(57)【要約】  正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素６を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、ラミネートシートは、金属箔１と、金属箔１の両面に形成された樹脂層２、３とを有し、金属箔１は、金属箔１の少なくも一方の平面から樹脂層２、３内に突出する複数の突起部４を有している。
2012114677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、
前記ラミネートシートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層とを有し、
前記金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から前記樹脂層内に突出する複数の突起部を有している、非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記複数の突起部が内在する前記樹脂層は、前記金属箔の少なくも前記発電要素側の表面に形成されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記複数の突起部が内在する前記樹脂層の表面は、略平坦化されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記複数の突起部は、前記金属箔の一方の平面上を、格子状に配置されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記複数の突起部は、前記金属箔の一方の平面上を、ストライブ状に配置されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記複数の突起部は、前記樹脂層の表面から露出している、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記複数の突起部が前記樹脂層内で占める体積比率は、２０〜５０％の範囲にある、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記複数の突起部の高さが、前記樹脂層の厚みに対して、６０％以上である、請求項７に記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
前記複数の突起部の高さが、前記樹脂層の厚みに対して、８０％以上である、請求項７に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ラミネートシートを外装体に用いた非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器のポータブル化等が急速に進み、このような小型機器に用いる電源として、小型かつ軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まっている。また、小型機器のみならず、電力貯蔵装置や電気自動車等に用いる大型の二次電池においても、高出力特性、耐久性、安全性などの特性が要求されている。【０００３】
小型機器に用いる二次電池に対しては、高容量と共に薄型が求められている。薄型で高容量であれば、設計自由度が高まるためである。そのためには、円筒型、角型の金属缶を外装体に用いた電池ではなく、金属ラミネートシートを外装体に用いた電池（以下、「ラミネート電池」という。）が有効である。【０００４】
ラミネート電池は、通常、シート状の集電体上に合剤層を形成した正極及び負極が、セパレータを介して捲回または積層された電極群（発電要素）を、非水電解質とともに金属ラミネートシートで封止した構成になっている。このような構成では、電極群を幅広の平面形状にすることによって、薄型の二次電池を容易に作製することができる。【０００５】
金属ラミネートシートは、通常、アルミニウム等の金属層の両面にポリエチレン等の樹脂層を形成した三層構造が用いられている。金属ラミネートシートは、可撓性があるため、小型機器内における平面空間だけでなく、折れ曲がり空間、湾曲空間に合わせて、ラミネート電池を設置することができる。【０００６】
しかし、ラミネート電池は、可撓性があるが故に、過充電時に異常発熱してラミネート電池内の温度が上昇すると、電解液が分解してガスが発生し、その発生したガスでラミネート電池が膨らんだり、破裂するおそれがある。【０００７】
特に、ラミネート電池は、金属缶を外装体に用いた電池に比べて、電池内部で発生した熱を電池外部へ放熱する能力が低い。通常、金属缶を外装体に用いた電池は、金属缶が電池内の発電要素に接している。そのため、電池内で発生した熱を金属缶を通して、外部に放熱しやすい構造になっている。【０００８】
一方、金属ラミネートシートを外装体に用いた電池は、金属箔の内側表面に形成された樹脂層が、電池内の発電要素と接している。そのため、外装体の一部に金属箔が存在していても、発電要素との間に、熱伝導率の低い樹脂層が介在しているため、電池内で発生した熱を外部に放熱しにくい構造になっている。加えて、金属箔の外側表面にも樹脂層が存在するために、金属箔に伝わった熱を、さらに外部に放熱しにくい構造になっている。そのため、ラミネート電池では、過充電時に異常発熱した場合、電池内の温度上昇を抑制することが難しい。【０００９】
