JP7193407B2 - 積層型電池 - Google Patents

Description

本発明は、積層型電池に関する。

例えば特許文献１で提案されているように、正極板と負極板とを交互に積層してなる積層型電池が広く普及している。積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が例示され得る。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。

リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池においては、正極板及び負極板などの電極板を有する膜電極接合体が、熱可塑性樹脂を含むフィルムによって構成された外装体の内部に収容されている。外装体の周囲は、外装体を加熱しながら押圧することによって熱可塑性樹脂を溶融させることにより形成された接合層によって外部から封止されている。

特開２０１７－１５２１４０号公報

外装体を接合する際、外装体を構成するフィルムの面に異物が存在していると、接合層の接合強度が低くなることが考えられる。

本発明は、このような課題を効果的に解決し得る積層型電池を提供することを目的とする。

本発明による積層型電池は、交互に積層された第１電極板及び第２電極板を有する膜電極接合体と、前記膜電極接合体を収容する外装体であって、第１辺と、前記第１辺に対向する第２辺と、前記第１辺が延びる方向とは異なる方向に延びる第３辺及び第４辺と、を含む矩形状の第１部材及び第２部材を有し、前記第１部材と前記第２部材との間に前記膜電極接合体を収容する収容空間が画成されている収容領域と、前記収容領域の外周に位置し、前記第１部材と前記第２部材とが接合されている封止領域と、を含む、外装体と、前記第１電極板又は前記第２電極板に電気的に接続するとともに、前記第１辺又は前記第２辺において前記第１部材と前記第２部材との間を通って、前記外装体の外部へと延びるタブと、を備え、前記封止領域は、前記外装体の前記第１辺に沿って延びる第１辺封止領域と、前記外装体の前記第２辺に沿って延びる第２辺封止領域と、前記第１辺封止領域から前記第２辺封止領域まで前記外装体の前記第３辺に沿って延びる第３辺封止領域と、前記第１辺封止領域から前記第２辺封止領域まで前記外装体の前記第４辺に沿って延びる第４辺封止領域と、を有し、前記第４辺封止領域は、第１平坦部と、前記第１平坦部よりも前記第２辺側に位置する第２平坦部と、前記第１平坦部と前記第２平坦部との間に位置し、前記第１平坦部及び前記第２平坦部よりも厚い第１肉厚部と、を有する。

本発明による積層型電池において、前記第１部材及び前記第２部材は、基材と、前記基材よりも前記収容空間側に位置する熱可塑性樹脂層と、を含み、前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層と、前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層とは、前記封止領域において、前記第１部材と前記第２部材とを接合する外装体接合層を形成していてもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１肉厚部における前記外装体接合層は、前記第１平坦部及び前記第２平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第４辺封止領域は、前記第２平坦部よりも前記第２辺側に位置し、前記第２平坦部よりも厚い第２肉厚部をさらに有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第２肉厚部における前記外装体接合層は、前記第２平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第４辺封止領域は、前記第２平坦部よりも前記第２辺側に位置する第３平坦部をさらに有し、前記第２肉厚部は、前記第２平坦部と前記第３平坦部との間に位置し、前記第３平坦部の厚みよりも大きな厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第２肉厚部における前記外装体接合層は、前記第３平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１肉厚部と前記第２肉厚部との間の距離は、前記第１辺封止領域と前記第２辺封止領域との間の距離の、０．０５倍以上０．３倍以下の大きさを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１辺封止領域まで広がり、前記第２平坦部は、前記第２辺封止領域まで広がってもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１肉厚部と前記第２辺封止領域との間の距離は、前記第１辺封止領域と前記第２辺封止領域との間の距離の、０．０５倍以上０．３倍以下であってもよい。

本発明による積層型電池において、前記第２平坦部は、前記第１平坦部の厚みよりも大きな厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第２平坦部は、前記第１辺封止領域、前記第２辺封止領域及び前記第３辺封止領域の厚みよりも大きな厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第２平坦部における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％以上の厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１平坦部における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％未満の厚みを有してもよい。

本発明による積層型電池において、前記第１辺封止領域、前記第２辺封止領域及び前記第３辺封止領域における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％未満の厚みを有してもよい。

本発明の積層型電池によれば、外装体の接合強度を確保することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、積層型電池を示す斜視図である。 図２は、図１の積層型電池に含まれる膜電極接合体を示す斜視図である。 図３は、図１の積層型電池に含まれる膜電極接合体を示す平面図である。 図４は、図１の積層型電池に含まれる膜電極接合体を示す断面図である。 図５は、図３のＶ－Ｖ線に沿った断面を示す断面図である。 図６は、図３の外装体の封止領域のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面の一例を示す断面図である。 図７は、図３の外装体の封止領域のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面の一例を示す断面図である。 図８は、膜電極接合体を外装体の内部に収容する収容工程を示す図である。 図９は、収容工程において、外装体の第１部材と第２部材を接合する接合工程を示す図である。 図１０は、収容工程において、外装体の第１部材と第２部材を接合する接合工程を示す図である。 図１１は、初期充電工程において、外部領域辺において外装体の第１部材と第２部材を接合した様子を示す図である。 図１２は、初期充電工程において、外装体の収容空間を、開口領域を通して外部に連通させた様子を示す図である。 図１３は、封止工程において、外装体の開口領域において第１部材と第２部材を接合する様子を示す図である。 図１４は、比較例に係る外装体の開口領域を示す図である。 図１５は、開口領域の変形例を示す図である。 図１６は、開口領域の変形例を示す図である。 図１７は、開口領域の変形例を示す図である。 図１８は、肉厚部の変形例を示す図である。 図１９は、封止工程の第１の変形例を示す図である。 図２０は、封止工程の第２の変形例を示す図である。 図２１は、封止工程の第２の変形例を示す図である。 図２２は、封止工程の第２の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

まず、本発明による積層型電池の一実施の形態について説明する。図１～図７は、本発明による積層型電池の一実施の形態を説明するための図である。図１は、積層型電池の一具体例を示す斜視図である。積層型電池１は、膜電極接合体２と、膜電極接合体２を収容する外装体３と、膜電極接合体２に取り付けられたタブ１６，２６と、タブ１６，２６に取り付けられたシーラント１８，２８と、を備える。タブ１６，２６及びシーラント１８，２８は、外装体３の内部から部分的に外部へと延び出している。

図２は、図１において外装体３に収容されている膜電極接合体２を示す斜視図であり、外装体３が二点鎖線で示されている。図３は、積層型電池１を示す平面図である。以下、積層型電池１の各構成要素について説明する。

（膜電極接合体）
膜電極接合体２は、交互に積層された第１電極板１０及び第２電極板２０を有している。本実施の形態においては、膜電極接合体２がリチウムイオン二次電池を構成する例について説明する。この例において、第１電極板１０は正極板１０Ｘを構成し、第２電極板２０は負極板２０Ｙを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第１電極板１０及び第２電極板２０を交互に積層してなる膜電極接合体２に広く適用され得る。

図４は、膜電極接合体２を示す断面図である。図２～図４に示すように、膜電極接合体２は、複数の正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬ（図４参照）に沿って交互に配列されている。膜電極接合体２及び積層型電池１は、全体的に偏平形状を有し、積層方向ｄＬへの厚さが薄く、積層方向ｄＬに直交する方向ｄ１，ｄ２に広がっている。

図示された非限定的な例において、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、長方形形状の外輪郭を有している。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、積層方向ｄＬに直交するとともにタブ１６，２６が延びる方向である第１方向ｄ１に長手方向を有し、積層方向ｄＬ及び第１方向ｄ１の両方に直交する第２方向ｄ２に短手方向を有する。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極板１０Ｘは、第１方向ｄ１における一側（図２の右上側）に寄って配置され、複数の負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における他側（図２の左下側）に寄って配置されている。正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙは、第１方向ｄ１における中央において、積層方向ｄＬに重なり合っている。

