示すものでない。すなわち、プレスによってフィルタ３１を予め塑性変形してあれば、上方ラミネートフィルム３Ａで発電要素２の上下の面を被覆したタイミングでフィルタ３１は、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示したように縮んだ状態となる。つまり、プレスによってフィルタ３１を塑性変形してあれば図１１（ａ）、図１２（ａ）に示した状態（縮む前の状態）は取り得ない。

一方、フィルタ３１が弾性変形する場合には、上方ラミネートフィルム３Ａで発電要素２を被覆したタイミングでフィルタ３１は、図１１（ａ）、図１２（ａ）に示したように縮む前の状態となる。そして、真空パックによってフィルタ３１は図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示した状態（縮んだ状態）に移行する。なお、縮んだ状態でのフィルタ３１の厚さは縮む前よりも大きくなっている（図１２（ａ）、（ｂ）参照）。

工程５：２つのラミネートフィルム３Ａ、３Ｂの四つのラミネートフィルム周縁部１６〜１９のうち、第３ラミネートフィルム周縁部１８、第４ラミネートフィルム周縁部１９のいずれか一方を選択する。例えば第３ラミネートフィルム周縁部１８を選択するとすれば、選択しなかった残り３つのラミネートフィルム周縁部１６、１７、１９の周縁である熱融着部１２、１３、１５を熱融着によって接合する。このとき、フィルタ３１の鉛直方向上端３１ａと上方ラミネートフィルム３Ａの鉛直下面３ＡＡ（ラミネートフィルム内面）とが、またフィルタ３１の鉛直方向下端２１ｂと下方ラミネートフィルム３Ｂの鉛直上面３ＢＢ（ラミネートフィルム内面）とが熱融着材２２によって接合される。

工程６：熱融着を行わなかった第３ラミネートフィルム周縁部１８を鉛直上方に向け、この第３ラミネートフィルム周縁部１８を開口して電池外装材（３）の内部（電池１内部）に電解液をに注入する。

工程７：電解液が電池１内部に十分浸透した後には、電池１内内部から空気を抜きつつ熱融着を行わなかった第３ラミネートフィルム周縁部１８の周縁である第３熱融着部１４を熱融着によって接合する（つまり真空パックする）。これによって発電要素２及びフィルタ３１が電池１内部に密封される。

工程８：このようにして形成した電池１の強電タブ８、９に充電器（図示しない）を接続して初回の充電を行う。

第２実施形態によっても、基本的には第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

ここでは、第１実施形態と多少異なる作用効果について説明すると、第２実施形態によれば、フィルタ３１を少なくとも一方向に収縮（変形）可能な多孔体で形成し、このフィルタ３１を収縮（変形）した状態で電池１内部に収納することとしている。このため、温度異常時に第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体へと開裂が広がる際には、この動きにフィルタ３１の周縁（３１ａ、３１ｂ）が図１４（ｂ）に示したように追従して塑性変形（あるいは弾性変形）し短軸方向（鉛直方向）に膨らむ。これによってフィルタ３１の周縁（３１ａ、３１ｂ）とラミネートフィルム内面３ＡＡ、３ＢＢとの間に隙間が発生することを抑えることが可能となり、電池１内部から電池１外部へと飛散する粉末をもれなく捕捉することができる。

また、第２実施形態によれば、フィルタ３１を収縮（変形）させる前後で必要となる水平方向の収納スペースが、第１実施形態においてフィルタ２１を折り畳む前後で必要となる水平方向の収納スペースより小さくて済むので（図５、図１２参照）、電池１の容積効率を第１実施形態より高めることができる。

（第３実施形態）
図１５は第３実施形態のラミネート型電池１の平面図である。ここでも、電池１を水平に配置するものとして鉛直方向を定める。すなわち、図１５において紙面手前が鉛直上方、紙面奥が鉛直下方とする。

