JP6835505B2 - 蓄電セル、外装フィルム及び蓄電モジュール - Google Patents

蓄電セル、外装フィルム及び蓄電モジュール Download PDF

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本発明は、蓄電素子が外装フィルムによって封止された蓄電セル、外装フィルム及び当該蓄電セルを積層した蓄電モジュールに関する。
近年、蓄電素子が外装フィルムによって封止されたフィルム外装電池が広く用いられている。フィルム外装電池は、使用時において、電池の制御回路が何らかの原因で故障して異常な電圧が印加されたり、何らかの原因で周囲が異常に高温となったりすると、電解液溶媒の電気分解によりガス種が発生し、電池の内圧が上昇することがある。そして、内圧が上昇したフィルム外装電池は、最終的には外装材が破裂しその箇所からガスが噴出するが、破裂がどの箇所で発生するのかがわからないため、破裂した箇所によっては周囲の機器等に悪影響を及ぼすことがある。
このような問題を解消するため、例えば特許文献１には、外装フィルムのシール部に半島状の突出融着部を設け、当該突出融着部に外装フィルムの膨張による剥離が進行したときの圧力開放部として貫通穴を形成した構成が開示されている。これにより、膨張によって生じる引き剥がし応力を突出融着部に集中させて剥離の進行を容易にすることができ、膨張時に圧力が容易に開放されるものとしている。
特開２００５−２０３２６２号公報
しかしながら、特許文献１の構成においては、貫通穴と突出融着部のシール幅が狭いため、長期信頼性において融着樹脂層から内部へ水分が透過するおそれがある。加えて、特許文献１に記載の構成以外にも、膨張した外装フィルムを突起物が突き破ることにより内部圧力を開放する構成もあるが、突起となる部品をデバイス毎に付ける等コスト増となる。また常に突起物がついているので、デバイスの取扱いにも注意が必要となる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、異常時に上昇した内部圧力を安全に開放することができ、信頼性が高い蓄電セル、外装フィルム及び蓄電モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蓄電セルは、蓄電素子と、外装フィルムパッケージとを具備する。
上記外装フィルムパッケージは、上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子側の第１の主面と、上記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、上記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、上記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、上記外部樹脂層にスリットが形成された外装フィルムパッケージであって、上記蓄電素子の周縁において上記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、上記シール領域と上記蓄電素子の間において上記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、上記シール領域は上記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、上記スリットは上記突出部と上記蓄電素子の間に設けられている外装フィルムパッケージである。
この構成によれば、蓄電セルの異常により蓄電セルの内部圧力が上昇すると、外装フィルムパッケージを互いに離間させる応力が生じ、この応力が突出部と蓄電素子との間の非シール領域である応力集中領域に集中する。そして、蓄電セルの内部圧力がさらに上昇すると、応力集中領域における外装フィルムパッケージが膨張することで、上記応力がスリットに伝播する。次いで、スリットに伝播した応力により、スリットを介して外装フィルムパッケージが開裂することで、蓄電セルの内部圧力が開放される。
即ち、スリットの形成箇所において内部圧力が開放されるため、スリット以外の部分からの圧力開放を防止することができ安全である。また、通常時（蓄電セルに異常が生じていない時）には金属層によって水分の収容空間への透過が防止されており、蓄電セルの信頼性を確保することも可能である。
