JP7473383B2 - 電池 - Google Patents

Description

本発明は固体電解質層を備える電池に関するものである。

有機溶媒を使用した電解質を備える発電要素が、熱溶着部が形成されてなる包装材に収納され、その包装材が容器に収納された電池が知られている（特許文献１）。特許文献１に開示の技術では、容器にガスの排出口が設けられ、熱溶着部を挟むように容器と包装材との間に弾性体などのシール部材が配置される（明細書の段落００２３）。発電要素の有機溶媒が気化して包装材の内圧が上昇し、包装材が破壊して容器の中へガスが排出された場合に、排出口から容器の外へガスが排出される。

国際公開第２０１６／１３２４０４号明細書

しかし上記技術では、熱溶着部の全長に亘ってシール部材によって熱溶着部が挟まれると熱溶着部が破壊し難くなるので、包装材が破壊するときの包装材の内圧が高くなり過ぎて、包装材が破壊したときの衝撃が大きくなるという問題点がある。

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、包装材が破壊したときの衝撃を低減できる電池を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の電池は、固体電解質層、正極、負極、及び、正極または負極に接続してなる端子を有する板状の発電要素と、発電要素を包み込む薄膜のシート部材からなり、発電要素を収納する収納部と、端子を挟みつつシート部材が重ね合わされて貼着されてなるシール部と、を有する包装材であり、端子が自身の外部に露出してなる包装材と、包装材よりも硬い材料からなり、包装材を収納する容器であり、端子が容器の側壁を介して自身の外部に露出してなる容器と、を備え、容器と包装材との間隙には、少なくとも側壁からシール部と収納部との境界まで延びる空隙を形成しつつ収納部と容器とに接するように配置された第１充填材を備え、容器のうち空隙に接する壁面には、容器の外部と空隙とを連通すると共に第２充填材にて塞がれた穴が形成されてなる。

請求項１記載の電池によれば、シート部材からなる包装材の収納部と容器とに接するように第１充填材が配置される。従って収納部の内側にガスや液体が存在する場合に、液体の気化やガスの膨張が生じたときに、容器および第１充填材が収納部の変形を低減する。第１充填材によって、少なくとも容器の側壁から包装材のシール部と収納部との境界まで延びる空隙が形成されるので、収納部の内圧が上昇したときには、シール部のうち第１充填材が接する部分が破壊される力よりも小さい力で、空隙が接する部分が破壊される。シール部のうち空隙が接する部分が破壊されると、収納部の内側のガスが空隙に排出される。容器のうち空隙に接する壁面に容器の外部と空隙とを連通する穴が形成され、穴を第２充填材が塞ぐので、空隙の圧力が高まると、穴から容器の外へガスが排出される。よって包装材が破壊したときの衝撃を低減できる。

請求項２記載の電池によれば、空隙は、シール部と収納部との境界を越えて収納部にまで延びている。これにより第１充填材と空隙との境界が、シール部と収納部との境界上に位置する場合に比べて収納部を変形させ易くできる。よって空隙が接する部分を破壊する力をより小さくできる。その結果、請求項１の効果に加え、包装材が破壊したときの衝撃をより小さくできる。

請求項３記載の電池によれば、容器の側壁に設けられた端子挿通孔が穴を兼ねている。よって請求項１又は２の効果に加え、容器の側壁に穴をあけなくても済む。

請求項４記載の電池によれば、包装材は、発電要素の板厚方向に見たときに矩形状をなす。シール部は包装材の矩形状の１辺に延びるように形成されてなり、空隙の中にシール部の全体が位置する。収納部の内圧が上昇したときには、包装材の１辺のシール部のうち強度が低いところが破壊される。よって請求項１から３のいずれかの効果に加え、シール部が破壊されるときの収納部の内圧のばらつきを小さくできる。