このように鉛直方向を定めたとき、図１６は図１５のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図、図１７は第３実施形態のフィルタ３２の平面図である。このうち、図１７（ａ）は縮ませる前のフィルタ３１の状態を、図１７（ａ）はプレスによって縮ませた後のフィルタ３１の状態を表している。図１８は図１５のＸ−Ｘ線断面である。このうち、図１８（ａ）は温度異常が発生する前のフィルタ３１の状態を、図１８（ｂ）は温度異常が発生したときのフィルタ３１の状態をモデルで表している。第２施形態の図９、図１０、図１３、図１４と同一部分には同一番号を付している。

第３実施形態はフィルタ３２の外形のみが第２実施形態のフィルタ３１と相違するものである。すなわち、第３実施形態においても、平面状のフィルタ３２は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する多孔体で形成されている。原材料としての平面状のフィルタからは、図１７（ａ）に示したように第２ラミネートフィルム周縁部１７の長さとほぼ同じ底辺長さと所定の面積を有する二等辺三角形状のフィルタ３２（粉末捕捉機構）を刳り貫いてまたは裁断して取り出す。ここで、二等辺三角形状に形成したフィルタ３１は底辺に直交する方向に収縮（変形）させることになるので、原材料としてのフィルタの収縮可能な方向とフィルタ３１の底辺に直交する方向とが一致するようにして刳り貫いたり裁断したりすることが必要である。

このように収縮可能な方向と底辺に直交する方向とを一致させているフィルタ３２を、底辺に直交する方向にプレスすれば、図１７（ｂ）に示したように塑性変形して縮まる（収縮する）。ここでは、フィルタ３２が塑性変形して縮まる場合で説明したが、フィルタ３２が弾性変形して縮まる場合でもかまわない。フィルタ３２が弾性変形する場合にはプレスすることは不要である。なぜなら、第２実施形態で前述したように真空パックする際に電池外部から作用する圧力（つまり大気圧）でつぶれる（弾性変形する）と思われるためである。

このプレスによって収縮させたフィルタ３２の周縁（例えば鉛直方向上端３２ａ、３２ｂと鉛直方向下端３２ｃ）に熱融着材２２を塗布する。この熱融着材２２を塗布したフィルタ３２を、図１６に示したように、切り欠き部２０と発電要素２との間に位置して設ける。かつ、フィルタ３２の一方の水平方向端（図１６で左端）が第３ラミネートフィルム周縁部１８に届き、他方の水平方向端（図１６で右端）が第４ラミネートフィルム周縁部１９に届くように第２ラミネートフィルム周縁部１８と平行に置く。

このようにフィルタ３２を配置すれば、温度異常時に第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体へと開裂が広がる際には、この動きにフィルタ３２の周縁（３２ａ、３２ｂ）が図１８（ｂ）に示したように追従して塑性変形（あるいは弾性変形）し底辺に直交する方向（鉛直方向）に膨らむこととなる。

第３実施形態では、フィルタ３２の外形を二等辺三角形状とする場合で説明したが、この外形に限られるものでない。例えば、等脚台形状や菱形状としてもかまわない。

第３実施形態においても第２実施形態と同様の作用効果が得られる。

（第４実施形態）
図１９は第４実施形態のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図である。第１実施形態の図３と同一部分には同一番号を付している。

第１実施形態は目開きが均一な１種類の平面状網材でフィルタ２１を形成したものであった。一方、第４実施形態は、目開きの異なる３種類の平面状網材でフィルタ２１’（粉末捕捉機構）を形成するものである。なお、第４実施形態の３種類の平面状網材も面方向に収縮（変形）しない特質を有するものとする。