上記突出部と上記非シール領域との境界のうち、上記蓄電素子に最も接近する境界は上記スリットの長手方向に対して平行であってもよい。
この構成であることにより、蓄電素子に最も接近している突出部と非シール領域との境界と、スリットとの間の距離を調整することで、蓄電セルの内部圧力が開放される開放圧力を所望の圧力にコントロールすることができる。
上記スリットは、上記外部樹脂層において上記スリットの先端から上記第２の主面までの距離が０μｍ以上１５μｍ以下となる深さであってもよい。
本発明では、スリットの深さは外部樹脂層において上記の深さであればよく、金属層にまで到達させる必要がない。これにより、蓄電セルが腐食性環境中で用いられても金属層の腐食が防止される。
上記内部樹脂層は、無延伸ポリプロピレン又はポリエチレンからなり、
上記外部樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンの少なくとも一方からなるものであってもよい。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る外装フィルムは、上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子側の第１の主面と、上記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、上記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、上記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、上記外部樹脂層にスリットが形成され、上記蓄電素子の周縁において上記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、上記シール領域と上記蓄電素子の間において上記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、上記シール領域は上記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、上記スリットは上記突出部と上記蓄電素子の間に設けられている外装フィルムである。
上記構成を有する外装フィルムによって蓄電素子を被覆することにより、異常時に上昇した内部圧力を安全に開放することができ、信頼性が高い蓄電セルを作製することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蓄電モジュールは、複数の蓄電セルが積層された蓄電モジュールである。
上記蓄電セルは、蓄電素子と外装フィルムパッケージとを具備する。
上記外装フィルムパッケージは、上記蓄電素子を収容し、上記蓄電素子側の第１の主面と、上記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、上記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、上記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、上記外部樹脂層にスリットが形成された外装フィルムパッケージであって、上記蓄電素子の周縁において上記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、上記シール領域と上記蓄電素子の間において上記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、上記シール領域は上記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、上記スリットは上記突出部と上記蓄電素子の間に設けられている外装フィルムパッケージである。
上記外装フィルムパッケージは、上記蓄電素子の周縁において上記内部樹脂層が互いに接触している接触領域を有し、
上記スリットは、蓄電セルの接触領域のうち隣接する蓄電セルの接触領域と向かい合う箇所に形成されていてもよい。
この構成によれば、蓄電セルの異常に伴って上昇した内部圧力が開放されることによりスリットから電解液が漏れた場合に、上記箇所に対策部品（スポンジ等の吸収部材）を設けることによって、互いに隣接している蓄電セルに共通した対策部品により、電解液を吸収させることができる。