第１実施の形態における電池の斜視図である。 電池の分解立体図である。 発電要素を含む包装物の分解立体図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線における電池の断面図である。 充填材が配置される前の電池の断面図である。 図１のＶＩ－ＶＩ線における電池の断面図である。 図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における電池の断面図である。 図１の矢印ＶＩＩＩ方向から見た電池の側面図である。 第２実施の形態における電池の包装物の斜視図である。 電池の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は一実施の形態における電池１０の斜視図である。図２は電池１０の分解立体図である。図３は発電要素１２を含む包装物１１の分解立体図である。図４は図１のＩＶ－ＩＶ線における電池１０の断面図である。図面では発電要素１２、包装材２２、容器３０等の厚さが誇張して示されている。

図１に示すように電池１０は、発電要素１２（図２参照）を含む包装物１１が容器３０に収納されている。容器３０は箱型の容器本体３１と蓋３８とを備え、容器３０の外に端子１５，２０が設けられている。電池１０は、発電要素１２が固体で構成された固体リチウムイオン電池である。発電要素１２が固体で構成されているとは、発電要素１２の骨格が固体で構成されていることを意味し、例えば該骨格中に液体が含浸した形態等を排除するものではない。

図２に示すように容器本体３１は、矩形の板である第１板３２と、第１板３２とほぼ同じ形の板であって第１板３２とほぼ平行に配置される第２板３３と、第１板３２の１辺と第２板３３の１辺とをつなぐ矩形の板である第３板３４と、第３板３４とほぼ同じ形の板であって第３板３４とほぼ平行に配置され、第１板３２の別の１辺と第２板３３の別の１辺とをつなぐ第４板３５と、第１板３２、第２板３３、第３板３４及び第４板３５をつなぐ第５板３６と、を備えている。

蓋３８は、第５板３６とほぼ同じ形の板である。蓋３８は、容器本体３１において第５板３６の反対側に開いた口３７を覆い、容器本体３１に接合され口３７を塞ぐ。蓋３８には、蓋３８の厚さ方向に貫通する端子挿通孔３９が形成されている。端子１５，２０は端子挿通孔３９を通過して容器３０の外に引き出される。

本実施形態では容器本体３１及び蓋３８は、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタニウム、チタニウム合金などの１種以上からなる金属製である。これに限られるものではなく合成樹脂製の容器本体３１及び蓋３８を採用することは可能である。

容器３０の第３板３４と第４板３５との間の距離、及び、第５板３６と蓋３８との間の距離は、第１板３２と第２板３３との間の距離より長い。従って容器３０の６面を構成する各板および蓋３８の各面の中央に、各面に垂直な向きの力が加えられたときに、第１板３２及び第２板３３は、第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８よりも弾性変形し易い。第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８は、容器３０の側壁を構成する。

容器３０に収納される包装物１１は、発電要素１２と、発電要素１２を収納する包装材２２と、を備えている。容器３０の第１板３２、第２板３３、第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８は包装材２２よりも硬い。

包装材２２は、発電要素１２の厚さ方向の両側に重ねて収納部２４が配置されている。本実施形態ではシール部２３は包装材２２の全周（４辺）に設けられている。シール部２３と収納部２４との境界２５は、発電要素１２の周囲に位置する。境界２５の形状は矩形状である。シール部２３は第１シート部材２６及び第２シート部材２７の接着層が溶着されてなるので、シール部２３の破壊荷重は、収納部２４（第１シート部材２６及び第２シート部材２７）の破壊荷重よりも小さい。

シール部２３は、端子１５，２０と交わる第１部２３ａと、第１部２３ａの反対側に設けられた第２部２３ｂと、第１部２３ａと第２部２３ｂとをつなぐ第３部２３ｃ及び第４部２３ｄと、を備えている。端子１５，２０は第１部２３ａから包装材２２の外に引き出されている。集電層１４，１９と端子１５，２０との間にもそれぞれ接着層（図示せず）が設けられており、この接着層と第１シート部材２６及び第２シート部材２７の接着層とが第１部２３ａ（シール部２３）において溶着されている。包装材２２は密閉空間２８（図４参照）への水分の浸入等を抑制し、発電要素１２の性能低下を抑制する。