正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、図示するように、シート状の外形状を有している。正極板１０Ｘ（第１電極板１０）は、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）と、正極集電体１１Ｘ上に設けられた正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極板１０Ｘは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。

正極集電体１１Ｘは、互いに対向する第１面１１ａ及び第２面１１ｂを主面として有している。正極活物質層１２Ｘは、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ及び第２面１１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。具体的には、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａ又は第２面１１ｂが、膜電極接合体２のうちの積層方向ｄＬにおける最外面を形成する場合、正極集電体１１Ｘの当該面には正極活物質層１２Ｘが設けられない。この正極集電体１１Ｘの配置に関連した構成を除き、積層型電池１に含まれる複数の正極板１０Ｘは、正極集電体１１Ｘの両側に正極活物質層１２Ｘを有し、互いに同一に構成され得る。

正極集電体１１Ｘ及び正極活物質層１２Ｘは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体１１Ｘは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層１２Ｘは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層１２Ｘは、正極活物質、導電助剤及び結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体１１Ｘをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式ＬｉＭ_ｘＯ_ｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘ及びｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。

図２に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１接続領域ａ１及び第１接続領域ａ１に隣接する第１有効領域ｂ１を有している。正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）は、正極集電体１１Ｘの第１有効領域ｂ１のみに配置されている。第１接続領域ａ１及び第１有効領域ｂ１は、正極板１０Ｘの長手方向に配列されている。第１接続領域ａ１は、第１有効領域ｂ１よりも正極板１０Ｘの長手方向における外側（図２における右上側）に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、第１接続領域ａ１において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第１有効領域ｂ１は、負極板２０Ｙの後述する負極活物質層２２Ｙに対面する領域内に位置している。このような第１有効領域ｂ１の配置により、正極活物質層１２Ｘからのリチウムの析出を防止することができる。

次に、負極板２０Ｙ（第２電極板２０）について説明する。負極板２０Ｙも、正極板１０Ｘと同様に、シート状の外形状を有している。負極板２０Ｙ（第２電極板２０）は、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）と、負極集電体２１Ｙ上に設けられた負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極板２０Ｙは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。

負極集電体２１Ｙは、互いに対向する第１面２１ａ及び第２面２１ｂを主面として有している。負極活物質層２２Ｙは、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａ及び第２面２１ｂの少なくとも一方の面上に形成される。積層型電池１に含まれる複数の負極板２０Ｙは、負極集電体２１Ｙの両側に設けられた一対の負極活物質層２２Ｙを有するものとして、互いに同一に構成され得る。

負極集電体２１Ｙ及び負極活物質層２２Ｙは、積層型電池１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体２１Ｙは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、及び、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体２１Ｙをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。

図２に示すように、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）は、第２接続領域ａ２及び第２接続領域ａ２に隣接する第２有効領域ｂ２を有している。負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）は、負極集電体２１Ｙの第２有効領域ｂ２に配置されている。第２接続領域ａ２及び第２有効領域ｂ２は、負極板２０Ｙの長手方向に配列されている。第２接続領域ａ２は、第２有効領域ｂ２よりも負極板２０Ｙの長手方向における外側（図２における左下側）に位置している。複数の負極集電体２１Ｙは、第２接続領域ａ２において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって接合され、電気的に接続している。一方、第２有効領域ｂ２は、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域に広がっている。

図４に示すように、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の少なくとも一方が、絶縁体（絶縁層）３０を有していてもよい。絶縁体３０は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）及び負極板２０Ｙ（第２電極板２０）の短絡を防止する。
図示された例においては、負極板２０Ｙが絶縁体３０を有している。絶縁体３０は、各負極板２０Ｙに含まれる一対の負極活物質層２２Ｙを覆うようにして、設けられている。そして、負極板２０Ｙは、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘと積層方向ｄＬに対面する面を、絶縁体３０によって形成されている。ただし、図示された絶縁体３０に代えて或いは図示された絶縁体３０に加えて、各正極板１０Ｘに含まれる一対の正極活物質層１２Ｘを覆う絶縁体３０を設置することも可能である。

図示された例において、絶縁体３０は、電解質層３０Ａとしても機能する。電解質層３０Ａ（絶縁体３０）は、活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上に塗工した電解液を活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上で固化又はゲル化させてなる層である。電解液として、例えば、高分子マトリックス及び非水電解質液（すなわち、非水溶媒及び電解質塩）からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックス及び非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。電解質層３０Ａ（絶縁体３０）を作製するための具体的な材料は、特に制限はなく、これらを構成するために用いられている種々の材料（例えば、特開２０１２－１９０５６７号公報に開示された材料）を用いることができる。

（タブ）
タブ１６，２６は、正極集電体１１Ｘと電気的に接続した第１タブ１６と、負極集電体２１Ｙと電気的に接続した第２タブ２６と、を有する。図５は、図３のＶ－Ｖ線に沿った断面を示す断面図である。図５に示した二点鎖線は、外装体３の第１部材４及び第２部材５の位置の一例を示している。図５に示すように、第１タブ１６は、第１電極板１０に電気的に接続されている。図示はしないが、第２タブ２６は、第２電極板２０に電気的に接続されている。図５に示す例において、第１タブ１６は、第１接続領域ａ１において最も下側に位置する正極板１０Ｘの第２面１１ｂ（下面）に接続されている。図示はしないが、第２タブ２６も、第２接続領域ａ２において最も下側に位置する負極板２０Ｙの第２面２１ｂ（下面）に接続されている。なお、正極集電体１１Ｘと第１タブ１６とが電気的に接続され得る限りにおいて、第１タブ１６の取り付け方は任意である。同様に、負極集電体２１Ｙと第２タブ２６とが電気的に接続され得る限りにおいて、第２タブ２６の取り付け方は任意である。

図５に示すように、第１タブ１６は、外装体３の第１部材４及び第２部材５の間を通って外装体３の内部から外部へと第１方向ｄ１に延び出している。また、図示はしないが、第２タブ２６は、外装体３の第１部材４及び第２部材５の間を通るように、外装体３の内部から外部へと第１方向ｄ１に延び出している。第１タブ１６は、積層型電池１における正極端子として機能し、第２タブ２６は、積層型電池１における負極端子として機能する。

第１タブ１６及び第２タブ２６は、例えばアルミニウム、ニッケル、銅合金又はニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。例えば、正極集電体１１Ｘがアルミニウム箔によって形成され、負極集電体２１Ｙが銅箔によって形成される場合には、アルミニウムを用いて第１タブ１６を形成し、銅合金を用いて第２タブ２６を形成することができる。第１タブ１６及び第２タブ２６の厚みは、例えば０．２ｍｍ以上であり、２．０ｍｍ以下であってもよい。

（シーラント）
シーラント１８，２８は、外装体３と溶着可能な材料から構成された部材である。シーラント１８，２８の材料としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル等を挙げることができる。シーラント１８，２８の厚みは、例えば０．０５ｍｍ以上であり、０．４ｍｍ以下であってもよい。

シーラント１８，２８は、第１タブ１６と外装体３との間に位置する第１シーラント１８と、第２タブ２６と外装体３との間に位置する第２シーラント２８と、を有する。図５に示すように、封止領域７において、外装体３と第１タブ１６との間には第１シーラント１８が介在している。また、図示はしないが、外装体３と第２タブ２６との間には第２シーラント２８が介在している。これにより、タブ１６，２６の周囲において外装体３をより強固に封止することができる。また、外装体３に含まれているアルミニウム箔やステンレス箔などの金属箔とタブ１６，２６とが短絡してしまうことを抑制することができる。