また、ラミネート電池では、発電要素に接続されたリードが、金属ラミネートシートから外部に引き出されて、外部端子となっている。そのため、電池内で発生した熱は、このリードに集中して外部に放熱されるため、リードの温度が上昇するおそれがある。その結果、リード付近のセパレータが熱収縮することによって、内部短絡に至るおそれがある。【００１０】
なお、電池自体にも、熱暴走防止用の保護素子等を設けているが、より安全性を高めるためには、電池の構造自体に放熱性を高める必要がある。【００１１】
このような課題に対し、特許文献１には、金属ラミネートシートからなる外装体の外部表面に複数の凹凸構造を形成したラミネート電池が開示されている。【００１２】
また、特許文献２には、波形状に形成された金属ラミネートシートを外装体に用いたラミネート電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２８８８６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に開示されたラミネート電池では、外装体の外部表面に凹凸構造が形成されているため、外装体の薄型化が図りにくい。また、電池自体にデッドスペースが生じ、電池全体としての体積エネルギー密度が低下してしまう。【００１５】
同じく、特許文献２に開示されたラミネート電池では、外装体を波形状に形成しているため、外装体の薄型化が図りにくい。また、電池自体にデッドスペースが生じ、電池全体としてのエネルギー密度が低下してしまう。【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ラミネート電池において、エネルギー密度を低下させず、電池内部で発生した熱を外部に効率的に放熱することのできる非水電解質二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の非水電解質二次電池は、正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、ラミネートシートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層とを有し、金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から前記樹脂層内に突出する複数の突起部を有していることを特徴とする。【００１８】
本発明の構成によれば、金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から樹脂層内に突出する複数の突起部を有しているため、突起部のある部位の樹脂層の厚みは、突起部のない部位の樹脂層の厚みよりも薄くなっている。従って、複数の突起部が内在する樹脂層を電池の内側に配した場合、電池内で発生した熱を、発電要素と接する、または近接する樹脂層のうち、突起部のある薄い樹脂層を介して、優先的に金属箔へ伝導させることができる。また、複数の突起部が内在する樹脂層を電池の外側に配した場合、金属箔に伝導した熱は、突起部のある薄い樹脂層を介して、優先的に電池外部に放熱させることができる。また、複数の突起部は、樹脂層に埋設しているため、ラミネートシート自身の厚みが増大することはない。そのため、エネルギー密度の低下を招くことはなく、かつ、可撓性を損なうこともない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ラミネート電池において、エネルギー密度を低下させず、電池内部で発生した熱を外部に効率的に放熱することのできる非水電解質二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態における非水電解質二次電池に使用するラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における非水電解質二次電池に使用するラミネートシートの構成を模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の一実施形態における非水電解質二次電池の構造を模式的に示した部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【図９】本発明の一実施形態における非水電解質二次電池の構造を模式的に示した斜視図である。
【図１０】本発明の実施例におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態における非水電解質二次電池に使用するラミネートシートの構成を模式的に示した断面図で、図２は、その平面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、本実施形態におけるラミネートシートは、金属箔１と、金属箔１の両面に形成された樹脂層２、３とを有する。そして、金属箔１は、金属箔１の少なくも一方の平面から樹脂層３内に突出する複数の突起部４を有している。
【００２４】
図３は、本実施形態における非水電解質二次電池の構造を模式的に示した部分断面図で、図９は、非水電解質二次電池の斜視図である。
【００２５】
図３及び図９に示すように、本実施形態における非水電解質二次電池は、正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素６が、図１及び図２で示したラミネートシート１５で封止されて、ラミネート電池を構成している。また、発電要素６の正極及び負極に接続されたリード７は、ラミネートシート１５から電池外部に引き出されて、外部端子となっている。
【００２６】