図３に示すように発電要素１２は、順に、正極１３、固体電解質層１７及び負極１８を含む。本実施形態では発電要素１２の板厚方向（図３上下方向）から見て、正極１３、固体電解質層１７及び負極１８は形状が略矩形である。但し正極１３、固体電解質層１７及び負極１８の形状に制限はない。

正極１３は集電層１４と複合層１６とが積層されている。端子１５は集電層１４に接続されている。負極１８は集電層１９と複合層２１とが積層されている。端子２０は集電層１９に接続されている。集電層１４，１９は導電性を有する部材であり、例えばＮｉ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｕ及びＡｌから選ばれる金属、これらの元素の２種以上を含む合金やステンレス鋼、炭素材料などによって形成されている。

複合層１６は活物質およびイオン伝導体を含む。正極１３の活物質およびイオン伝導体は特に制限がない。活物質としては、例えばＣｏ，Ｍｎ，Ｎｉ等の遷移金属元素およびＬｉを含む金属酸化物、ＴｉＳ_２等の硫化物などが挙げられる。イオン伝導体としては、例えばＬｉ_６．９５Ｍｇ_０．１５Ｌａ_２．７５Ｓｒ_０．２５Ｚｒ_２Ｏ_１２等の酸化物系、Ｌｉ_９．５４Ｓｉ_１．７４Ｐ_１．４４Ｓ_１１．７Ｃｌ_０．３等の硫化物系、ＬｉＣＢ_１１Ｈ_１２等の水素化物系が挙げられる。

固体電解質層１７はイオン伝導体を含む。固体電解質層１７のイオン伝導体も特に制限がない。固体電解質層１７のイオン伝導体は、正極１３のイオン伝導体と同様に、酸化物系、硫化物系および水素化物系が挙げられる。

負極１８の複合層２１は活物質およびイオン伝導体を含む。負極１８の活物質およびイオン伝導体は特に制限がない。負極１８の活物質としては、例えばＬｉ、Ｌｉ－Ａｌ合金、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、黒鉛、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｓｉ－Ｌｉ合金、ＳｉＯ等が挙げられる。負極１８のイオン伝導体は、正極１３のイオン伝導体と同様に、酸化物系、硫化物系および水素化物系が挙げられる。

包装材２２（図４参照）は第１シート部材２６及び第２シート部材２７からなる。本実施形態では発電要素１２の板厚方向から見て、第１シート部材２６及び第２シート部材２７は形状が略矩形である。但し第１シート部材２６及び第２シート部材２７の形状に制限はない。第１シート部材２６及び第２シート部材２７は、集電層１４，１９、複合層１６，２１及び固体電解質層１７よりも大きい。

第１シート部材２６及び第２シート部材２７は、例えば順に、表層、バリア層および接着層（いずれも図示せず）を含む。第１シート部材２６及び第２シート部材２７は、接着層を向き合わせて配置される。表層は、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミドで作られる。バリア層は、例えばアルミニウム等の金属箔や蒸着層で作られる。接着層は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレンを主成分とする共重合体等のオレフィン系樹脂で作られる。第１シート部材２６及び第２シート部材２７は、必要に応じて、これら以外の層を設けても良いし、バリア層を複数設けても良いし、表層を省略しても良い。

第１シート部材２６及び第２シート部材２７の接着層の溶着によりシール部２３（図４参照）が形成され、シール部２３の内側に収納部２４が形成される。発電要素１２は、シール部２３及び収納部２４によって作られた包装材２２の密閉空間２８（図５参照）に収納されている。

図４に示すように電池１０は、容器３０と包装材２２との間に第１充填材４０が配置されている。第１充填材４０は、容器３０の間隙４１（図５参照）に詰められた有機材料であり、弾性変形する絶縁体である。第１充填材４０の材料としては、例えばエポキシ樹脂などの合成樹脂やシリコーンゴム等のゴムが挙げられる。第１充填材４０に気泡や空隙は存在しても良い。