（外装体）
外装体３は、膜電極接合体２を外部から封止するための包装材である。外装体３は、図１に示すように、膜電極接合体２の上側に位置するシート状の第１部材４と、膜電極接合体２の下側に位置するシート状の第２部材５と、を有する。第１部材４及び第２部材５は、平面視において膜電極接合体２を囲むように外縁に沿って互いに接合されている。

以下の説明において、外装体３のうち、第１部材４と第２部材５との間に膜電極接合体２を収容する収容空間６ａを画成している領域のことを、収容領域６とも称する。また、外装体３のうち、収容領域６の外周に位置し、第１部材４と第２部材５とが接合されている領域のことを、封止領域７とも称する。図３においては、封止領域７がハッチングで表されている。第１部材４と第２部材５の接合は、第１部材４及び第２部材５を加熱しながら押圧することによって第１部材４及び第２部材５に含まれる熱可塑性樹脂を溶融させる、いわゆるヒートシールによって実現されている。

図３に示すように、外装体３の第１部材４及び第２部材５は平面視において、第１辺３ｃと、第１辺３ｃに対向する第２辺３ｄと、第１辺３ｃが延びる方向とは異なる方向に延びる第３辺３ｅ及び第４辺３ｆと、を含む矩形状の形状を有する。図３に示す例においては、第１辺３ｃ及び第２辺３ｄは第２方向ｄ２に沿って延びる。また、第３辺３ｅ及び第４辺３ｆは第１方向ｄ１に沿って延びる。また、タブ１６，２６は、第１辺３ｃ又は第２辺３ｄにおいて第１部材４と第２部材５との間を通って、外装体３の外部へと延びる。図３に示す例においては、タブ１６が第１辺３ｃにおいて第１部材４と第２部材５との間を通って外装体３の外部へと延びる。また、タブ２６が第２辺３ｄにおいて第１部材４と第２部材５との間を通って外装体３の外部へと延びる。また、第３辺３ｅ及び第４辺３ｆからは、タブ１６，２６は延び出していない。この場合、外装体３の封止領域７は、外装体３の第１辺３ｃ、第２辺３ｄ、第３辺３ｅ及び第４辺３ｆのそれぞれに沿って延びる部分を含む。ここで、本実施の形態においては、封止領域７のうち、外装体３の第１辺３ｃに沿って延びる部分のことを、第１辺封止領域７３と称する。また、封止領域７のうち、外装体３の第２辺３ｄに沿って延びる部分のことを、第２辺封止領域７４と称する。第１辺封止領域７３及び第２辺封止領域７４は、それぞれ外装体３の第３辺３ｅから第４辺３ｆまで延びる。また、封止領域７のうち、外装体３の第３辺３ｅに沿って延びる部分であって、第１辺封止領域７３から第２辺封止領域７４まで延びる部分のことを、第３辺封止領域７５と称する。また、封止領域７のうち、外装体３の第４辺３ｆに沿って延びる部分であって、第１辺封止領域７３から第２辺封止領域７４まで延びる部分のことを、第４辺封止領域７６と称する。図３に示すように、第３辺封止領域７５及び第４辺封止領域７６は、それぞれ外装体３の第１辺封止領域７３の内縁３ｈの位置から第２辺封止領域７４の内縁３ｈの位置まで延びる。

外装体３の構造について詳細に説明する。図６は、図３の外装体３の封止領域７のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面の一例を示す断面図である。図７は、図３の外装体３の封止領域７のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面の一例を示す断面図である。

まず、外装体３の第１部材４及び第２部材５について説明する。図６に示すように、第１部材４は、基材４ａと、基材４ａよりも収容空間６ａ側に位置する熱可塑性樹脂層４ｂと、を含む。同様に、第２部材５は、基材５ａと、基材５ａよりも収容空間６ａ側に位置する熱可塑性樹脂層５ｂと、を含む。

基材４ａ，５ａは、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの、剛性を有するプラスチックフィルムを備える。基材４ａ，５ａは、プラスチックフィルムよりも収容空間６ａ側に位置する金属箔を更に備えていてもよい。金属箔の例としては、アルミニウム箔、ステンレス箔等を挙げることができる。

熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂは、熱可塑性樹脂を含む層である。図６に示すように、第１封止領域７１などの封止領域７に位置する熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂは、加熱されることにより溶融して、符号８で示す接合層を形成している。熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル等を挙げることができる。以下の説明において、熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂが溶融することによって形成される接合層のことを、外装体接合層８とも称する。

図３及び図７に示すように、第４辺封止領域７６は、第１辺３ｃ側に位置する第１平坦部７ｂと、第１平坦部７ｂよりも第２辺３ｄ側に位置する第２平坦部７ｃと、を有する。また、図３に示す例においては、第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５も、平坦部を有する。以下、第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５の平坦部を、外周平坦部７ｅと称する。なお、図７の左側に位置する外周平坦部７ｅは、第２辺封止領域７４の外周平坦部７ｅである。本実施の形態においては、後述するように、まず第１平坦部７ｂ及び外周平坦部７ｅが形成され、続いて、外装体３の内部に電解液が注入され、その後、第２平坦部７ｃが形成される。

図７に示すように、第４辺封止領域７６は、第１平坦部７ｂと第２平坦部７ｃとの間に位置し、第１平坦部７ｂ及び第２平坦部７ｃよりも厚い肉厚部７ａを有する。また、第４辺封止領域７６は、第１平坦部７ｂと第２平坦部７ｃとの間以外の位置に、肉厚部７ａを有していてもよい。図７に示す例においては、図中に示された２つの肉厚部７ａのうち、右側の肉厚部７ａは、第１平坦部７ｂと第２平坦部７ｃとの間に位置する。また、図７の左側の肉厚部７ａは、第２平坦部７ｃよりも第２辺３ｄ側に位置し、封止領域７のうち第２辺３ｄに延びる部分に接している。第１平坦部７ｂと第２平坦部７ｃとの間に位置する肉厚部７ａを、第１肉厚部７ａ１とも称する。また、第１平坦部７ｂと第２平坦部７ｃとの間以外の位置に位置する肉厚部７ａを、第２肉厚部７ａ２とも称する。

図７に示すように、肉厚部７ａは、第１平坦部７ｂ及び第２平坦部７ｃよりも厚みの大きな外装体接合層８を有することによって、第１平坦部７ｂの厚みｔ１及び第２平坦部７ｃの厚みｔ２よりも大きな厚みｔ３，ｔ４を有している。なお、図７に示す例において、肉厚部７ａにおける基材４ａ，５ａの厚みは、第１平坦部７ｂ及び第２平坦部７ｃにおける基材４ａ，５ａの厚みと同じである。図７に示す場合に、第１肉厚部７ａ１における外装体接合層８の厚みｔ７は、例えば第１平坦部７ｂにおける外装体接合層８の厚みｔ５及び第２平坦部７ｃにおける外装体接合層８の厚みｔ６の２．５倍以上４．５倍以下である。また、第１肉厚部７ａ１における外装体接合層８の厚みｔ７は、第１平坦部７ｂにおける外装体接合層８の厚みｔ５及び第２平坦部７ｃにおける外装体接合層８の厚みｔ６よりも０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下だけ大きくてもよい。また、第２肉厚部７ａ２における外装体接合層８の厚みｔ８は、例えば第２平坦部７ｃにおける外装体接合層８の厚みｔ６の２．５倍以上４．５倍以下である。また、第２肉厚部７ａ２における外装体接合層８の厚みｔ８は、第２平坦部７ｃにおける外装体接合層８の厚みｔ６よりも０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下だけ大きくてもよい。

第１肉厚部７ａ１の厚みｔ３と第２肉厚部７ａ２の厚みｔ４とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１肉厚部７ａ１の厚みｔ３と第２肉厚部７ａ２の厚みｔ４とが異なる場合、第１肉厚部７ａ１の厚みｔ３は第２肉厚部７ａ２の厚みｔ４よりも大きくてもよい。