３種類の平面状網材について目開きの大きな順に、第１平面状網材、第２平面状網材、第３平面状網材とし、第１平面状網材で第１フィルタ４１を、第２平面状網材で第２フィルタ４２を、第３平面状網材で第３フィルタ４３を形成するものとすると、図１９下方の拡大図に示したように、目開きの大きな平面状網材からなるフィルタほど発電要素２側になるように並べる。なお、目開きの異なる平面状網材の数は３つに限定されるものでない。目開きの異なる平面状網材の数は少なくとも２つあればよい。

これは、電池１内部から電池１外部へと飛散する粉末の粒子径をほぼ３つに区分けし、粒子径によって捕捉するフィルタを相違させるものである。すなわち、粒子径をほぼ大、中、小の３つに区分けしたとすると、第１フィルタ４１によってまず大径の粉末を捕捉し、次には第２フィルタ４２によって中径の粉末を捕捉し、最後に第３フィルタ４３によって小径の粉末を捕捉するのである。このように、目開きの異なるフィルタ４１〜４３を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ２１’を形成することで、フィルタ２１’全体の目詰まりを防ぐことができる。なお、１つのフィルタ２１’の外形は楕円状や二等辺三角形状とする。

隣り合う２つのフィルタの間は、熱融着により接合するか接着剤４５で貼り付ける。例えば、隣り合うフィルタの間に熱融着材としての熱可塑性樹脂を塗布した後に、融点近くの温度に上げることで隣り合うフィルタ同士を熱融着できる。接着剤４５としてはエポキシ系などの接着剤を用いればよい。

第４実施形態のフィルタ２１’に用いる材料は平面状網材に限られず、孔径の異なる３種類の平面状パンチング材や平面状多孔体を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ２１’を形成するものであってもかまわない。この場合、平面状パンチング材や平面状多孔体は、収縮しない特質を有する平面状パンチング材や収縮しない特質を有する平面状多孔体である。

第４実施形態によれば、平面状網材で形成したフィルタ２１’である場合に、このフィルタ２１’が目の粗さの異なる複数のフィルタ４１〜４３からなり、相対的に目の粗いフィルタ４１を発電要素２の側に、相対的に目の細かいフィルタ４３を切り欠き部２０（ガス放出弁）の側に配置する。これによって、相対的に大きな粒径の粉末をガス流れの上流側で捕捉し、相対的に小さな粒径の粉末をガス流れの下流で捕捉することが可能となり、フィルタ２１’の目詰まりを防止することができる。

ここで、第４実施形態、後述する第５、第６の実施形態でいう「ガス流れ」とは、温度異常時に電池１内部より電池１外部へと噴出するガス流れをいう。これは、図６に示したように、第２ラミネートフィルム周縁部１７に対して直交する方向の流れである。

（第５実施形態）
図２０は第５実施形態のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図である。第２実施形態の図１０と同一部分には同一番号を付している。

第２実施形態は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な平面状多孔体でフィルタ３１（粉末捕捉機構）を形成したものであり、このフィルタ３１に用いられる多孔体の孔径は、フィルタ３１の全体にわたって均一であった。一方、第５実施形態は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な平面状多孔体である点で第２実施形態と同じであるが、さらに孔径の異なる３種類の平面状多孔体を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ３１’を形成するものである。なお、この場合も１つのフィルタ３１’の外形は楕円状や二等辺三角形状とする。

３種類の平面状多孔体について孔径の大きな順に、第１平面状多孔体、第２平面状多孔体、第３平面状多孔体とし、第１平面状多孔体で第１フィルタ４６を、第２平面状多孔体で第２フィルタ４７を、第３平面状多孔体で第３フィルタ４８を形成するものとすると、図２０下方の拡大図に示したように、孔径の大きな平面状多孔体からなるフィルタほど発電要素２側になるように並べる。なお、孔径の異なる平面状多孔体の数は３つに限定されるものでない。孔径の異なる平面状多孔体の数は少なくとも２つあればよい。