仮に、互いに隣接している蓄電セルが背中合わせとなっている箇所にスリットが形成される場合はそれぞれのセル毎に対策を行い、スリットが同一方向に形成される場合は構造が異なる方式でセル毎に対策部品を設ける必要がある。
従って、スリットを上記箇所に設けることにより、装置構成を複雑化させず且つ低コストで、スリットから電解液が漏れた場合に対処可能な蓄電モジュールを提供することが可能となる。
以上のように、本発明によれば異常時に上昇した内部圧力を安全に開放することができ、信頼性が高い蓄電セル、外装フィルム及び蓄電モジュールを提供することができる。
本発明の実施形態に係る蓄電セルの斜視図である。 同蓄電セルの断面図である。 同蓄電セルの平面図である。 同蓄電セルが備える外装フィルムの断面図である。 同蓄電セルの平面図である。 同蓄電セルが備える突出部を一方向から見た拡大図である。 同蓄電セルが備える外装フィルムの断面図である。 同蓄電セルの平面図である。 同蓄電セルの平面図である。 本発明の実施形態に係る蓄電モジュールの模式図である。 本発明の変形例に係る蓄電セルの断面図である。 同蓄電セルが備える突出部を一方向から見た拡大図である。 同蓄電セルが備える突出部を一方向から見た拡大図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［蓄電セルの構造］
図１は、本実施形態に係る蓄電セル１０の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における蓄電セル１０の断面図である。以下の図においてＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は相互に直交する３方向である。
図１及び図２に示すように、蓄電セル１０は、外装フィルム２０、蓄電素子３０、正極端子４０及び負極端子５０を有する。
蓄電セル１０においては、２枚の外装フィルム２０によって構成される外装フィルムパッケージが収容空間Ｒを形成し、収容空間Ｒには蓄電素子３０が収容されている。２枚の外装フィルム２０は、蓄電素子３０の周縁においてシールされており、外装フィルムパッケージは２枚の外装フィルム２０が接触する接触領域２０ａと、蓄電素子３０を収容する素子収容部２０ｂを備える。接触領域２０ａ及び素子収容部２０ｂについては後述する。
本実施形態の蓄電セル１０の厚みは、特に限定されないが、例えば１２ｍｍ以下とすることができる。これにより、後述するスリットＳと突出部Ｅ３とが蓄電セル１０に形成されることによる作用効果がより顕著なものとなる。
蓄電素子３０は、図２に示すように、正極３１、負極３２及びセパレータ３３を備える。正極３１と負極３２はセパレータ３３を介して対向し、収容空間Ｒに収容されている。
正極３１は、蓄電素子３０の正極として機能する。正極３１は正極活物質やバインダ等を含む正極材料からなるものとすることができる。正極活物質は例えば活性炭である。正極活物質は、蓄電セル１０の種類に応じて適宜変更することが可能である。
負極３２は、蓄電素子３０の負極として機能する。負極３２は負極活物質やバインダ等を含む負極材料からなるものとすることができる。負極活物質は例えば炭素系材料である。負極活物質は、蓄電セル１０の種類に応じて適宜変更することが可能である。
セパレータ３３は、正極３１と負極３２の間に配置され、電解液を通過させると共に正極３１と負極３２の接触を防止（絶縁）する。セパレータ３３は、織布、不織布又は合成樹脂微多孔膜等であるものとすることができる。
図２においては、正極３１と負極３２がそれぞれ一つずつ設けられているが、それぞれが複数設けられるものとすることも可能である。この場合、複数の正極３１と負極３２がセパレータ３３を介して交互に積層されるものとすることができる。また、蓄電素子３０は、正極３１、負極３２及びセパレータ３３の積層体がロール状に巻回されたものとすることも可能である。
蓄電素子３０の種類は特に限定されず、リチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等とすることができる。収容空間Ｒには、蓄電素子３０と共に電解液が収容される。この電解液は、例えばＳＢＰ・ＢＦ４（spirobipyyrolydinium tetrafuloroborate）等を溶質とする溶液であり、蓄電素子３０の種類に応じて選択することができる。