図７に示す第１肉厚部７ａ１と第２肉厚部７ａ２との間の距離ｗ１は、例えば図３に示す第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の距離ｗ２の、０．０５倍以上０．３倍以下である。

次に、リチウムイオン二次電池として構成された本実施の形態に係る積層型電池１の製造方法について説明する。以下に説明する積層型電池の製造方法は、膜電極接合体２を準備する膜電極接合体準備工程と、第１タブ１６及び第２タブ２６を正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１及び負極集電体２１Ｙの第２接続領域ａ２に取り付けるタブ取付工程と、膜電極接合体２を外装体３の内部に収容する収容工程と、外装体３の開口領域を通して電解液を外装体３の収容空間に注入する電解液注入工程と、外装体３の開口領域において第１部材４と第２部材５とを接合する封止工程と、を備える。積層型電池１の製造方法は、電解液注入工程の後、封止工程の前に、膜電極接合体を初期充電する初期充電工程をさらに備えてもよい。以下、各工程について説明する。

（膜電極接合体準備工程）
膜電極接合体準備工程においては、交互に積層された第１電極板１０及び第２電極板２０を有する膜電極接合体２を準備する。膜電極接合体準備工程は、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）をそれぞれ作製する工程と、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）を交互に積層する工程と、を含んでいる。

まず、正極板１０Ｘ（第１電極板１０）および負極板２０Ｙ（第２電極板２０）をそれぞれ作製する工程について説明する。正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙは、別々の工程により別々のタイミングで作製されてもよい。また、正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙは、並行して同時に作製され、作製された正極板１０Ｘおよび負極板２０Ｙが、順次、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層する工程に供給されるようにしてもよい。

正極板１０Ｘは、例えば、正極集電体１１Ｘを構成するようになる長尺のアルミニウム箔上に、正極活物質層１２Ｘを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。同様に、負極板２０Ｙは、例えば、負極集電体２１Ｙを構成するようになる長尺の銅箔上に、負極活物質層２２Ｙを構成するようになる組成物（スラリー）を塗工して固化し、次に、所望の大きさに断裁していくことで作製され得る。なお、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙの少なくとも一方に電解質層３０Ａとして機能する絶縁体３０を付与する場合には、電極板１０，２０をなすようになる断裁前の長尺材上又は断裁後の枚葉材上に電解液を塗布して固化又はゲル化させることで絶縁体３０を作製することができる。

次に、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを交互に積層する工程を実施する。この工程では、正極板１０Ｘの正極活物質層１２Ｘと負極板２０Ｙの負極活物質層２２Ｙとが正対するようにして、正極板１０Ｘ及び負極板２０Ｙを積層していく。次に、複数の正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１を、抵抗溶接や超音波溶接などによって互いに接合する。複数の負極集電体２１Ｙについても同様である。このようにして、複数の正極板１０Ｘ及び複数の負極板２０Ｙが交互に積層された膜電極接合体２を得ることができる。

（タブ取付工程）
タブ取付工程においては、まず、第１シーラント１８及び第２シーラント２８が設けられた第１タブ１６及び第２タブ２６を準備する。続いて、第１シーラント１８が第１方向ｄ１において正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１と対向するよう、第１タブ１６に対する膜電極接合体２の位置合わせを行う。位置合わせの後、抵抗溶接や超音波溶接などによって第１タブ１６を正極集電体１１Ｘの第１接続領域ａ１に取り付ける。これによって、第１タブ１６を正極集電体１１Ｘに電気的に接続させることができる。同様にして、第２タブ２６を負極集電体２１Ｙの第２接続領域ａ２に取り付けて、第２タブ２６を負極集電体２１Ｙに電気的に接続させる。

（収容工程）
収容工程においては、以下の方法によって、膜電極接合体２を、第１辺３ｃ、第２辺３ｄ、第３辺３ｅ及び第４辺３ｆを含む矩形状の第１部材４及び第２部材５を有する外装体３の内部に収容する。まず、膜電極接合体２を第１部材４と第２部材５との間に配置する配置工程を実施する。続いて、第１辺３ｃ、第２辺３ｄ及び第３辺３ｅの全域並びに第４辺３ｆの一部において、第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合する接合工程を実施する。これによって、膜電極接合体２が収容された外装体３を得ることができる。

収容工程の一例について説明する。図８は、収容工程を実施して、膜電極接合体２を外装体３の内部に収容した様子の一例を示す図である。なお、図８に破線及び実線にて示す直線Ｌ１は、本実施の形態によって製造される積層型電池１において第４辺３ｆが形成される予定の位置を示す線である。以下の説明においては、この直線Ｌ１を第４辺形成予定線Ｌ１と称する。この場合、第４辺形成予定線Ｌ１を、第４辺３ｆとみなすことができる。図８に示す例において、外装体３は、製造された積層型電池１の収容領域６及び封止領域７のほかに、積層型電池１の第４辺形成予定線Ｌ１からみて収容領域６が位置する側とは反対側に広がる、外部領域９を有する。また、外装体３は、第３辺３ｅと対向する外部領域辺３ｇを有する。この場合、まず、配置工程において、第１タブ１６及び第２タブ２６が取り付けられた膜電極接合体２を第１部材４及び第２部材５の収容領域６に相当する領域の間に配置する。続いて、接合工程において、収容領域６の外周において、第１部材４と第２部材５とを接合する。本実施の形態においては、図８に示すように、第１タブ１６及び第２タブ２６を外部に延び出させた状態で、第１辺３ｃ、第２辺３ｄ及び第３辺３ｅの全域において、第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合する。また、第４辺形成予定線Ｌ１からみて膜電極接合体２が配置された側において、第４辺形成予定線Ｌ１の一部に沿って、第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合する。また、外部領域９において、第１辺３ｃ及び第２辺３ｄの延長線に沿って、第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合する。これによって、図８に示すように、第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂ及び第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂから、第１部材４と第２部材５とを接合する外装体接合層８を形成することができる。図８に示す例において、外装体接合層８は、収容領域６の外周において第１部材４と第２部材５とを接合する第１外装体接合層８ａと、外部領域９において第１辺３ｃ及び第２辺３ｄの延長線に沿って第１部材４と第２部材５とを接合する外部外装体接合層８ｃと、を有する。この結果、収容領域６の外周に位置し、第１部材４と第２部材５とが接合されている第１封止領域７１を備え、第１封止領域７１によって囲まれた収容領域６の収容空間６ａに膜電極接合体２が収容された外装体３を得ることができる。図８に示す例において、第１封止領域７１は、外装体３の第１辺３ｃに沿って延びる第１辺封止領域７３と、外装体３の第２辺３ｄに沿って延びる第２辺封止領域７４と、第１辺封止領域７３から第２辺封止領域７４まで外装体３の第３辺３ｅに沿って延びる第３辺封止領域７５と、外装体３の第４辺形成予定線Ｌ１のうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の一部に位置する第４辺部分封止領域７６ａと、を有する。なお、外装体３の第４辺形成予定線Ｌ１のうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の一部においては第１部材４と第２部材５とが接合されておらず、開口領域３ｂとなっている。図８に示す例において、開口領域３ｂは、第２辺封止領域７４と第４辺部分封止領域７６ａとの間に位置する。

図８に示す第４辺３ｆが延びる方向における開口領域３ｂの寸法ｗ３は、例えば、第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の距離ｗ２の、０．０５倍以上０．３倍以下である。

図９～図１１を参照して、収容工程の接合工程の一例について詳細に説明する。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った部分、すなわち第４辺形成予定線Ｌ１に沿って第１封止領域７１が形成される部分の第１封止領域７１を、接合工程にて形成する方法を示す図である。