これは、電池１内部から電池１外部へと飛散する粉末の粒子径をほぼ３つに区分けし、粒子径によって捕捉するフィルタを相違させるものである。すなわち、粒子径をほぼ大、中、小の３つに区分けしたとすると、第１フィルタ４６によってまず大径の粉末を捕捉し、次には第２フィルタ４７によって中径の粉末を捕捉し、最後に第３フィルタ４８によって小径の粉末を捕捉する。このように、孔径の異なるフィルタ４６〜４８を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ３１’を形成することで、フィルタ３１’全体の目詰まりを防ぐことができる。

隣り合う２つのフィルタの間は、熱融着により接合するか接着剤４５で貼り付ける。例えば、隣り合うフィルタの間に熱融着材としての熱可塑性樹脂を塗布した後に、融点近くの温度に上げることで隣り合うフィルタ同士を熱融着できる。接着剤４５としてはエポキシ系などの接着剤を用いればよい。

第５実施形態のフィルタ３１’に用いる材料は、平面状多孔体に限られず、孔径の異なる３種類の平面状パンチング材を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ３１’を形成するものであってもかまわない。この場合、平面状パンチング材は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する平面状パンチング材である。

第５実施形態によっても、第４実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、第５実施形態によれば、平面状多孔体で形成したフィルタ３１’である場合に、このフィルタ３１’が孔径の異なる複数のフィルタ４６〜４８からなり、相対的に孔径の大きなフィルタ４６を発電要素２の側に、相対的に孔径の小さなフィルタ４８を切り欠き部２０（ガス放出弁）の側に配置する。これによって、相対的に大きな粒径の粉末をガス流れの上流側で捕捉し、相対的に小さな粒径の粉末をガス流れの下流で捕捉することが可能となり、フィルタ３１’の目詰まりを防止することができる。

（第６実施形態）
図２１は第６実施形態のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図である。第５実施形態の図２０と同一部分には同一番号を付している。

第５実施形態は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な平面状多孔体であって、孔径の異なる３種類の平面状多孔体を組み合わせて（重ねて）１つのフィルタ３１’を形成するものであった。一方、第６実施形態は、少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する平面状多孔体でフィルタ５１（粉末捕捉機構）を形成する点で第５実施形態と同じであるが、孔径の異なる３種類の平面状多孔体を組み合わせない点で第５実施形態と異なる。すなわち、一体でありながら孔径が面に直交する方向（厚さ方向）に徐々に変化する平面状多孔体でフィルタ５１を形成する。具体的には一方のフィルタ面５１ａから他方のフィルタ面５１ｂに向かうほど孔径が徐々に小さくなる（変化する）ようにフィルタ５１を形成する。

そして、図２１下方の拡大図に示したように、孔径が相対的に大きい側のフィルタ面５１ａが発電要素２側に、孔径が相対的に小さい側のフィルタ面５１ｂが切り欠き部２０側にくるように設ける。なお、この場合も１つのフィルタ５１の外形は楕円状や二等辺三角形状とする。

同じ材質の中でフィルタ５１の面に直交する方向（厚さ方向）に徐々に孔径が変化するように形成するには、次のようにすればよい。例えば、発泡フォームで平面状多孔体を形成する際に重力により径の異なる泡が偏って固まることを利用して、一方の面から他方の面に向かうほど徐々に孔径が変化する平面状多孔体を形成し、この平面状多孔体でフィルタ５１を形成する。

第６実施形態は、フィルタ５１を少なくとも一方向に収縮（変形）可能な特質を有する平面状多孔体で形成する場合を前提としているが、収縮しない特質を有する平面状多孔体でフィルタ５１を形成する場合にも適用がある。収縮しない特質を有する平面状多孔体で一方の面から他方の面に向かうほど徐々に孔径が変化するように形成するには、次のようにすればよい。すなわち、セラミックスを焼結する際に適度に不純物を混ぜておいて焼結することで、一方の面から他方の面に向かうほど徐々に孔径が変化する平面状多孔体を形成し、この平面状多孔体でフィルタ５１を形成する。