第１充填材４０は、ＡＳＴＭ Ｅ５９５－１５に規定される質量損失比が１．０％以下の材料であると好適である。低圧力の環境下や高温環境下において放出するガス（いわゆるアウトガス）を少なくできるからである。このような材料としては、例えば主成分がエポキシ樹脂であるＮＢ３０４０，ＮＢ３０４１Ｂ（いずれも製造元は株式会社ダイゾー）が挙げられる。

ＡＳＴＭ Ｅ５９５－１５はアウトガスレート測定試験の規定である。質量損失比（ＴＭＬ）は、アウトガスレート測定試験前後の試料の質量減の割合である。質量損失比は、ＴＭＬ（％）＝（Ｗ－Ｗ_１）／Ｗ×１００の式から算出される。但しＷは２３±１℃、５０±５％ＲＨ、常圧の環境下で秤量した試料の質量であり、Ｗ_１は１２５±１℃、真空度７×１０^－３Ｐａ以下の環境下で秤量した試料の質量である。

図５は第１充填材４０が配置される前の電池１０の断面図である。図５は、図４の断面図における電池１０の、第１充填材４０を取り除いた状態が図示されている。発電要素１２は、包装材２２の広い面を第１板３２及び第２板３３に向けて容器３０に収容される。包装材２２は、包装材２２のシール部２３のうち第１部２３ａ以外の第２部２３ｂ、第３部２３ｃ及び第４部２３ｄを折り曲げて発電要素１２の板厚方向に重ねた状態で、発電要素１２と共に容器３０に収納されている。容器３０の容積をできるだけ小さくするためである。

図４に戻って説明する。第１充填材４０は、容器３０の第１板３２及び第２板３３と包装材２２の収納部２４とにそれぞれ接している。よって発電要素１２及び収納部２４は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材４０に挟まれている。第１充填材４０は、容器３０の第１板３２及び第２板３３とシール部２３の第２部２３ｂにおける境界２５とにそれぞれ接している。よって第２部２３ｂにおける境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材４０に挟まれている。

容器３０の蓋３８の壁面４２と第１充填材４０との間に空隙４３が形成されている。シール部２３の第１部２３ａにおける境界２５の少なくとも一部は、空隙４３の中に位置する。

図６は図１のＶＩ－ＶＩ線における電池１０の断面図である。第１充填材４０は、容器３０の第１板３２及び第２板３３とシール部２３の第３部２３ｃにおける境界２５とにそれぞれ接している。よって第３部２３ｃにおけるシール部２３と収納部２４との境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材４０に挟まれている。第１充填材４０は、容器３０の第１板３２及び第２板３３とシール部２３の第４部２３ｄにおける境界２５とにそれぞれ接している。よって第４部２３ｄにおけるシール部２３と収納部２４との境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材４０に挟まれている。

図７は図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における電池１０の断面図である。包装材２２の１辺２２ａは空隙４３の中に位置する。シール部２３の第１部２３ａは、包装材２２の１辺２２ａの全長に亘って設けられている。第１部２３ａにおけるシール部２３と収納部２４との境界２５は、全長に亘って空隙４３の中に位置する。さらに、第１部２３ａにつながる第３部２３ｃ及び第４部２３ｄの一部、並びに、収納部２４の一部は空隙４３の中に位置する。これにより境界２５の２つの角２５ａは空隙４３の中に位置する。

図８は図１の矢印ＶＩＩＩ方向から見た電池１０の側面図である。蓋３８に形成された端子挿通孔３９は、容器３０の内側の空隙４３（図７参照）と容器３０の外とを連通する。端子挿通孔３９を端子１５，２０が通過している。端子１５，２０が通過してできる端子挿通孔３９の隙間の全体が、第２充填材４４によって塞がれている。第２充填材４４は、端子挿通孔３９と端子１５，２０との間に詰められた有機材料であり絶縁体である。第２充填材４４の材料としては、例えばエポキシ樹脂などの合成樹脂やシリコーンゴム等のゴムが挙げられる。第２充填材４４の破壊荷重は容器３０の破壊荷重よりも小さいので、容器３０の空隙４３の内圧が高まると容器３０よりも先に第２充填材４４が破壊する。