図３に示すように、複数の突起部４が内在する樹脂層３は、金属箔１の発電要素６側の表面に形成されている。ここで、突起部４のある部位の樹脂層３の厚みは、突起部４のない部位の樹脂層３の厚みよりも薄くなっている。従って、複数の突起部４が内在する樹脂層３を電池の内側（発電要素６側）に配した場合、電池内で発生した熱を、発電要素６と接する、または近接する樹脂層３のうち、突起部４のある部位の薄い樹脂層３を介して、優先的に金属箔１へ伝導させることができる。これにより、電池内部で発生した熱を外部に効率的に放熱することができる。また、複数の突起部４は、樹脂層３に埋設しているため、金属ラミネートシート自身の厚みが増大することはない。そのため、エネルギー密度の低下を招くことはなく、かつ、可撓性を損なうこともない。その結果、エネルギー密度が高く、安全性の高い非水電解質二次電池を実現することができる。
【００２７】
なお、本実施形態におけるラミネート電池の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下のような方法で製造することができる。まず、重ねられたラミネートシートの２辺に熱を加えて、樹脂層２、３同士を融着して封止する。その後、リード７を接続した発電要素６を、袋状になったラミネートシート内に挿入し、リード７が引き出される１辺を、リード７を介して樹脂層２、３同士を融着して封止する。その後、袋状になったラミネートシート内に電解質を注入し、残りの１辺を真空封止することにより４辺を全て封止する。これにより、内部に余分な空気をできるだけ残存させない密閉状態のラミネート電池が製造される。
【００２８】
本実施形態において、複数の突起部４の形状は特に制限されず、電池内で発生した熱を、優先的に金属箔１へ伝導させて、放熱効果を発揮できる範囲において、必要な放熱能力、ラミネートシートの可撓性に応じて、適宜、その形状等を定めることができる。
【００２９】
例えば、図１、２に示すように、複数の突起部４を、頭頂部５を持つ円錐形に形成してもよい。図２に示すように、円錐形の突起部４は、格子状に等間隔に配され、突起部４が内在する樹脂層３の表面は略平坦化されている。発電要素６で熱が発生した場合、発電要素６に近接している突起部４の頭頂部５では、樹脂層３の厚みが薄く、点在する頭頂部５から発電要素６の熱を奪うことができる。また、突起部４は、頭頂部５から円錐形に面積が広がっているので、発生した熱をより効果的に外部に伝導、放熱させることができる。なお、円錐形の突起部４は、不均等に配してもよく、また、円錐形の底円の直径がそれぞれ異なっていてもよい。さらに、円錐以外の形状でもよく、また、頭頂部５が点状でなく平坦部を有していてもよい。
【００３０】
複数の突起部４が内在する樹脂層は、電池の外側（発電要素６側と反対側）に配してもよい。この場合、金属箔１に伝導した熱は、突起部４のある薄い樹脂層を介して、優先的に電池外部に放熱させることができる。これにより、電池内部で発生した熱を外部に効率的に放熱することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、金属箔１の両面に、各樹脂層２、３内に突出する複数の突起部４を形成してもよい。これにより、突起部４のある内側の樹脂層３を介して、優先的に金属箔１に伝導した熱を、突起部４のある外側の樹脂層２を介して、優先的に電池外部に放熱させることができるため、より放熱効果を高めることができる。
【００３２】
図５は、他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図で、図６は、その平面図である。
【００３３】
図５及び図６に示すように、金属箔１０１の平面から樹脂層３内に突出する複数の突起部９は、ストライプ状に形成されている。複数の突起部９が内在する樹脂層３を、電池の内側（発電要素６側）に配した場合、発電要素６に近接する突起部９の面積がより増加するため、放熱効果がより一層高められる。また、ストライプの長手方向と垂直な方向には、樹脂層３の可撓性をそのまま維持することができる。
【００３４】
なお、ストライプ状の突起部９の幅及びピッチは特に制限されず、電池内で発生した熱を、優先的に金属箔１０１へ伝導させて、放熱効果を発揮できる範囲において、必要な放熱能力、ラミネートシートの可撓性に応じて、適宜、その幅及びピッチを定めることができる。また、複数の突起部９が内在する樹脂層３は、電池の外側（発電要素６側と反対側）に配してもよい。さらに、金属箔１０１の両面に、各樹脂層２、３内に突出する複数の突起部９を形成してもよい。
【００３５】
図７及び図８は、他の実施形態におけるラミネートシートの構成を模式的に示した断面図である。
【００３６】
上記実施形態においては、複数の突起部４、９は、樹脂層３に埋設しているため、樹脂層３の表面は略平坦化されている。しかし、図７及び図８に示すように、複数の突起部４、９を、樹脂層３の表面から露出させてもよい。複数の突起部４、９が内在する樹脂層３を、電池の内側（発電要素６側）に配した場合、発電要素６で発生した熱を、樹脂層３の表面から露出した突起部５、１３によって直接吸熱できるため、放熱効果をより一層高めることができる。
【００３７】
また、金属箔１、１０１の両面に、各樹脂層２、３内に突出する複数の突起部４、９を形成した場合、各樹脂層２、３内の突起部４、９を相対する位置に設けなくてもよい。
【００３８】
また、複数の突起部４、９を、金属箔１、１０１の表面から樹脂層３内に突出して形成しなくても、均一な厚みの金属箔を屈曲、あるいは波状に湾曲させて形成し、金属箔の両面に形成した樹脂層の厚みが、実質的に薄くなる部位が生じるように、金属箔に樹脂層を付着させて形成してもよい。
【００３９】