まず、収容工程の接合工程を実施するために用いられる接合工程ヒートシーラー５０について、図９を参照して説明する。図９に示す例において、接合工程ヒートシーラー５０は、第１部材４を加熱しながら第１部材４を第２部材５に向けて押圧する接合工程第１ヒートバー５１と、第２部材５を支持する接合工程第２ヒートバーと、を有する。接合工程第１ヒートバー５１は、第１部材４の厚み方向に沿って移動して第１部材４を押圧する。なお、図示はしないが、接合工程第２ヒートバー５６も、接合工程第１ヒートバー５１と同様に、第２部材５を加熱しながら第２部材５を第１部材４に向けて押圧してもよい。

図９に示すように、接合工程第１ヒートバー５１及び接合工程第２ヒートバー５６は、形成しようとする第１封止領域７１の形状に対応した形状の押圧面を有している。図９に示す例において、接合工程第１ヒートバー５１は、２つの第１押圧面５１ａを有し、２つの第１押圧面５１ａの間には間隔が開けられている。また、接合工程第２ヒートバー５６は、接合工程第１ヒートバー５１の２つの第１押圧面５１ａと対向する位置に、２つの第２押圧面５６ａを有し、２つの第２押圧面５６ａの間には、２つの第１押圧面５１ａと同様に間隔が開けられている。図９に示す例において、第１押圧面５１ａは第１部材４の外面と平行な面であり、第２押圧面５６ａは第２部材５の外面と平行な面である。

次に、接合工程において接合工程ヒートシーラー５０を用いて第１封止領域７１を形成する方法について説明する。接合工程第１ヒートバー５１を第１部材４側へ移動させ、図１０に示すように、接合工程第１ヒートバー５１の第１押圧面５１ａを用いて第１部材４を押圧する。これによって、第１部材４及び第２部材５の熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂのうち厚み方向において第１押圧面５１ａと重なっている部分を溶融させて外装体接合層８を形成することによって、第１封止領域７１を形成する。図１０に示すように、第１封止領域７１には、平坦な第１平坦部７ｂ及び外周平坦部７ｅが形成される。

ところで、接合工程において、熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂのうち厚み方向において接合工程第１ヒートバー５１の第１押圧面５１ａから押圧されていない部分にも、第１押圧面５１ａからの熱が伝わり、部分的に溶融することがある。例えば、熱可塑性樹脂層４ｂ，５ｂのうち、第１押圧面５１ａから押圧される部分と押圧されない部分の境界の近傍に位置する部分は、溶融状態に成り得る。溶融状態の熱可塑性樹脂は、流動性を有する。この場合、溶融状態の熱可塑性樹脂が、第１押圧面５１ａから押圧される部分から押圧されない部分へ向けて押し出される。すなわち、溶融状態の熱可塑性樹脂が、第１封止領域７１が形成される領域側から第１封止領域７１が形成されない領域側へ押し出される。このようにして、図１０に示すように、第１封止領域７１が形成される領域と第１封止領域７１が形成されない領域との境界から第１封止領域７１が形成されない領域側に、肉厚部７ａが形成される。なお、図示はしないが、肉厚部７ａは、接合工程において形成されなくてもよい。この場合、肉厚部７ａは、後述する封止工程において形成されてもよい。

（電解液注入工程）
電解液注入工程においては、図８に示す外装体３の開口領域３ｂを介して電解液を外装体３の収容空間６ａに注入する。

（初期充電工程）
初期充電工程においては、外装体３の内部に収容された膜電極接合体２の充電を、第１タブ１６及び第２タブ２６を介して実施する。初期充電工程においては、まず、図１１に示すように、外部領域辺３ｇにおいて、第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合する。外部領域辺３ｇにおいて第１部材４と第２部材５とを接合する方法は、例えば収容工程の接合工程において第１部材４と第２部材５とを接合する方法と同様である。これによって、外装体３の内部の収容空間６ａを含む空間を封止する。

次に、充電用の電源を用意し、電源の正極を第１タブ１６に、電源の負極を第２タブ２６に、それぞれ電気的に接続する。次に、電源を用いて、積層型電池１に電流を流す。これによって、積層型電池１が初期充電される。膜電極接合体２を充電することによって、外装体３の内部の収容空間６ａを含む空間内にガスが発生する。

次に、発生したガスを、開口領域３ｂを通して収容空間６ａから抜く、ガス抜き工程を実施する。ガス抜き工程においては、外装体３を第４辺形成予定線Ｌ１に沿って裁断する。これによって、図１２に示すように、収容空間６ａを、開口領域３ｂを通して外部に連通させ、初期充電によって発生したガスを収容空間６ａから抜くことができる。なお、外装体３を第４辺形成予定線Ｌ１に沿って裁断することによって、外装体３に第４辺３ｆが形成される。

（封止工程）
封止工程においては、図１３に示すように、開口領域３ｂにおいて第１部材４と第２部材５とを熱溶着によって接合し、第２封止領域７２を形成する。

まず、封止工程を実施するために用いられる封止工程ヒートシーラー６０について、図１３を参照して説明する。図１３に示すように、封止工程ヒートシーラー６０は、封止工程第１ヒートバー６１と、封止工程第２ヒートバー６６と、を有する。封止工程ヒートシーラー６０は、例えば、封止工程第１ヒートバー６１の第１押圧面６１ａ及び封止工程第２ヒートバー６６の第２押圧面６６ａが開口領域３ｂの範囲を押圧可能な形状を有する以外は、接合工程ヒートシーラー５０と同様である。図１３に示す封止工程第１ヒートバー６１の第１押圧面６１ａ及び封止工程第２ヒートバー６６の第２押圧面６６ａのｄ１方向における寸法ｗ４は、例えば接合工程において形成された第１肉厚部７ａ１と第２肉厚部７ａ２との間の距離よりも小さい。これによって、第１肉厚部７ａ１と第２肉厚部７ａ２との間の位置において、第１肉厚部７ａ１又は第２肉厚部７ａ２に阻害されることなく、第１押圧面６１ａを第１部材４に接触させ、第２押圧面６６ａを第２部材５に接触させることができる。このため、第１肉厚部７ａ１と第２肉厚部７ａ２との間の位置において第１部材４を押圧して、第１部材４と第２部材５とを接合することができる。

封止工程ヒートシーラー６０を用いて開口領域３ｂの第１部材４と第２部材５とを接合する方法は、例えば、収容工程の接合工程において接合工程ヒートシーラー５０を用いて第１部材４と第２部材５とを接合する方法と同様である。これによって、図３及び図７に示すように、開口領域３ｂにおいて、第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂ及び第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂから、第１部材４と第２部材５とを接合する外装体接合層８を形成することによって、第２封止領域７２を形成することができる。以下において、図３及び図７に示す、開口領域３ｂにおいて第１部材４と第２部材５とを接合する外装体接合層８を、第２外装体接合層８ｂとも称する。このようにして、開口領域３ｂを閉鎖し、外装体３の内部に封止された膜電極接合体２を備える積層型電池１を作製することができる。

ところで、第１部材４が封止工程第１ヒートバー６１の第１押圧面６１ａから加熱及び押圧されている間、第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂ及び第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂは溶融している。溶融状態の熱可塑性樹脂は、流動性を有する。このため、溶融状態の熱可塑性樹脂は、第１押圧面６１ａから押圧される部分から押圧されない部分へ向かう力を受ける。これにより、溶融状態の熱可塑性樹脂が、第１押圧面６１ａから押圧される領域側から肉厚部７ａ側へ押し出される。このようにして、図７及び図１３に示すように、接合工程において形成された肉厚部７ａの、第４辺３ｆが延びる方向における寸法及び外装体３の厚み方向における寸法が、封止工程においてより大きくなってもよい。なお、図示はしないが、接合工程において肉厚部７ａが形成されなかった場合に、封止工程において、溶融状態の熱可塑性樹脂が、第１押圧面６１ａから押圧される領域側から押し出されることによって、肉厚部７ａが形成されてもよい。なお、図７及び図１３に示すように、第２封止領域７２のうち第１押圧面６１ａから押圧される領域には、平坦な第２平坦部７ｃが形成される。