第１充填材４０は、例えば、硬化する前の液状の第１充填材４０の材料を口３７から容器本体３１の中へ注入した後、包装物１１を容器本体３１の中へ入れ、第１充填材４０の材料に包装材２２を浸す方法によって容器本体３１に充填される。第１充填材４０の材料が容器本体３１の中で硬化すると、第１充填材４０が容器本体３１に配置されることになる。次に、端子挿通孔３９に端子１５，２０を通過させて蓋３８で容器本体３１の口３７を覆った後、溶接または接着により蓋３８の全周を容器本体３１に接合する。次いで、第２充填材４４で端子挿通孔３９の全体を塞ぐ。これにより容器３０を気密封止構造にできる。

発電要素１２が収納された包装材２２の密閉空間２８にガスや液体が存在する場合には、高温や低圧力の環境下では密閉空間２８内の液体が気化しガスが膨張して密閉空間２８の圧力が上昇し、包装材２２の収納部２４が膨らむ。包装材２２が膨らむときの、発電要素１２の厚さ方向における収納部２４の変形は、シール部２３の近くで小さく、シール部２３から離れて収納部２４の中央へ向かうにつれて大きくなる。よって包装材２２が膨らむときに第１充填材４０に加わる力は、シール部２３の近くで小さく、シール部２３から離れて収納部２４の中央へ向かうにつれて大きくなる。

電池１０は、容器３０の第１板３２及び第２板３３と包装材２２の収納部２４とに第１充填材４０が接しており、発電要素１２の厚さ方向において収納部２４は第１充填材４０に挟まれているので、収納部２４が膨れたときに、第１充填材４０を介して第１板３２及び第２板３３に加わる力が分散される。これにより収納部２４が膨れたときに第１板３２及び第２板３３の中央に包装材２２が加える力を低減できる。

第１充填材４０が、ＡＳＴＭ Ｅ５９５－１５に規定される質量損失比が１．０％以下の材料からなると、第１充填材４０に含まれる揮発成分が少なくアウトガスの発生を少なくできる。これにより地球の大気圏外などの低圧力の環境下や高温環境下において第１充填材４０の変質を低減できる。よって高温や低圧力の環境下において密閉空間２８内のガスが膨張して収納部２４が膨れたときの、力を分散して第１板３２及び第２板３３（容器３０）の変形を低減する効果が経時的に低下しないようにできる。

シール部２３の第２部２３ｂにおける境界２５、第３部２３ｃにおける境界２５、及び、第４部２３ｄにおける境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材４０に挟まれている。よって収納部２４が膨れたときに、シール部２３の第２部２３ｂ、第３部２３ｃ及び第４部２３ｄは破壊し難い。

これに対し、シール部２３の第１部２３ａにおける境界２５は、空隙４３の中に位置する。よって収納部２４が膨れたときに、第１部２３ａは第２部２３ｂ、第３部２３ｃ及び第４部２３ｄに比べて破壊し易い。密閉空間２８の内圧によって第１部２３ａに加わる力が第１部２３ａの破壊荷重を超えると、第１部２３ａが破壊される。

なお、密閉空間２８の内圧が上昇したときには、第１部２３ａのうち強度が低いところが破壊する。空隙４３の中に第１部２３ａの全体が位置するので、包装材２２の１辺２２ａの長さ方向において第１部２３ａの破壊強度にばらつきがあっても、第１部２３ａが破壊するときの密閉空間２８の内圧のばらつきを小さくできる。特に密閉空間２８の内圧が高まったときに応力が集中する境界２５の角２５ａが空隙４３の中に位置するので、第１部２３ａにおける境界２５の角２５ａを起点にシール部２３を破壊させ易くできる。