正極端子４０は、正極３１の外部端子である。図２に示すように、正極端子４０は、正極配線４１を介して正極３１と電気的に接続され、接触領域２０ａにおいて２つの外装フィルム２０の間を介して収容空間Ｒの内部から外部へ引き出されている。正極端子４０は導電性材料からなる箔や線材であるもとすることができる。
負極端子５０は、負極３２の外部端子である。負極端子５０は、負極配線５１を介して負極３２と電気的に接続され、接触領域２０ａにおいて２つの外装フィルム２０の間を介して収容空間Ｒの内部から外部へ引き出されている。負極端子５０は導電性材料からなる箔や線材であるもとすることができる。
上記のように、蓄電セル１０は、接触領域２０ａと素子収容部２０ｂを備える。接触領域２０ａは、２枚の外装フィルム２０が接触する領域であり、素子収容部２０ｂは接触領域２０ａに囲まれ、蓄電素子３０を収容する部分である。
図３は、蓄電セル１０をＺ方向から見た模式図である。同図に示すように、接触領域２０ａは、シール領域Ｅ１と非シール領域Ｅ２とを有する。接触領域２０ａの幅は、例えば、数ｍｍから数十ｍｍ程度とすることができる。
シール領域Ｅ１は、外装フィルム２０が互いに熱融着することにより形成されている領域であり、外装フィルム２０の周縁に設けられている。
非シール領域Ｅ２は、シール領域Ｅ１が熱融着されていることにより、外装フィルム２０が接触している領域であり、シール領域Ｅ１と素子収容部２０ｂの間に設けられている。シール領域Ｅ１及び非シール領域Ｅ２の幅は、例えば、数ｍｍから数十ｍｍ程度とすることができる。
［外装フィルムの構成］
図４は、外装フィルム２０の断面図である。同図に示すように、外装フィルム２０は、金属層２５、内部樹脂層２６及び外部樹脂層２７から構成されている。
金属層２５は、箔状の金属からなる層であり、大気中の水分の透過を防ぐ機能を有する。金属層２５は、図４に示すように、第１の主面２５ａとその反対側の第２の主面２５ｂとを有する。
金属層２５は、例えば、アルミニウムからなる金属箔とすることができる。また、金属層２５はこの他にも銅、ニッケル又はステンレス等の箔であってもよい。本実施形態に係る金属層２５の厚みは、数十μｍ程度とするのが好適である。
内部樹脂層２６は、第１の主面２５ａに積層され、収容空間Ｒの内周面を構成し、金属層２５を被覆して絶縁する。
内部樹脂層２６は、合成樹脂からなり、例えば、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）又はポリエチレンからなるものとすることができる。この他にも、内部樹脂層２６はポリエチレンの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド又はエチレン−酢酸ビニル共重合体等からなるものとすることができる。また、内部樹脂層２６は複数層の合成樹脂層が積層されて構成されてもよい。
外部樹脂層２７は、第２の主面２５ｂに積層され、蓄電セル１０の表面２７ａを構成し、金属層２５を被覆して保護する。
外部樹脂層２７は、合成樹脂からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンの少なくとも一方からなるものとすることができる。また、外部樹脂層２７は、例えばオリエンテッドナイロン等からなるナイロン層にポリエチレンテレフタレート層が積層された２層構造であってもよい。この他にも、外部樹脂層２７は２軸延伸ポリプロピレン、ポリイミド又はポリカーボネート等からなるものとすることができる。
本実施形態では、上記構成を有する外装フィルム２０の２枚が蓄電素子３０を介して対向し、接触領域２０ａでシールされた外装フィルムパッケージによって収容空間Ｒが形成されている。シール領域Ｅ１においては、２枚の外装フィルム２０の内部樹脂層２６が互いに熱融着されている。外装フィルム２０は、内部樹脂層２６が収容空間Ｒ側（内側）となり、外部樹脂層２７が表面２７ａ側（外側）となるように配置される。
外装フィルム２０は、柔軟性を有する状態で用いられ、蓄電素子３０の形状に応じて図２に示すような周縁が湾曲した形状をなしてもよい。また、外装フィルム２０は、予めエンボス加工によって同形状が形成された状態で用いられてもよい。２枚の外装フィルム２０のどちらか一方にはスリットＳが形成されている。
［突出部について］
図５は、蓄電セル１０をＺ方向から見た模式図である。本実施形態に係るシール領域Ｅ１は、図５に示すように、蓄電素子３０に向かって突出する突出部Ｅ３を有する。これにより、非シール領域Ｅ２内へシール領域Ｅ１が食い込む構成となり、突出部Ｅ３が最も蓄電素子３０に接近しているシール領域Ｅ１となる。