なお、フィルタ５１を少なくとも一方向に収縮可能な特質を有する平面状多孔体で形成する場合には、フィルタを収縮した状態で電池１内部に収納することになる。一方、収縮しない特質を有する平面状多孔体でフィルタを形成する場合にはフィルタを１回以上折り畳んだ状態で電池１内部に収納することになる。

第６実施形態によれば、フィルタ５１に用いる平面状多孔体の孔径は、発電要素２の側から切り欠き部２０（ガス放出弁）の側に向かうほど小さくなるので、相対的に大きな粒径の粉末をガス流れの上流側で捕捉し、相対的に小さな粒径の粉末をガス流れの下流で捕捉することが可能となり、フィルタ５１の目詰まりを防止することができる。

（第７実施形態）
図２２は第７実施形態のラミネート型電池１の平面図である。ここでも、電池１を水平に配置するものとして鉛直方向を定める。すなわち、図２２において紙面手前が鉛直上方、紙面奥が鉛直下方とする。

このように鉛直方向を定めたとき、図２３は図２２のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図である。図２３において第１実施形態の図３と同一部分には同一番号を付している。図２４は第７実施形態のフィルタ６１の概略斜視図、図２５（ａ）は図２４のＸ−Ｘ線断面図（孔６２の列を通る水平線で切った断面図）である。

第７実施形態は、収縮しない特質を有する平面状パンチング材（例えばパンチングメタル）６１でフィルタ６１（粉末捕捉機構）を形成し、このフィルタ６１を１回以上折り畳んだ状態で電池１内部に収納する点で第１実施形態と同様であるが、フィルタ６１の孔６２周り形状が第１実施形態と相違する。なお、第７実施形態の平面状パンチング材も面方向に収縮（変形）しない特質を有するものとする。

孔６２が面内に等間隔で穿たれている平面状パンチング材は、図２５（ａ）に示したように、面に直交する方向のうちの一方向（図２５（ａ）では上方）に突出するドーム部６３を孔６２の周囲に有している。

ここでは比較のため、図２５（ｂ）に一般的な平面状パンチング材でフィルタ６５を形成した場合の断面図を示している。一般的な平面状パンチング材で形成したフィルタ６５では、孔６２の周囲は面に直交する方向に突出しておらず、平面部６６となっている。

図２４、図２５（ａ）に示したような原材料としてのフィルタから、第２ラミネートフィルム周縁部１８の長さとほぼ同じ長軸長さと所定の面積を有する楕円状のフィルタ６１を刳り貫いてまたは裁断して取り出す。取り出したフィルタ６１は、図５で前述したところと同様に一回以上折り畳み、折り目をつけておく。この折り目をつけたフィルタ６１の周縁（例えば鉛直方向上端６１ａと鉛直方向下端６１ｂ）に熱融着材２２を塗布する（図２６参照）。

熱融着材２２を塗布したフィルタ６１を、図２３で示したように、切り欠き部２０と発電要素２との間に位置して設ける。かつ、フィルタ６１の一方の水平方向端（図２３で左端）が第３ラミネートフィルム周縁部１８に届き、他方の水平方向端（図２３で右端）が第４ラミネートフィルム周縁部１９に届くように第２ラミネートフィルム周縁部１７と平行に置く。フィルタ６１は、図２５（ａ）に示したようにドーム部６３の頂点が発電要素２側となるように配置する。

このようにフィルタ６１を配置すれば、温度異常時に第２ラミネートフィルム周縁部１７の全体へと開裂が広がる際には、この動きにフィルタ６１の周縁（６１ａ、６１ｂ）が図２６に示したように追従して鉛直方向に広がることとなる。