シール部２３が破壊すると、密閉空間２８のガスが空隙４３に排出される。空隙４３の圧力が高まり、空隙４３の圧力によって第２充填材４４に加わる力が第２充填材４４の破壊荷重を超えると、第２充填材４４が破壊し、端子挿通孔３９から容器３０の外へガスが排出される。以上のように容器３０に空隙４３を設けて包装材２２の破壊強度を設定することができ、さらに容器３０が破壊しないように、容器３０より脆弱な第２充填材４４が設けられているので、包装材２２が破壊したときの衝撃を低減できる。

なお、空隙４３は、シール部２３と収納部２４との境界２５を越えて収納部２４にまで延びているので、第１充填材４０と空隙４３との境界が、第１部２３ａにおける境界２５と一致する場合に比べて収納部２４を変形させ易くできる。よって第１部２３ａの破壊強度をより小さくできる。従って包装材２２が破壊したときの衝撃をより小さくできる。

容器３０の蓋３８（側壁）に設けられた端子挿通孔３９に第２充填材４４が配置されているので、第２充填材４４によって塞がれる穴を、端子挿通孔３９とは別に、容器３０の第１板３２、第２板３３、第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８のいずれかに設けなくても済む。これによりバンド等の固定具を使って電池１０を各種機器に固定する場合に、第２充填材４４によって塞がれた穴が固定具に覆われないように配慮する必要がないので、容器３０の各面に接するように固定具を自在に設置できる。

図９及び図１０を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、包装材２２の全周にシール部２３が形成される場合について説明した。これに対し第２実施形態では、包装材５２の外周の一部にシール部５３が形成される場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図９は第２実施の形態における電池６０の包装物５０の斜視図である。図１０は電池６０の断面図である。図１０は、図７と同様に、図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における電池６０の断面が図示されている。

図９に示すように包装物５０は、発電要素１２と、発電要素１２を収納する包装材５２と、を備えている。包装材５２は、接着層（図示せず）が向き合うように２つに折り曲げられたシート部材５１の接着層を溶着してシール部５３が作られている。シート部材５１は、第１シート部材２６や第２シート部材２７と同様に構成されているので説明を省略する。

シール部５３は包装材５２の一部（本実施形態では３辺）に設けられている。シール部５３によって作られた収納部５４に挟まれた密閉空間に発電要素１２が収納されている。シール部５３は、端子１５，２０と交わる第１部５３ａと、第１部５３ａの反対側に設けられた第２部５３ｂと、第１部５３ａと第２部５３ｂとをつなぐ第３部５３ｃと、を備えている。端子１５，２０は第１部５３ａから包装材５２の外に引き出されている。包装物５０は包装物１１と同様に容器３０に収納され、電池６０が作られる。

図１０に示すように電池６０は、容器３０に配置された第１充填材６１により、蓋３８の壁面４２から少なくともシール部５３と収納部５４との境界５５まで延びる空隙６２が形成されている。包装材５２の１辺５６は空隙６２の中に位置する。包装材２２の１辺５６の全長に亘って設けられた第１部５３ａの一部は空隙６２の中に位置する。第１部５３ａにおける境界５５は、一部が空隙６２の中に位置し、境界５５の角５５ａを含む残部が第１充填材６１に埋まっている。空隙６２は、境界５５を超えて収納部５４にまで延びている。

第１充填材６１は、容器３０の第１板３２及び第２板３３と包装材５２の収納部５４とにそれぞれ接している。よって発電要素１２及び収納部５４は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材６１に挟まれている。第１充填材６１は、容器３０の第１板３２及び第２板３３とシール部５３の第２部２３ｂにおける境界５５とにそれぞれ接している。よって第２部２３ｂにおける境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材６１に挟まれている。第１充填材６１は、容器３０の第１板３２及び第２板３３とシール部５３の第３部２３ｃにおける境界５５とにそれぞれ接している。よって第３部２３ｃにおける境界２５は、発電要素１２の厚さ方向において第１充填材６１に挟まれている。