シール領域Ｅ１が突出部Ｅ３を有することにより、シール領域Ｅ１と非シール領域Ｅ２との境界Ｂは、図５に示すように、境界Ｂ１と境界Ｂ２からなる。境界Ｂ１は突出部Ｅ３と非シール領域Ｅ２との境界であり、境界Ｂ２は非シール領域Ｅ２を囲い、境界Ｂ１を除くシール領域Ｅ１と非シール領域Ｅ２との境界である。
図６は、突出部Ｅ３をＺ方向から見た拡大図である。本実施形態に係る突出部Ｅ３は、同図に示すように、台形状である。ここで、本実施形態に係る突出部Ｅ３と非シール領域Ｅ２との境界Ｂ１は、同図に示すように、境界Ｂ３と境界Ｂ４から構成される。
境界Ｂ３は境界Ｂ２と境界Ｂ４に接続されている。境界Ｂ４は境界Ｂ３よりも蓄電素子３０（スリットＳ）側に位置し、スリットＳの長手方向に対して平行に設けられている。境界Ｂ４は図６に示すように、突出部Ｅ３と非シール領域Ｅ２との境界Ｂ３，Ｂ４のうち、最も蓄電素子３０に接近している境界である。
また、本実施形態の非シール領域Ｅ２は、図６に示すように、突出部Ｅ３と素子収容部２０ｂとの間において、応力集中領域Ｆを有する。応力集中領域Ｆについては後述する。
境界Ｂ４とスリットＳとの間の距離Ｄ１と、突出部Ｅ３のＹ方向の寸法Ｄ２（境界Ｂ５と境界Ｂ４との間の距離）と、境界Ｂ４のＸ方向の寸法Ｄ３と、突出部Ｅ３とシール領域Ｅ１との境界Ｂ５のＸ方向の寸法Ｄ４は、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ程度とすることができる。
本実施形態に係る突出部Ｅ３の形状は、図６に示すような台形状に限定されず、例えば矩形状や半円形状、あるいは、三角形状等であってもよい。
突出部Ｅ３の形成位置は、図５及び図６に示す位置に限定されない。突出部Ｅ３は、例えば、正極端子４０及び負極端子５０が設けられているシール領域Ｅ１に対して垂直なシール領域Ｅ１から蓄電素子３０に向かって突出したものであってもよい（図８参照）。あるいは、正極端子４０及び負極端子５０が設けられているシール領域Ｅ１の長手方向に対して平行なシール領域Ｅ１から蓄電素子３０に向かって突出したものであってもよい（図９参照）。
［スリットについて］
図７はスリットＳを含む外装フィルム２０の断面図である。スリットＳは、図７に示すように、外部樹脂層２７の表面２７ａから途中まで形成されている。これにより、外部樹脂層２７はスリットＳによって部分的に分離されている。
スリットＳの深さＤ５は、通常時において金属層２５が水分の透過を防止し、異常時において金属層２５が速やかに断裂する深さが好適である。具体的には、外部樹脂層２７において、スリットＳからの先端Ｐ１から第２の主面２５ｂまでの距離Ｄ６が、例えば０μｍ以上５μｍ以下となる深さとすることができる。なお、距離Ｄ６は、０μｍ以上５μｍ以下に限定されず、例えば０μｍ以上１５μｍ以下であってもよい。
スリットＳは、図５に示すように、突出部Ｅ３と蓄電素子３０との間に設けられている。本実施形態に係るスリットＳは、突出部Ｅ３と蓄電素子３０の間に設けられていればよく、その延伸方向は特に限定されないが、シール領域Ｅ１の周縁に対して平行に形成されていることが好ましい。
これにより、蓄電セル１０の異常に伴う外装フィルム２０の膨張時に、スリットＳが形成された箇所の外装フィルム２０の開裂が容易となる。従って、蓄電セル１０の内部圧力が開放される開放圧力を小さくすることができる。スリットＳの長手方向の寸法は、例えば数十ｍｍ程度とすることができる。
図８及び図９は、スリットＳと、突出部Ｅ３の形成位置を示す模式図である。本実施形態のスリットＳは、図８に示すように正極端子４０及び負極端子５０が設けられているシール領域Ｅ１の長手方向に対して垂直でもよく、図９に示すように同長手方向に対して平行でもよい。
［スリットと突出部の作用］
蓄電セル１０の使用時において、通常時（蓄電素子３０に異常が生じてない状態）、即ち収容空間Ｒの内部圧力が許容範囲内の場合には、外装フィルム２０は図４及び図５に示した状態を維持する。この状態ではスリットＳは金属層２５を分離していないため、金属層２５によって水分が外装フィルム２０を透過することが防止されている。
一方、蓄電セル１０の使用時において蓄電セル１０に異常が生じ、内部圧力が上昇すると外装フィルム２０が膨張する。そして、蓄電セル１０の内部圧力が一定以上となると、外装フィルム２０は、スリットＳが形成されている部分において開裂する。これにより、収容空間Ｒの内部圧力が開放される。