本実施の形態に係る積層型電池１によってもたらされる作用効果について、比較例と比較することによって具体的に説明する。

〔比較例〕
比較例として、収容工程において、外装体３の第４辺形成予定線Ｌ１のうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の部分の全域を開口領域３ｂとする外装体３に、膜電極接合体２を収容する場合について考える。図１３は、収容工程の接合工程において、外装体３の第４辺形成予定線Ｌ１のうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の部分の全域を開口領域３ｂとする外装体３に膜電極接合体２を収容した様子を示す図である。この場合、開口領域３ｂを通して電解液を注入する際に、第４辺形成予定線Ｌ１のうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の部分の全域に電解液が付着する可能性があった。このため、第４辺３ｆのうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の部分の全域における第１部材４と第２部材５との接合が、電解液によって阻害される可能性があった。

これに対して、本実施の形態に係る外装体３の開口領域３ｂは、第４辺形成予定線Ｌ１又は第４辺３ｆのうち第１辺封止領域７３と第２辺封止領域７４との間の一部に位置する。そして、本実施の形態に係る積層型電池の製造方法においては、この開口領域３ｂを通して電解液を供給する。このため、第１部材４と第２部材５とを接合する領域のうち電解液が付着する可能性のある領域を、第４辺３ｆの一部に限定することができる。これにより、第１部材４と第２部材５との接合強度を強くし、積層型電池１の不良率を低減させることができる。

以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

（開口領域の変形例）
上述の実施の形態においては、開口領域３ｂが、第１封止領域７１の第２辺封止領域７４と、第１封止領域７１の第４辺部分封止領域７６ａとの間に位置する例を示した。しかしながら、開口領域３ｂの位置はこれに限られない。図１５に示す例において、第１封止領域７１の第１封止領域７１の第４辺部分封止領域７６ａは、第１辺３ｃ側に位置する第１部分７１１と、第２辺３ｄ側に位置する第２部分７１２と、を有する。この場合に、開口領域３ｂは、図１５に示すように、第１部分７１１と第２部分７１２との間に位置する。

収容工程において、本変形例に係る開口領域３ｂを有する外装体３の内部に膜電極接合体２を収容し、電解液注入工程及び封止工程を実施した場合、図１６に示す積層型電池１を得ることができる。図１６に示す例において、封止領域７のうち第４辺３ｆに位置する部分は、第１平坦部７ｂ、第２平坦部７ｃを含むとともに、第２平坦部７ｃよりも第２辺３ｄ側に位置する第３平坦部７ｄをさらに有する。図１７は、図１６の外装体３の封止領域７のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った断面の一例を示す断面図である。図１７に示す例において、第２肉厚部７ａ２は、第２平坦部７ｃと第３平坦部７ｄとの間に位置する。第２肉厚部７ａ２の厚みｔ４は、第３平坦部７ｄの厚みｔ９よりも大きい。この場合、第２肉厚部７ａ２における外装体接合層８の厚みｔ８は、例えば第３平坦部７ｄにおける外装体接合層８の厚みｔ１０の２．５倍以上４．５倍以下である。また、第２肉厚部７ａ２における外装体接合層８の厚みｔ８は、第３平坦部７ｄにおける外装体接合層８の厚みｔ１０よりも０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下だけ大きくてもよい。

（肉厚部の変形例）
上述の実施の形態及び変形例においては、封止領域７の第４辺封止領域７６が、第１肉厚部７ａ１と第２肉厚部７ａ２とを有する例について説明した。しかしながら、肉厚部７ａの形態は、これに限られない。例えば図１８に示すように、封止領域７の第４辺封止領域７６は、第２肉厚部７ａ２を有しなくてもよい。この場合、第１平坦部７ｂは、封止領域７の第１辺封止領域７３まで広がり、第２平坦部７ｃは、封止領域７の第２辺封止領域７４まで広がってもよい。本変形例における第２平坦部７ｃは、図１８に示すように、封止領域７の第２辺封止領域７４の外周平坦部７ｅと接するように広がっている。また、本変形例における第１平坦部７ｂは、図示はしないが、封止領域７の第１辺封止領域７３の外周平坦部７ｅと接するように広がっている。

この場合、図１８に示す第１肉厚部７ａ１と封止領域７の第２辺封止領域７４との間の距離ｗ５は、封止領域７の第１辺封止領域７３と封止領域７の第２辺封止領域７４との間の距離の、０．０５倍以上０．３倍以下である。

（封止工程の第１の変形例）
上述の実施の形態及び各変形例においては、封止工程において第１部材４と第２部材５とを接合する方法が、収容工程の接合工程において第１部材４と第２部材５とを接合する方法と同様である例について説明した。しかしながら、封止工程の態様は、これに限られない。例えば、開口領域３ｂに形成される第２封止領域７２における第１部材４と第２部材５との接合強度が、第１辺３ｃ、第２辺３ｄ及び第３辺３ｅの全域並びに第４辺３ｆの一部に形成される第１封止領域７１における接合強度よりも小さくなるように、封止工程において第１部材４と第２部材５とを接合する方法を選択してもよい。例えば、封止工程における封止工程第１ヒートバー６１及び封止工程第２ヒートバー６６の温度を、収容工程の接合工程における接合工程第１ヒートバー５１及び接合工程第２ヒートバー５６の温度よりも低くすることによって、第２封止領域７２における接合強度を第１封止領域７１における接合強度よりも小さくすることができる。この場合、例えばガスの発生などに起因して外装体３の収容空間６ａ内の圧力が高まった場合には、第１封止領域７１及び第２封止領域７２において接合されている第１部材４と第２部材５とが、第１封止領域７１よりも狭い領域に限定されている第２封止領域７２において、優先的に分離される。これによって、第２封止領域７２において開口を形成し、収容空間６ａ内の圧力を下げることができる。このため、第１封止領域７１を含む広範囲において第１部材４と第２部材５とが分離されることを抑制することができる。

封止工程において、第２封止領域７２における接合強度が第１封止領域７１における接合強度よりも小さくなるように第１部材４と第２部材５とを接合する場合、例えば図１９に示すように、封止工程において、第２封止領域７２の厚みｔ２が、第１封止領域７１の厚みｔ１、ｔ１１よりも大きくなるように、第２封止領域７２を形成する。なお、第１封止領域７１の厚みとは、例えば第１封止領域７１に位置する平坦部の厚みのうち最大の厚みを意味する。また、第２封止領域７２の厚みとは、例えば第２封止領域７２に位置する平坦部の厚みのうち最大の厚みを意味する。この場合、封止工程においては、例えば第２外装体接合層８ｂの厚みｔ６が、封止工程前の開口領域３ｂにおける第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂの厚みと第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂの厚みとを合計した厚みの、９０％以上となるように、第２封止領域７２を形成する。また、収容工程の接合工程においては、例えば第１外装体接合層８ａの厚みｔ５，ｔ１２が、接合工程前の収容領域６の外周における第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂの厚みと第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂの厚みとを合計した厚みの、９０％未満となるように、第１封止領域７１を形成する。なお、第１外装体接合層８ａの厚みとは、例えば第１封止領域７１に位置する平坦部における外装体接合層８の厚みのうち最大の厚みを意味する。また、第２外装体接合層８ｂの厚みとは、例えば第２封止領域７２に位置する平坦部における外装体接合層８の厚みのうち最大の厚みを意味する。この場合、第２外装体接合層８ｂの厚みｔ６は、収容領域６、すなわち外装体接合層８が形成されていない領域における第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂの厚みと第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂの厚みとを合計した厚みの、９０％以上である。また、第１外装体接合層８ａの厚みｔ５，ｔ１２は、収容領域６における第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂの厚みと第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂの厚みとを合計した厚みの、９０％未満である。以下、収容領域６における第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂの厚みと第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂの厚みとを合計した厚みを、基準厚みとも称する。