電池６０は、シール部５３と収納部５４との境界５５の一部が空隙６２の中に位置するので、第１実施形態と同様に、収納部５４の内圧が上昇したときには、シール部５３のうち第１充填材６１が接する部分が破壊される力よりも小さい力で、空隙６２が接する部分が破壊され、収納部５４の内側のガスが空隙６２に排出される。空隙６２の圧力が高まると、第２充填材４４（図８参照）が破壊され、端子挿通孔３９から容器３０の外へガスが排出される。よって包装材５２が破壊したときの衝撃を低減できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。発電要素１２や容器３０の形状は一例であり、適宜設定できる。例えば容器本体３１の第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８の１以上を湾曲した形状にすることは当然可能である。

実施形態では、容器３０の内側に包装材２２，５２が配置された電池１０，６０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。包装材２２，５２と容器３０との間に中間部材を配置することは当然可能である。中間部材は、合成樹脂や金属などによって板状、格子状、枠状等に形成される。中間部材は容器３０の一部である。中間部材と包装材２２，５２との間に第１充填材４０，６１が配置される。

実施形態では、正極１３の集電層１４の片面に複合層１６を形成し、負極１８の集電層１９の片面に複合層２１を形成し、複合層１６と複合層２１との間に固体電解質層１７を配置した発電要素１２について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば集電層の両面に複合層１６，２１を形成した電極（いわゆるバイポーラ電極）と固体電解質層１７とを交互に積層し、それを単一の電槽に収容した、いわゆるバイポーラ構造の発電要素１２とすることは当然可能である。

実施形態では、包装材２２，５２の外に引き出された端子１５，２０が、容器３０の外に引き出されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。包装材２２，５２の外に引き出された端子１５，２０の少なくとも一方に別の端子を接続し、その端子を容器３０の外に引き出すようにすることは当然可能である。

実施形態では、イオン伝導のキャリアがＬｉ^＋である固体リチウムイオン電池を発電要素１２とする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他のキャリアを使う固体電池を発電要素１２に採用することは当然可能である。他のキャリアとしては、例えばＡｇ^＋，Ｃｕ^＋，Ｎａ^＋，Ｆ^－，Ｈ^－等が挙げられる。

実施形態では、発電要素１２の端子１５，２０が、両方ともシール部２３，５３の第１部２３ａ，５３ａから引き出される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば端子１５，２０の片方をシール部２３，５３の第１部２３ａ，５３ａから引き出し、もう片方をシール部２３，５３の第２部２３ｂ，５３ｂから引き出すようにすることは当然可能である。

実施形態では、箱型の容器本体３１の中へ液状の第１充填材４０，６１の材料を注入した後、包装物１１，５０を容器本体３１の中へ入れ、第１充填材４０，６１の材料に包装材２２，５２を浸し、硬化させることによって間隙４１に第１充填材４０，６１を配置する方法について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、板状に成形された第１充填材４０，６１を準備し、その第１充填材４０，６１を発電要素１２に重ねて容器３０の中に配置することは当然可能である。また、箱型の容器本体３１に代えて、第１板３２、第２板３３、第３板３４、第４板３５及び第５板３６を接合して容器本体３１を組み立てる場合に、第１板３２、第２板３３及び包装物１１，５０のいずれかに第１充填材４０，６１の材料を塗布した後、包装物１１，５０が収容された容器本体３１を組み立て、容器本体３１の中の第１充填材４０，６１を硬化させることは当然可能である。

実施形態では、蓋３８の端子挿通孔３９が第２充填材４４で塞がれている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。端子挿通孔３９とは別に、容器３０の第３板３４、第４板３５、第５板３６及び蓋３８のいずれかに、容器３０の内部の空隙４３，６２と容器３０の外部とを連通する穴をあけ、その穴を第２充填材４４で塞ぐようにすることは当然可能である。

実施形態では、蓋３８の端子挿通孔３９が第２充填材４４で塞がれているので、容器３０の内部の空隙４３，６２が、蓋３８の壁面４２に接する場合について説明した。しかしこれに限られるものではない。容器３０の第３板３４、第４板３５及び第５板３６のいずれかに、第２充填材４４で塞がれる穴を設ける場合には、第３板３４、第４板３５及び第５板３６のいずれかの壁面に空隙が接するように第１充填材が配置される。