即ち、本実施形態では、外装フィルム２０にスリットＳが形成されていることにより、外装フィルム２０が開裂する位置を予め特定しておくことが可能である。仮にスリットＳが設けられていない場合、外装フィルムパッケージにおいて最も強度が弱いシール領域Ｅ１が開裂し、内部圧力が開放される。その場合、蓄電素子３０の周縁全体に形成されているシール領域Ｅ１のどの部分が開裂するかがわからなくなる。
また、上記のように異常時における内部圧力の開放は、外装フィルム２０の開裂によって生じる。即ち、外装フィルム２０の強度によって、蓄電セル１０の異常に伴い上昇した収容空間Ｒの内部圧力が開放される開放圧力を調整することが可能である。
外装フィルム２０の強度は、例えば外装フィルム２０の厚みによって調整することができる。この場合、金属層２５、内部樹脂層２６及び外部樹脂層２７を含む外装フィルム２０の全体の厚みによって外装フィルム２０の強度を調整することができる。いずれの場合であっても、スリットＳにおける外装フィルム２０の開裂が生じる内部圧力が、シール領域Ｅ１が開裂する内部圧力よりも小さければよい。
さらに、本実施形態では、蓄電セル１０の異常に伴い上昇した収容空間Ｒの内部圧力が開放される開放圧力を、スリットＳが形成される位置によって調整することもできる。
より詳細には、本実施形態の蓄電セル１０は、図５及び図６に示すように、非シール領域Ｅ２に食い込むシール領域Ｅ１である突出部Ｅ３を有する。これにより、蓄電セル１０の異常に伴い収容空間Ｒの内部圧力が上昇すると、外装フィルム２０を互いに離間させる応力（以下、応力と称する。）が応力集中領域Ｆに集中する。
その後、収容空間Ｒの内部圧力がさらに上昇すると、応力集中領域Ｆにおける外装フィルム２０が、素子収容部２０ｂと非シール領域Ｅ２との境界Ｂ６から膨張することにより、応力がスリットＳに伝播する。そして、スリットＳに伝播した応力により、外装フィルム２０はスリットＳが形成されている全ての箇所において開裂する。これにより、蓄電セル１０の異常に伴い上昇した収容空間Ｒの内部圧力が短時間で開放される。
従って、本実施形態では、境界Ｂ４とスリットＳとの間の距離Ｄ１を調整することにより、蓄電セル１０の開放圧力を所望の圧力にコントロールすることができる。
例えば、距離Ｄ１を短くすると、応力が応力集中領域Ｆを介してスリットＳに伝播しやすくなる。よって、応力がスリットＳに伝播するまでに収容空間Ｒの内部圧力が低くなるため、収容空間Ｒの開放圧力も低くなる。
一方、距離Ｄ１を長くすると、応力が応力集中領域Ｆを介してスリットＳに伝播しづらくなる。よって、応力がスリットＳに伝播するまでに要する収容空間Ｒの内部圧力が高くなるため、収容空間Ｒの開放圧力も高くなる。
加えて、本実施形態では、蓄電セル１０の異常に伴い上昇した収容空間Ｒの内部圧力が開放される開放圧力を、境界Ｂ４の寸法Ｄ３によって調整することもできる。
例えば、境界Ｂ４の寸法Ｄ３を大きくすると、応力集中領域Ｆの面積が大きくなる。これにより、応力がスリットＳにまで伝播するまでに要する応力集中領域Ｆを膨張させる面積が大きくなる。従って、応力が応力集中領域Ｆを介してスリットＳに伝播するまでに、収容空間Ｒの内部圧力が高くなる。よって収容空間Ｒの開放圧力も高くなる。
一方、境界Ｂ４の寸法Ｄ３小さくすると、応力集中領域Ｆの面積が小さくなる。これにより、応力がスリットＳにまで伝播するまでに要する応力集中領域Ｆを膨張させる面積が小さくなる。従って、応力が応力集中領域Ｆを介してスリットＳに伝播するまでに要する収容空間Ｒの内部圧力が低くなる。よって収容空間Ｒの開放圧力も低くなる。
特に、境界Ｂ４の寸法Ｄ３を小さくすることによる上記の作用は、突出部Ｅ３が図６のように台形状である場合、台形の斜辺に相当する２つの境界Ｂ３を突出方向（Ｙ方向）に延長した交点Ｐ２より、スリットＳが突出部Ｅ３側にある場合に、顕著である。
これらのことから、本実施形態に係る蓄電セル１０では、距離Ｄ１を短くし、境界Ｂ４の寸法Ｄ３を小さくすることによって、これまでの蓄電セルよりも、収容空間Ｒの内部圧力が開放される開放圧力をより低減させることが可能となる。具体的には、蓄電セル１０においては、開放圧力を０．０５Ｍｐａ程度にまで低減させることができる。
本実施形態の蓄電セル１０においては、異常時における開放圧力が調整可能であることにより、蓄電セル１０が比較的厚みが薄いセルであってとしても、開放圧力が所望とする圧力よりも高い圧力となることが抑制される。これにより、スリットＳが形成されている箇所以外の箇所から内部圧力が開放されることを防止することができる。