このとき、発電要素２側からフィルタ６１をみれば、孔６２周囲に先がすぼまる先すぼまり部６４が形成されている（図２５（ａ）参照）。図２５（ａ）に示したフィルタ６１の断面形状によればガスは一方向に限って移動が許されることから、フィルタ６１の先すぼまり部６４は逆止弁の働きをする。すなわち、図２５（ａ）において、温度異常時に電池１内部から電池１外部へと噴出するガスは、孔６２周囲の先すぼまり部６４の形状にガイドされて孔６２に侵入し、孔６２から電池１外部に噴出する（図２５（ａ）において下方に向かう矢印参照）。その一方で、電池１外部の空気（酸素）は孔６２から電池１内部へと侵入することができない（図２５（ａ）において上方に向かう矢印参照）。

これに対して一般的な平面状パンチングでフィルタ６５を形成した場合では、図２５（ｂ）において上下どちらの面からフィルタ６５をみても孔６２周囲には先すぼまり部６４が存在しないので、電池１内部からのガスの噴出がないところでは、電池１外部の空気（酸素）が孔６２から電池１内部へと侵入することとなる。

なお、収縮しない特質を有するパンチング材に代えて、少なくとも一方向に収縮可能な特質を有するパンチング材でフィルタを形成すると共に、フィルタ６１の孔６２周りの形状を図２４、図２５（ａ）に示した形状とするものであってもかまわない。この場合には、フィルタ６１を収縮した状態で電池１内部に収納する。

第７実施形態によれば、第２実施形態の作用効果に加えて、さらに次の作用効果を得ることができる。すなわち、第７実施形態によれば、平面状パンチング材で形成したフィルタ６１である場合に、パンチング孔６２に向かって先がすぼまる先すぼまり部６４を片面に形成し、この先すぼまり部６４が形成された面を発電要素２側に配置している（図２５（ａ）参照）。先すぼまり部６４は、電池１内部から電池１外部へと噴出するガスはパンチング孔６２を通して電池１外部に排出するが、電池１外部にある空気（特に酸素）はパンチング孔６２を通して電池１内部に侵入しないようにする逆止弁の機能を有する。これによって、空気の電池１内部への逆流を抑制し、電池１内部で発火するという現象を抑制できる。

（第８実施形態）
図２７は第７実施形態のラミネート型電池１の水平面に沿った断面図である。第１実施形態の図２と同一部分には同一番号を付している。

図２７において電池１が圧壊するなど、予期しない大きな力が作用して電池１が激しく変形する際には、フィルタ２５が電気伝導性を有する場合に、フィルタ２５が発電要素２と接触して、内部短絡を生じさせることが考えられる。

そこで、第８実施形態では、フィルタ２５（粉末捕捉機構）が電気伝導性を有する場合に、フィルタ２５の発電要素２側の面２５ｃを絶縁材料７１で被覆することで、電池１が激しく変形する際に電気伝導性を有するフィルタ２５が発電要素２と接触したとしても、内部短絡を生じさせないようにする。

ここで、「フィルタが電気伝導性を有する」とは、フィルタの原材料である平面状網材、平面状パンチング材または平面状多孔体が電気伝導性を有することである。ここでの平面状網材、平面状パンチング材、平面状多孔体は収縮しない特質を有するもの、 一方向に収縮（変形）可能な特質を有するもの、いずれでもかまわない。

上記の絶縁材料にはポリマーやセラミックがある。ポリマーとしてポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、テフロン（登録商標）、ポリイミドを挙げることができる。セラミックとしてアルミナ、ジルコニアを挙げることができる。セラミックによる被膜は蒸着（アルミナ蒸着、ジルコニア蒸着）などにより行わせることができる。

第８実施形態によれば、フィルタ２５が電気伝導性を有する場合に、このフィルタ２５の発電要素２側の面２５ｃを絶縁材料７１で被覆するので、圧壊など電池１が激しく変形する際に、電気伝導性を有するフィルタ２５と発電要素２の電極とが接触し短絡することを抑制できる。