本実施形態において、非水電解質二次電池の種類は特に制限されず、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等に適用することができる。
【００４０】
以下、本発明を、リチウムイオン二次電池に適用した場合の、各構成要素について、代表的な例を説明する。
【００４１】
（ラミネートシート）
金属箔の材料としては、主にアルミニウムを用いるが、その他、アルミニウム合金、チタン、鉄、ニッケル、銅、ＳＵＳ等およびそれらの合金を用いることができる。金属箔の厚みは、５〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００４２】
金属箔の突起部は、例えば、金属箔を圧延工法を用いて形成する場合、片側または両側のローラー表面に、円錐形状あるいはストライプ形状等の凹部を形成しておき、圧延押し出し時に、所定の形状の突起部を同時に形成することができる。また、金属箔を電解工法を用いて形成する場合、部分的、時間的に電解条件を変更することによって、所定の形状の突起部を形成することができる。また、通常の平坦な金属箔を形成した後に、部分めっき等で突起部を後付けで形成してもよい。後付けで形成する場合、金属箔の材料とは異なる金属材料の突起部を形成することもできる。突起部の高さは、５〜４０μｍの範囲が好ましい。
【００４３】
金属箔の内側に形成する樹脂層としては、熱接着性のものを用いることができ、例えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリエステル等を用いることができる。金属箔の外側に形成する樹脂層としては、耐熱性のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、変性ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセテート、ナイロン樹脂等を用いることができ、樹脂層の厚みは、１０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００４４】
金属箔の表面に樹脂層を形成する方法としては、例えば、樹脂フィルムを接着剤を用いて金属箔に接着させて形成することができる。また、半溶融状態の樹脂シートを金属箔に塗布して形成してもよい。この方法を用いれば、突起部を樹脂層の表面から露出させて形成することができる。また、樹脂をノズルから噴出しながら金属箔上に形成する方法を用いても、樹脂層の表面から露出した突起部を形成することができる。
【００４５】
（発電要素）
正極は、シート状の正極集電体と、正極集電体の表面に付着した正極合剤層とを含む。正極集電体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などで形成された金属箔などが使用できる。正極集電体の厚みは、１〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００４６】
正極合剤層は、正極活物質の他、導電剤、結着剤などを含有してもよい。正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２等のリチウム含有遷移金属化合物が使用できる。結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂などを使用できる。導電剤は、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラックなどを使用できる。正極の厚みは、７０〜２５０μｍの範囲が好ましい。
【００４７】
負極は、シート状の負極集電体と、負極集電体の表面に付着した負極合剤層とを含む。負極集電体としては、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などで形成された金属箔などが使用できる。負極集電体の厚みは、１〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００４８】
負極合剤層は、負極活物質の他、導電剤、結着剤などを含有してもよい。負極活物質としては、例えば、黒鉛等の炭素材料やケイ素酸化物などを使用できる。結着剤、導電剤は、正極で例示した材料が使用できる。負極の厚みは、１００〜２５０μｍの範囲が好ましい。
【００４９】
セパレータの材料は、ポリオレフィン系材料または、ポリオレフィン系材料と耐熱性材料の組み合わせが好ましい。セパレータの厚みは、５〜３５μｍの範囲が好ましい。
【００５０】
非水電解質は、非水溶媒にリチウム塩を溶解することにより調製される。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等を使用できる。
【実施例】
【００５１】
正極活物質（ＬｉＮｉ０．４Ｍｎ０．３Ｃｏ０．３Ｏ２）に、導電剤としてアセチレンブラックを混合して作製した正極スラリーを、厚さ１５μｍのアルミニウム箔上に塗布し、乾燥した後、ロールプレスを用いて圧延し、所定の寸法に切断して正極板を作製した。【００５２】
負極活物質（天然黒鉛）に、増粘剤としてカルボキシメリツセルロースを混合して作製した負極スラリーを、厚さ１０μｍの銅箔上に塗布し、乾燥した後、ロールプレスを用いて圧延し、所定の寸法に切断して負極板を作製した。【００５３】
このようにして作製した正極板および負極板を、厚さ１６μｍのセパレータ（ポリエチレン多孔膜）を介して捲回し、扁平形状電極群を作製し、正極板及び負極板にリードをそれぞれ接続した。【００５４】