また、本実施形態では、境界Ｂ４とスリットＳとの距離Ｄ１等を調整することで、蓄電セル１０の開放圧力を所望の圧力に調整可能である。従って、本実施形態では、スリットＳの深さＤ５が蓄電セル１０の開放圧力の設定に大きく関与するものではなくなる。これにより、スリットＳの加工精度を従来よりも緩和することができ、蓄電セル１０の生産性を向上させることが可能となる。
具体的には、本実施形態のスリットＳの深さＤ５は、スリットＳの先端Ｐ１と金属層２５の第２の主面２５ｂとの間の距離Ｄ６が０μｍ以上１５μｍ以下となる深さであればよく、金属層２５にまで到達させる必要がなくなる。これにより、蓄電セル１０が腐食性環境中で用いられても金属層２５の腐食が防止される。
［蓄電モジュールについて］
本実施形態の蓄電セル１０を複数積層することにより蓄電モジュールを構成することができる。図１０は、蓄電モジュール１００の模式図である。蓄電モジュール１００は、同図に示すように、複数の蓄電セル１０、熱伝導シート１０１、プレート１０２及び支持部材１０３を備える。
複数の蓄電セル１０は、熱伝導シート１０１を介して積層され、支持部材１０３によって支持されている。蓄電セル１０の数は２つ以上であってもよい。蓄電セル１０の正極端子４０及び負極端子５０は図示しない配線又は端子によって蓄電セル１０の間で接続されているものとすることができる。複数の蓄電セル１０の最上面及び最下面には、プレート１０２が積層されている。
蓄電モジュール１００は、図１０に示すように、スリットＳが非シール領域Ｅ２に形成されていることにより、プレート１０２によって内部樹脂層２６の膨張が妨げられず、所定圧力での内部圧力の開放が可能である。
また、本実施形態に係る蓄電モジュール１００は、図１０に示すように、蓄電セル１０の接触領域２０ａのうち、隣接する蓄電セル１０の接触領域２０ａと向かい合う箇所にスリットＳが形成されている。
これにより、蓄電セル１０の異常に伴って上昇した内部圧力が開放されることによりスリットＳから電解液が漏れた場合に、上記箇所に対策部品（スポンジ等の吸収部材）を設けることによって、互いに隣接している蓄電セル１０に共通した対策部品により、電解液を吸収させることができる。
仮に、互いに隣接している蓄電セル１０が背中合わせとなっている箇所にスリットＳが形成される場合はそれぞれのセル毎に対策を行い、スリットＳが同一方向に形成される場合は構造が異なる方式でセル毎に対策部品を設ける必要がある。
従って、スリットＳを上記箇所に設けることにより、装置構成を複雑化させず且つ低コストで、スリットＳから電解液が漏れた場合に対処可能な蓄電モジュール１００を提供することが可能となる。
［変形例］
図１１は変形例に係る外装フィルム２０の断面図であり、図１２及び図１３は変形例に係る突出部Ｅ３をＺ方向からみた拡大図である。上記実施形態において、蓄電セル１０は、２枚の外装フィルム２０によって構成される外装フィルムパッケージが収容空間Ｒを封止するものとしたがこれに限られない。図１１に示すように、蓄電セル１０は、１枚の外装フィルム２０が蓄電素子３０を介して折り曲げられ、３辺がシールされて形成された外装フィルムパッケージが収容空間Ｒを封止する構成であってもよい。
また、上記実施形態のスリットＳは、一つだけであるがこれに限られず、図１２に示すように、突出部Ｅ３と蓄電素子３０との間において複数設けられていてもよい。これにより、蓄電セル１０の異常に伴い上昇した収容空間Ｒの内部圧力を、スリットＳを介して開放させる確実性を向上させることができる。
さらに、上記実施形態のスリットＳは境界Ｂ４に対して平行となるように設けられるがこれに限られず、図１３に示すように、境界Ｂ４に対して垂直となるように設けられてもよい。
１０…蓄電セル
２０…外装フィルム
２０ａ…接触領域
２０ｂ…素子収容部
２５…金属層
２５ａ…第１の主面
２５ｂ…第２の主面
２６…内部樹脂層
２７…外部樹脂層
３０…蓄電素子
１００…蓄電モジュール
Ｅ１…シール領域
Ｅ２…非シール領域
Ｅ３…突出部
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６…境界
Ｐ１…スリットの先端
Ｓ…スリット

Claims (7)

  1. 蓄電素子と、