実施形態では、変形可能な場合として収縮可能な場合で説明したが、これに限られるものでなく、伸縮可能な場合でもかまわない。ここで、「収縮可能」について、収縮した状態から収縮する前の状態へと復帰するとき、元の状態より大きくなることはないと前述した。一方、「伸縮可能」という場合には、収縮した状態から収縮する前の状態へと復帰するとき、元の状態より大きくなる場合を含む概念で使用するものとする。

実施形態では、ラミネート型電池が二次電池である場合で説明したが、ラミネート型電池が一次電池である場合にも本発明の適用がある。

１ ラミネート型電池
２ 発電要素
３ ラミネートフィルム
４ 負極
５ セパレータ
６ 正極
１７ 第２ラミネートフィルム周縁部
２０ 切り欠き部（ガス放出弁）
２１ フィルタ（粉末捕捉機構）
２１’ フィルタ（粉末捕捉機構）
２５ フィルタ（粉末捕捉機構）
３１ フィルタ（粉末捕捉機構）
３１’ フィルタ（粉末捕捉機構）
３２ フィルタ（粉末捕捉機構）
５１ フィルタ（粉末捕捉機構）
５２ フィルタ（粉末捕捉機構）
６１ フィルタ（粉末捕捉機構）

Claims (10)

1. 正極と負極とをセパレータを介して積層した発電要素を有し、矩形のラミネートフィルムを電池外装材として用いて四つあるラミネートフィルム周縁部の全てまたは一部を熱融着にて接合することにより、発電要素を密封する共に、
   熱融着にて接合されるラミネートフィルム周縁部の一つに電池内部の圧力が上昇したとき開裂して電池内部のガスを放出するガス放出弁を有する薄板状のラミネート電池において、
   前記ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つの全体が開裂して電池内部から粉末が飛散する温度異常時に、この電池内部から飛散する粉末を捕捉する粉末捕捉機構を、前記発電要素と前記ガス放出弁との間に位置して、かつ前記ガス放出弁を有するラミネートフィルム周縁部の一つに直交する２つのラミネートフィルム周縁部のそれぞれに達するまで設けることを特徴とするラミネート型電池。
2. 前記粉末捕捉機構は網材、パンチング材または多孔体で形成したフィルタであり、
   このフィルタの周縁と、このフィルタの周縁に対向するラミネートフィルム内面とを溶着することを特徴とする請求項１に記載のラミネート型電池。
3. 前記フィルタを平面状とし、この平面状のフィルタを１回以上折り畳んだ状態で電池内部に収納することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
4. 前記フィルタを少なくとも一方向に変形可能な多孔体で形成し、このフィルタを変形した状態で電池内部に収納することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
5. 前記フィルタは、前記直交する２つの各ラミネートフィルム周縁部に近づくほど相対的に細くなる形状であることを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
6. 前記網材で形成したフィルタである場合に、
   このフィルタが目の粗さの異なる複数のフィルタからなり、
   相対的に目の粗いフィルタを前記発電要素の側に、相対的に目の細かいフィルタを前記ガス放出弁の側に配置することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
7. 前記パンチング材または多孔体で形成したフィルタである場合に、
   このフィルタが孔径の異なる複数のフィルタからなり、
   相対的に孔径の大きなフィルタを前記発電要素の側に、相対的に孔径の小さなフィルタを前記ガス放出弁の側に配置することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
8. 前記多孔体の孔径は、前記発電要素の側から前記ガス放出弁の側に向かうほど小さくなることを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
9. 前記パンチング材で形成したフィルタである場合に、
   パンチング孔に向かって先がすぼまる先すぼまり部を片面に形成し、この先すぼまり部が形成された面を前記発電要素側に配置することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。
10. 前記フィルタが電気伝導性を有する場合に、
    このフィルタの前記発電要素側の面を絶縁材料で被覆することを特徴とする請求項２に記載のラミネート型電池。

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