実施形態では、端子１５，２０が通過してできる端子挿通孔３９の隙間の全体が、第２充填材４４によって塞がれている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。端子１５，２０が通過してできる端子挿通孔３９の隙間の一部を第２充填材４４で塞ぐことは当然可能である。第２充填材４４によって金属製の容器３０と端子１５，２０との絶縁が確保される。

実施形態では、容器３０の空隙４３，６２が、包装材２２，５２の境界２５，５５を超えて収納部２４，５４にまで延びている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。包装材２２，５２の境界２５，５５の少なくとも一部に、第１充填材４０，６１と空隙４３，６２との境界が接するように、第１充填材４０，６１と空隙４３，６２との境界の位置を設定することは当然可能である。

実施形態では、シール部２３，５３のうち空隙４３，６２の中に位置する第１部２３ａ，５３ａが一定の幅の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。空隙４３，６２の中に位置するシール部の幅を狭くしたり境界２５，５５に角を設けたりして、その部分を脆弱にする（破壊強度を小さくする）ことは当然可能である。

第２実施形態では、シール部５３の第１部５３ａの一部が空隙６２の中に位置する、即ち第１部５３ａにおける境界５５の一部が空隙６２の中に位置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１実施形態のように、シール部５３の第１部５３ａの全体が空隙６２の中に位置する、即ち第１部５３ａにおける境界５５の全体が空隙６２の中に位置するように、第１充填材６１の大きさを設定することは当然可能である。同様に第１実施形態において、シール部２３の第１部２３ａの一部が空隙４３の中に位置する、即ち第１部２３ａにおける境界２５の一部が空隙４３の中に位置するように、第１充填材４０の大きさを設定することは当然可能である。

１０，６０ 電池
１２ 発電要素
１３ 正極
１５ 端子
１７ 固体電解質層
１８ 負極
２０ 端子
２２，５２ 包装材
２２ａ １辺
２３，５３ シール部
２４，５４ 収納部
２５，５５ 境界
２６ 第１シート部材（シート部材）
２７ 第２シート部材（シート部材）
２８ 密閉空間
３０ 容器
３８ 蓋（側壁）
３９ 端子挿通孔（穴）
４０，６１ 第１充填材
４１ 間隙
４２ 壁面
４３，６２ 空隙
４４ 第２充填材
５１ シート部材
５６ １辺

Claims (4)

1. 固体電解質層、正極、負極、及び、前記正極または前記負極に接続してなる端子を有する板状の発電要素と、
   前記発電要素を包み込む薄膜のシート部材からなり、前記発電要素を収納する収納部と、前記端子を挟みつつ前記シート部材が重ね合わされて貼着されてなるシール部と、を有する包装材であり、前記端子が自身の外部に露出してなる包装材と、
   前記包装材よりも硬い材料からなり、前記包装材を収納する容器であり、前記端子が前記容器の側壁を介して自身の外部に露出してなる容器と、を備える電池であって、
   前記容器と前記包装材との間隙には、少なくとも前記側壁から前記シール部と前記収納部との境界まで延びる空隙を形成しつつ前記収納部と前記容器とに接するように配置された第１充填材を備え、
   前記容器のうち前記空隙に接する壁面には、前記容器の外部と前記空隙とを連通すると共に第２充填材にて塞がれた穴が形成されてなる電池。
2. 前記空隙は、前記境界を越えて前記収納部にまで延びる請求項１記載の電池。
3. 前記穴は、前記容器の前記側壁に設けられた、前記端子が通過する端子挿通孔を兼ねてなる請求項１又は２に記載の電池。
4. 前記包装材は、前記発電要素の板厚方向に見たときに矩形状をなし、前記シール部は、前記包装材の矩形状の１辺に延びるように形成されてなり、前記シール部の全体が、前記空隙の中に位置する請求項１から３のいずれかに記載の電池。

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