上述の場合、図１９に示すように、封止領域７の第４辺封止領域７６のうち、封止工程において形成される第２平坦部７ｃの厚みｔ２は、収容工程の接合工程において形成される第１平坦部７ｂの厚みｔ１よりも大きくなる。また、図１９に示すように、第２平坦部７ｃの厚みｔ２は、収容工程の接合工程において形成される封止領域７のうち第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５の厚みよりも大きくなる。なお、第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５の厚みとは、例えば第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４又は第３辺封止領域７５に位置する平坦部の厚みのうち最大の厚みを意味する。この場合、図１９に示す第２平坦部７ｃにおける外装体接合層８の厚みｔ６は、例えば基準厚みの９０％以上である。また、図１９に示す第１平坦部７ｂにおける外装体接合層８の厚みｔ５は、例えば基準厚みの９０％未満である。また、第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５における外装体接合層８の厚みは、例えば基準厚みの９０％未満である。なお、封止領域７のうち第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５における外装体接合層８の厚みとは、例えば第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４又は第３辺封止領域７５に位置する平坦部における外装体接合層８の厚みのうち最大の厚みを意味する。図１９に示す封止領域７のうち第１辺封止領域７３、第２辺封止領域７４及び第３辺封止領域７５の外周平坦部７ｅにおける外装体接合層８の厚みｔ１２は、例えば基準厚みの９０％未満である。図１９に示す厚みｔ６は、例えば基準厚みの１００％以下である。また、図１９に示す厚みｔ５，ｔ１２は、例えば基準厚みの３０％以上である。

（封止工程の第２の変形例）
上述の電解液注入工程においては、電解液が開口領域３ｂの第１部材４の内面又は第２部材５の内面に付着することがある。電解液が付着した状態で第１部材４及び第２部材５を加熱及び押圧した場合、第２封止領域７２に外装体接合層８が形成されない部分が生じたり、第２封止領域７２の外装体接合層８の接合強度が低くなったりすることが考えられる。

このような課題を考慮し、封止工程は、第１部材４の内面又は第２部材５の内面に付着した電解液を取り除くように実施してもよい。以下、第１部材４の内面又は第２部材５の内面に付着した電解液を取り除くように実施する、封止工程の第２の変形例について詳細に説明する。まず、封止工程を実施するために用いられる封止工程ヒートシーラー６０について、図２０を参照して説明する。

封止工程ヒートシーラー６０は、図２０に示すように、第１部材４を加熱しながら第１部材４を第２部材５に向けて押圧する封止工程第１ヒートバー６１と、第２部材５を支持する封止工程第２ヒートバー６６と、を有する。封止工程第１ヒートバー６１は、第１部材４の厚み方向に沿って移動して第１部材４を押圧する。封止工程第２ヒートバー６６も、封止工程第１ヒートバー６１と同様に、第２部材５を加熱しながら第２部材５を第１部材４に向けて押圧してもよい。

図２０に示すように、封止工程第１ヒートバー６１は、第１部材４に対向する傾斜した第１押圧面６１ａを含む弾性体６３と、弾性体６３を支持する基部６２と、を有する。以下、弾性体６３の傾斜した第１押圧面６１ａを、傾斜面６１ｂとも称する。弾性体６３は、基部６２よりも低い弾性係数を有する部材である。図示はしないが、封止工程第２ヒートバー６６も、封止工程第１ヒートバー６１と同様に、第２部材５に対向する弾性体と、弾性体を支持する基部と、を有していてもよい。

弾性体６３の傾斜面６１ｂは、傾斜面６１ｂと第１部材４との間の間隔が収容領域６側に向かうにつれて増加するよう、第１部材４の面方向に対して傾斜している。第１部材４の面方向に対する弾性体６３の傾斜面６１ｂの傾斜角度は、例えば０．２°以上２°以下である。

図２０において、符号６３ａは、第１部材４に対向する弾性体６３の面の、収容領域６側の端部を表し、符号６３ｂは、第１部材４に対向する弾性体６３の面の、収容領域６から遠い側の、すなわち外側の端部を表す。図２０に示す例において、傾斜面６１ｂは、弾性体６３の面の収容空間６ａ側の端部６３ａから外側の端部６３ｂにまで広がっている。すなわち、傾斜面６１ｂは、第１部材４に対向し第１部材４に接触する弾性体６３の面の全域を構成している。なお、傾斜面６１ｂは、第１部材４に対向し第１部材４に接触する弾性体６３の面の一部であってもよい。

図２０において、符号６２ａは、第１部材４に対向する弾性体６３に接触する基部６２の面の、収容領域６側の端部を表し、符号６２ｂは、第１部材４に対向する弾性体６３に接触して弾性体６３を支持する基部６２の面の、収容領域６から遠い側の、すなわち外側の端部を表す。図２０に示す例においては、基部６２の面のうち、基部６２の外側の端部６２ｂが、封止工程第１ヒートバー６１の移動方向において最も第１部材４側に位置している。また、弾性体６３の面のうち、弾性体６３の収容領域６側の端部６３ａが、封止工程第１ヒートバー６１の移動方向において最も第１部材４から遠位に位置している。この場合、弾性体６３の収容領域６側の端部６３ａは、第１部材４に対向する弾性体６３の面の中で最後に第１部材４に接触する。好ましくは、端部６３ａのような最後に第１部材４に接触する部分は、封止工程第１ヒートバー６１の移動方向において、基部６２の面のうち最も第１部材４側に位置する部分（ここでは端部６２ｂ）よりも第１部材４側に位置する。これにより、基部６２の面のうち最も弾性体６３側に位置する部分によって第１部材４が過剰に押圧されることを抑制することができる。

次に、封止工程ヒートシーラー６０を用いて開口領域３ｂにおいて外装体３を接合する方法について説明する。封止工程第１ヒートバー６１を第１部材４側へ移動させると、図２１に示すように、第１部材４のうち外側に位置する部分が、第１部材４のうち収容領域６側に位置する部分よりも先に封止工程第１ヒートバー６１の弾性体６３に接触し、加熱及び押圧される。このため、第１部材４のうち外側に位置する部分に外装体接合層８が形成される。この際、弾性体６３のうち第１部材４に接触した部分は、図２１に示すように、封止工程第１ヒートバー６１の移動方向において圧縮変形する。封止工程第１ヒートバー６１が第１部材４に加える力は、弾性体６３の圧縮変形量が増加するほど大きくなる。

図２２は、第１部材４のうち収容領域６側に位置する部分にも封止工程第１ヒートバー６１の弾性体６３に接触するようになるまで封止工程第１ヒートバー６１を第１部材４側へ移動させた状態を示している。図２２に示す状態においては、封止領域７となるべき第１部材４の全域に弾性体６３が接触し、弾性体６３が圧縮変形している。弾性体６３の圧縮変形の程度は、外側ほど大きい。このため、封止工程第１ヒートバー６１が第１部材４に加える力は、外側ほど大きい。