扁平形状電極群を、ラミネートシートで覆い、リードを外部に引き出した状態で、ラミネートシートの３辺を熱溶着で封止した。その後、ＬｉＰＦ６を含む非水電解質を注入した後、残りの１辺を真空封止して、非水電解質二次電池を作製した。４辺の封止部を除いた電池の外形は、厚み６．３ｍｍ、幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍとした。また、容量は１０００ｍＡｈとなるようにした。【００５５】
ラミネートシートは、以下の５種類の形態のものを作製して、これらのラミネートシートを用いて作製した電池を、それぞれ電池１〜電池５とした。【００５６】
（電池１）    
図１及び図２に示した形態のラミネートシートを用いて電池１を作製した。具体的には、５０μｍの厚さのアルミニウム箔の内側（発電要素側）の表面に、直径３０μｍ、高さ１０μｍの円錐形状の突起部を、格子状に、１ｍｍの等間隔で形成した。内側の樹脂層として、１５μｍの厚さのポリエチレン層を形成し、外側の樹脂層として、１５μｍの厚みの変性ポリプロピレン層を形成した。【００５７】
（電池２）
図４に示した形態のラミネートシートを用いて電池２を作製した。具体的には、５０μｍの厚さのアルミニウム箔の両面に、直径３０μｍ、高さ１０μｍの円錐形状の突起部を、格子状に、１ｍｍの等間隔で形成した。内側の樹脂層として、１５μｍの厚さのポリエチレン層を形成し、外側の樹脂層として、１５μｍの厚みの変性ポリプロピレン層を形成した。【００５８】
（電池３）
図５及び図６に示した形態のラミネートシートを用いて電池３を作製した。具体的には、５０μｍの厚さのアルミニウム箔の内側（発電要素側）の表面に、幅１００μｍ、高さ１０μｍのストライプ状の突起部を、５００μｍピッチで形成した。内側の樹脂層として、１５μｍの厚さのポリエチレン層を形成し、外側の樹脂層として、１５μｍの厚みの変性ポリプロピレン層を形成した。【００５９】
（電池４）
図７示した形態のラミネートシートを用いて電池４を作製した。具体的には、５０μｍの厚さのアルミニウム箔の内側（発電要素側）の表面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍの円錐形状の突起部を、格子状に、１ｍｍの等間隔で形成した。内側の樹脂層として、１０μｍの厚さのポリエチレン層を形成し、外側の樹脂層として、１５μｍの厚みの変性ポリプロピレン層を形成した。ここで、円錐形状の突起部は、内側の樹脂層の表面から露出している。【００６０】
（電池５）
アルミニウム箔の表面に突起部を形成しない、従来の形態のラミネートシートを用いて電池５を作製した。具体的には、５０μｍの厚さのアルミニウム箔の両面に、内側の樹脂層として、１０μｍの厚さのポリエチレン層を形成し、外側の樹脂層として、１５μｍの厚みの変性ポリプロピレン層を形成した。【００６１】
（放熱効果の評価）
上記方法で得られた電池１〜電池５に対して、過充電試験を行い、電池内で発生した熱の放熱効果を、以下の方法で評価した。【００６２】
過充電試験は、２５℃の恒温槽に電池を入れて、１２Ｖの定電圧充電（最大電流１０００ｍＡ）にて充電を開始し、電池温度が９５℃に達したときに充電を停止する方法で行った。なお、電池温度は、電池の最大平面部の中央部を熱電対で測定した。そして、電池内で発生した熱の放熱効果は、過充電試験終了後、１時間、電池温度を測定し、その間の最高到達温度で評価した。【００６３】
表１は、各電池１〜電池５について、それぞれ３個づつ、過充電試験を行い、そのときの最高到達温度の結果を示した表である。【００６４】
【表１】
2012114677.tif 000003
【００６５】
表１に示すように、アルミニウム箔の表面に突起部を有するラミネートシートを用いた電池１〜電池４は、突起部を有さない従来のラミネートシートを用いた電池５に比べて、最高到達温度が低かった。これにより、本発明におけるラミネートシートを用いた電池は、電池内部で発生した熱を外部に放熱する効果が高いことが確認できた。【００６６】
なお、電池１に対して、電池２〜電池４の方が最高到達温度が低く、放熱効果がより高いことがわかる。これは、突起部を、アルミニウム箔の両面に形成したり、ストライプ状に形成したり、あるいは、樹脂層の表面から露出させて形成することによって、アルミニウム箔を介して外部に放熱される熱の伝導効率がより高まったためと考えられる。【００６７】
次に、複数の突起部が樹脂層内で占める体積比率によって、電池内で発生した熱の放熱効果の違いを評価した。この評価は、図１０に示すような、ストライプ状の突起部を有する形態のラミネートシートを用いて行った。【００６８】
図１０に示すように、ストライプ状の突起部９のピッチＬを５００μｍと一定にして、突起部９の幅Ｗを、５０〜４００μｍの範囲に変えて、ラミネートシートを作製した。なお、突起部９は、アルミニウム箔１０１の内側（発電要素側）の表面に形成した。また、アルミニウム箔１０１、樹脂層２、３は、上記の電池３と同じ条件のものを使用した。【００６９】
表２は、その結果を示した表である。なお、複数の突起部９が樹脂層３内で占める体積比率は、計算を簡単にするために、図１０に示すように、突起部９の端部同士を結んだ仮想線Ａを樹脂層３の厚みと想定し、当該樹脂層３内に占める突起部９の体積比率（Ｗ／Ｌ）を求めた。【００７０】
また、過充電試験は、上記と同じ条件で行い、最高到達温度は、３個の電池の平均値をを求めた。【００７１】
さらに、ラミネートシートの可撓性試験を併せ行った。可撓性試験は、ラミネートシートを、剛体の角部を使って、９０度折り曲げる試験を５０回行い、外観上変化なかったものを◎、目視で少し曲り癖が確認できたものを○、明らかに曲り癖が残った、あるいは内部で金属部が断裂していたものを×、として評価した。【００７２】