    前記蓄電素子を収容し、前記蓄電素子側の第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、前記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、前記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記外部樹脂層にスリットが形成された外装フィルムパッケージであって、前記蓄電素子の周縁において前記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、前記シール領域と前記蓄電素子の間において前記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、前記シール領域は前記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、前記スリットは前記突出部と前記蓄電素子の間の前記非シール領域に設けられている外装フィルムパッケージと
    を具備する蓄電セル。
  2. 請求項１に記載の蓄電セルであって、
    前記突出部と前記非シール領域との境界のうち、前記蓄電素子に最も接近する境界は前記スリットの長手方向に対して平行である
    蓄電セル。
  3. 請求項１又は２に記載の蓄電セルであって、
    前記スリットは、前記外部樹脂層において前記スリットの深さ方向における先端から前記金属層の前記第２の主面までの距離が０μｍ以上１５μｍ以下となる深さに形成されている
    蓄電セル。
  4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電セルであって、
    前記内部樹脂層は、無延伸ポリプロピレン又はポリエチレンからなり、
    前記外部樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンの少なくとも一方からなる
    蓄電セル。
  5. 蓄電素子を収容する収容空間を形成する外装フィルムであって、
    前記蓄電素子を収容し、前記蓄電素子側の第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、前記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、前記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記外部樹脂層にスリットが形成され、前記蓄電素子の周縁において前記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、前記シール領域と前記蓄電素子の間において前記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、前記シール領域は前記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、前記スリットは前記突出部と前記蓄電素子の間の前記非シール領域に設けられている
    外装フィルム。
  6. 複数の蓄電セルが積層された蓄電モジュールであって、
    前記蓄電セルは、
    蓄電素子と、
    前記蓄電素子を収容し、前記蓄電素子側の第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する金属層と、前記第１の主面に積層された合成樹脂からなる内部樹脂層と、前記第２の主面に積層された合成樹脂からなる外部樹脂層とを有し、前記外部樹脂層にスリットが形成された外装フィルムパッケージであって、前記蓄電素子の周縁において前記内部樹脂層が互いに熱融着することによって形成されたシール領域と、前記シール領域と前記蓄電素子の間において前記内部樹脂層が互いに接触する非シール領域とを有し、前記シール領域は前記蓄電素子に向かって突出する突出部を有し、前記スリットは前記突出部と前記蓄電素子の間の前記非シール領域に設けられている外装フィルムパッケージと
    を具備する蓄電モジュール。
  7. 請求項６に記載の蓄電モジュールであって、
    前記外装フィルムパッケージは、前記蓄電素子の周縁において前記内部樹脂層が互いに接触している接触領域を有し、
    前記スリットは、蓄電セルの接触領域のうち隣接する蓄電セルの接触領域と向かい合う箇所に形成されている
    蓄電モジュール。
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