第１部材４が封止工程第１ヒートバー６１から加熱及び押圧されている間、第１部材４の熱可塑性樹脂層４ｂ及び第２部材５の熱可塑性樹脂層５ｂは溶融している。溶融状態の熱可塑性樹脂は、流動性を有する。また、封止工程第１ヒートバー６１が第１部材４に加える力は、外側ほど大きい。このため、溶融状態の熱可塑性樹脂は、外側から収容空間６ａ側へ向かう力を受ける。従って、仮に第１部材４の内面や第２部材５の内面に電解液８ｓが付着していた場合であっても、図２１及び図２２に示すように、電解液８ｓを収容空間６ａ側へ移動させることができる。従って、図２２に示すように、外装体接合層８のうち少なくとも外側の部分に電解液８ｓが残ることを抑制することができる。これにより、外装体接合層８の少なくとも一部に、電解液８ｓが残留しておらず、十分な接合強度を有する部分を設けることができる。このことにより、外装体３の収容空間６ａが外部に連通してしまうことを抑制することができる。

また、封止工程を実施する際に、収容工程の接合工程などにおいて、既に開口領域３ｂの近傍に肉厚部７ａが形成されている場合について考える。この場合、封止工程第１ヒートバー６１の第１押圧面６１ａが弾性体６３で構成されていることによって、封止工程第１ヒートバー６１を用いて第１部材４を押圧する際に、第１押圧面６１ａの形状を、肉厚部７ａの形状に合わせて弾性変形させることができる。このため、肉厚部７ａに阻害されることなく、第１押圧面６１ａを開口領域３ｂの第１部材４に接触させることができる。以上より、第１押圧面６１ａを開口領域３ｂに接触させつつ第１部材４を押圧して、第１部材４と第２部材５とを接合することができる。

以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、上述した具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１ 積層型電池
２ 膜電極接合体
３ 外装体
３ｂ 開口領域
３ｃ 第１辺
３ｄ 第２辺
３ｅ 第３辺
３ｆ 第４辺
３ｇ 外部領域辺
４ 第１部材
４ａ 基材
５ 第２部材
５ａ 基材
６ 収容領域
６ａ 収容空間
７ 封止領域
７１ 第１封止領域
７１１ 第１部分
７１２ 第２部分
７２ 第２封止領域
７３ 第１辺封止領域
７４ 第２辺封止領域
７５ 第３辺封止領域
７６ 第４辺封止領域
７６ａ 第４辺部分封止領域
７ａ 肉厚部
７ａ１ 第１肉厚部
７ａ２ 第２肉厚部
７ｂ 第１平坦部
７ｃ 第２平坦部
７ｄ 第３平坦部
７ｅ 外周平坦部
８ 外装体接合層
８ｓ 電解液
９ 外部領域
１０ 第１電極板
１０Ｘ 正極板
１１ 第１電極集電体
１１Ｘ 正極集電体
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１２ 第１電極活物質層
１２Ｘ 正極活物質層
１６ 第１タブ
１８ 第１シーラント
２０ 第２電極板
２０Ｙ 負極板
２１ 第２電極集電体
２１Ｙ 負極集電体
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２２ 第２電極活物質層
２２Ｙ 負極活物質層
２６ 第２タブ
２８ 第２シーラント
３０ 絶縁体
５０ 接合工程ヒートシーラー
５１ 接合工程第１ヒートバー
５１ａ 第１押圧面
５６ 接合工程第２ヒートバー
５６ａ 第２押圧面
６０ 封止工程ヒートシーラー
６１ 封止工程第１ヒートバー
６１ａ 第１押圧面
６１ｂ 傾斜面
６２ 基部
６３ 弾性体
６６ 封止工程第２ヒートバー
６６ａ 第２押圧面

Claims (15)

1. 交互に積層された第１電極板及び第２電極板を有する膜電極接合体と、
   前記膜電極接合体を収容する外装体であって、第１辺と、前記第１辺に対向する第２辺と、前記第１辺が延びる方向とは異なる方向に延びる第３辺及び第４辺と、を含む矩形状の第１部材及び第２部材を有し、前記第１部材と前記第２部材との間に前記膜電極接合体を収容する収容空間が画成されている収容領域と、前記収容領域の外周に位置し、前記第１部材と前記第２部材とが接合されている封止領域と、を含む、外装体と、
   前記第１電極板又は前記第２電極板に電気的に接続するとともに、前記第１辺又は前記第２辺において前記第１部材と前記第２部材との間を通って、前記外装体の外部へと延びるタブと、を備え、
   前記封止領域は、前記外装体の前記第１辺に沿って延びる第１辺封止領域と、前記外装体の前記第２辺に沿って延びる第２辺封止領域と、前記第１辺封止領域から前記第２辺封止領域まで前記外装体の前記第３辺に沿って延びる第３辺封止領域と、前記第１辺封止領域から前記第２辺封止領域まで前記外装体の前記第４辺に沿って延びる第４辺封止領域と、を有し、
   前記第４辺封止領域は、第１平坦部と、前記第１平坦部よりも前記第２辺側に位置する第２平坦部と、前記第１平坦部と前記第２平坦部との間に位置し、前記第１平坦部及び前記第２平坦部よりも厚い第１肉厚部と、を有する、積層型電池。
2. 前記第１部材及び前記第２部材は、基材と、前記基材よりも前記収容空間側に位置する熱可塑性樹脂層と、を含み、
   前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層と、前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層とは、前記封止領域において、前記第１部材と前記第２部材とを接合する外装体接合層を形成している、請求項１に記載の積層型電池。
3. 前記第１肉厚部における前記外装体接合層は、前記第１平坦部及び前記第２平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有する、請求項２に記載の積層型電池。
4. 前記第４辺封止領域は、前記第２平坦部よりも前記第２辺側に位置し、前記第２平坦部よりも厚い第２肉厚部をさらに有する、請求項２又は３に記載の積層型電池。
5. 前記第２肉厚部における前記外装体接合層は、前記第２平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有する、請求項４に記載の積層型電池。
6. 前記第４辺封止領域は、前記第２平坦部よりも前記第２辺側に位置する第３平坦部をさらに有し、
   前記第２肉厚部は、前記第２平坦部と前記第３平坦部との間に位置し、前記第３平坦部の厚みよりも大きな厚みを有する、請求項４又は５に記載の積層型電池。
7. 前記第２肉厚部における前記外装体接合層は、前記第３平坦部における前記外装体接合層の厚みの２．５倍以上４．５倍以下の厚みを有する、請求項６に記載の積層型電池。
8. 前記第１肉厚部と前記第２肉厚部との間の距離は、前記第１辺封止領域と前記第２辺封止領域との間の距離の、０．０５倍以上０．３倍以下の大きさを有する、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の積層型電池。
9. 前記第１平坦部は、前記第１辺封止領域まで広がり、
   前記第２平坦部は、前記第２辺封止領域まで広がる、請求項２又は３に記載の積層型電池。
10. 前記第１肉厚部と前記第２辺封止領域との間の距離は、前記第１辺封止領域と前記第２辺封止領域との間の距離の、０．０５倍以上０．３倍以下である、請求項９に記載の積層型電池。
11. 前記第２平坦部は、前記第１平坦部の厚みよりも大きな厚みを有する、請求項２乃至１０のいずれか一項に記載の積層型電池。
12. 前記第２平坦部は、前記第１辺封止領域、前記第２辺封止領域及び前記第３辺封止領域の厚みよりも大きな厚みを有する、請求項２乃至１１のいずれか一項に記載の積層型電池。
13. 前記第２平坦部における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％以上の厚みを有する、請求項２乃至１２のいずれか一項に記載の積層型電池。
14. 前記第１平坦部における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％未満の厚みを有する、請求項２乃至１３のいずれか一項に記載の積層型電池。
15. 前記第１辺封止領域、前記第２辺封止領域及び前記第３辺封止領域における前記外装体接合層は、前記収容領域における前記第１部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みと前記第２部材の前記熱可塑性樹脂層の厚みとを合計した厚みの、９０％未満の厚みを有する、請求項２乃至１４のいずれか一項に記載の積層型電池。

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