【表２】
2012114677.tif 000004
【００７３】
表２に示すように、複数の突起部９が樹脂層３内で占める体積比率が、２０〜５０％の範囲にある電池７〜電池１０で、放熱効果が発揮され、かつ可撓性が維持されることが分かる。体積比率が２０％より小さいと、突起部９の面積が少なく、熱の伝導効率が低いため、放熱効果が十分に発揮できない。一方、体積比率が５０％より大きいと、放熱効果は高いものの、樹脂層３の体積比率が少ないため、可撓性が低下する。【００７４】
なお、複数の突起部９が樹脂層３内で占める体積比率を、突起部９の幅ＷとピッチＬの比で換算したが、図１０に示すように、突起部９の高さＴ２が、樹脂層３の厚みＴ１に対して、６０％以上であれば、放熱効果は同程度に発揮される。また、８０％以上であれば、より好ましい。また、突起部９の形状も、ストライプ以外の形状についても、放熱効果は、同程度に発揮されると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の電池は、高い放熱効果を有し、小型機器のみならず、電力貯蔵装置や電気自動車等の用いる大型の二次電池にも有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１、１０１  金属箔 
２、３      樹脂層 
４、９      突起部 
５、１３    突起部 
６           発電要素 
７          リード 
１５        ラミネートシート
【図１】
2012114677.tif 000005
【図２】
2012114677.tif 000006
【図３】
2012114677.tif 000007
【図４】
2012114677.tif 000008
【図５】
2012114677.tif 000009
【図６】
2012114677.tif 000010
【図７】
2012114677.tif 000011
【図８】
2012114677.tif 000012
【図９】
2012114677.tif 000013
【図１０】
2012114677.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月7日(2012.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の非水電解質二次電池は、正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、ラミネートシートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層とを有し、金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から前記樹脂層内に突出する複数の突起部を有し、突起部のある部位の樹脂層の厚みは、突起部のない部位の樹脂層の厚みよりも薄くなっていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、
前記ラミネートシートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層とを有し、
前記金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から前記樹脂層内に突出する複数の突起部を有し、
前記突起部のある部位の前記樹脂層の厚みは、前記突起部のない部位の前記樹脂層の厚みよりも薄くなっている、非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記複数の突起部が内在する前記樹脂層は、前記金属箔の少なくも前記発電要素側の表面に形成されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記複数の突起部が内在する前記樹脂層の表面は、略平坦化されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記複数の突起部は、前記金属箔の一方の平面上を、格子状に配置されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記複数の突起部は、前記金属箔の一方の平面上を、ストライブ状に配置されている、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
正極及び負極がセパレータを介して捲回または積層された発電要素を、ラミネートシートで封止した非水電解質二次電池であって、
前記ラミネートシートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層とを有し、
前記金属箔は、該金属箔の少なくも一方の平面から前記樹脂層内に突出する複数の突起部を有し、
前記複数の突起部は、前記樹脂層の表面から露出している、非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記複数の突起部が前記樹脂層内で占める体積比率は、２０〜５０％の範囲にある、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記複数の突起部の高さが、前記樹脂層の厚みに対して、６０％以上である、請求項７に記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
前記複数の突起部の高さが、前記樹脂層の厚みに対して、８０％以上である、請求項７に記載の非水電解質二次電池。