(57)【要約】【課題】蓄電素子を収容するように構成された収容体、及び、該収容体を備える蓄電デバイスにおいて、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立する。【解決手段】蓄電デバイスは、蓄電素子と、収容体と、第１電極タブと、第２電極タブとを備える。第１電極タブ及び第２電極タブは、蓄電素子と電気的に接続されており、それぞれ収容体の第１辺及び第２辺から部分的に外部に突出する。収容体には、平面視矩形状の成型部が形成されている。成型部は、平面部と、平面部から延びる複数の側面部とを含む。平面部と、複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されている。成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における上記稜線の曲率半径は、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における上記稜線の曲率半径よりも大きい。【選択図】図１
2020202044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子と、
互いに対向する第１辺及び第２辺を有する平面視矩形状に形成され、前記蓄電素子を収容する収容体と、
前記蓄電素子と電気的に接続されており、前記収容体の第１辺から部分的に外部に突出する第１電極タブと、
前記蓄電素子と電気的に接続されており、前記収容体の第２辺から部分的に外部に突出する第２電極タブとを備え、
前記収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されており、
前記収容体には、前記外装材が前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、前記成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とが形成されており、
前記成型部は、平面部と、前記平面部から延びる複数の側面部とを含み、
前記平面部と、前記複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されており、
前記蓄電素子は、前記成型部内に収容されており、
前記成形部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における前記稜線の曲率半径は、前記成形部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と平行な直線に沿った第２断面における前記稜線の曲率半径よりも大きい、蓄電デバイス。
【請求項２】
前記収容体は、平面視において、長辺と短辺とを有し、
前記第１辺及び前記第２辺の各々は短辺である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記第１断面における前記稜線の曲率半径は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記成型部は、雌型と雄型とを嵌合させることによって形成されており、
前記雌型と前記雄型とが嵌合した場合に、前記雌型と前記雄型との間に生じる隙間の長さは、四辺において略同一である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
蓄電素子を収容するように構成された、平面視矩形状の収容体であって、
前記収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されており、
前記外装材が前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、
前記成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とを備え、
前記成型部は、平面部と、前記平面部から延びる複数の側面部とを含み、
前記平面部と、前記複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されており、
前記蓄電素子は、前記成型部内に収容され、
前記フランジ部は、前記蓄電素子と電気的に接続された第１電極タブが配置される第１辺と、前記蓄電素子と電気的に接続された第２電極タブが配置される第２辺とを含み、
前記収容体の平面視において、前記第１辺及び前記第２辺は、互いに対向しており、
前記成形部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における前記稜線の曲率半径は、前記成形部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における前記稜線の曲率半径よりも大きい、収容体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及び収容体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２５７８４７号公報（特許文献１）は、ラミネートシートによって構成された外装体を備える蓄電デバイスを開示する。この蓄電デバイスにおいては、外装体内に蓄電素子が収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５７８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、蓄電素子を収容するように構成された収容体、及び、該収容体を備える蓄電デバイスにおいて、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある局面に従う蓄電デバイスは、蓄電素子と、収容体と、第１電極タブと、第２電極タブとを備える。収容体は、互いに対向する第１辺及び第２辺を有する平面視矩形状に形成され、蓄電素子を収容する。第１電極タブは、蓄電素子と電気的に接続されており、収容体の第１辺から部分的に外部に突出する。第２電極タブは、蓄電素子と電気的に接続されており、収容体の第２辺から部分的に外部に突出する。収容体の平面視において、第１辺及び第２辺は、互いに対向している。収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。収容体には、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とが形成されている。成型部は、平面部と、平面部から延びる複数の側面部とを含む。平面部と、複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されている。蓄電素子は、成型部内に収容されている。成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における上記稜線の曲率半径は、成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における上記稜線の曲率半径よりも大きい。
【０００６】
上記稜線の曲率半径が小さく、かつ、収容体における成型部の深さが深い場合には、成型部の成型時に上記稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における上記稜線付近にクラックやピンホールが生じやすい。本発明に従う蓄電デバイスにおいては、成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この蓄電デバイスによれば、稜線の曲率半径が大きい分、上記稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部の深さをより深くすることができる。その結果、この蓄電デバイスによれば、収容体の容積を増大させることができる。
【０００７】
また、一般的には、上記稜線の曲率半径が大きくなると、収容体内の該稜線の近傍でデッドスペースが大きくなる。しかしながら、上述のように、本発明に従う蓄電デバイスにおいては、成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。すなわち、第１電極タブ及び第２電極タブがそれぞれ配置された第１辺及び第２辺と平行な稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この蓄電デバイスによれば、稜線の曲率半径が大きいことで生じるスペースに、電極タブの電気的な配線が位置するため、収容体内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、この蓄電デバイスによれば、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【０００８】
上記蓄電デバイスにおいて、収容体は、平面視において、長辺と短辺とを有し、第１辺及び第２辺の各々は短辺であってもよい。
【０００９】
これにより、短辺と平行な稜線の曲率半径がより大きいこととなるため、長辺と平行な稜線の曲率半径がより大きい場合と比較して、収容体内のデッドスペースの増大をより抑制することができる。
【００１０】
上記蓄電デバイスにおいて、第１断面における稜線の曲率半径は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下であってもよい。
【００１１】
上記蓄電デバイスにおいて、成型部は、雌型と雄型とを嵌合させることによって形成されており、雌型と雄型とが嵌合した場合に、雌型と雄型との間に生じる隙間の長さは、四辺において略同一であってもよい。
【００１２】
本発明の他の局面に従う平面視矩形状の蓄電デバイス用収容体は、蓄電素子を収容するように構成されている。蓄電デバイス用収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。蓄電デバイス用収容体は、平面視矩形状の成型部と、フランジ部とを備える。成型部は、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成されている。フランジ部は、成型部の縁から水平方向に延びる。成型部は、平面部と、平面部から延びる複数の側面部とを含む。平面部と、複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されている。蓄電素子は、成型部内に収容される。フランジ部は、蓄電素子と電気的に接続された第１電極タブが配置される第１辺と、蓄電素子と電気的に接続された第２電極タブが配置される第２辺とを含む。蓄電デバイス用収容体の平面視において、第１辺及び第２辺は、互いに対向している。成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における上記稜線の曲率半径は、成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における上記稜線の曲率半径よりも大きい。
【００１３】
この収容体においては、成形部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この収容体によれば、稜線の曲率半径が大きい分、該稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部の深さをより深くすることができる。その結果、この収容体によれば、容積を増大させることができる。また、この収容体によれば、稜線の曲率半径が大きいことで生じるスペースに、電極タブの電気的な配線が位置することになるため、収容体内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、この収容体によれば、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、蓄電素子を収容するように構成された収容体、及び、該収容体を備える蓄電デイバスにおいて、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】蓄電デバイスの平面図である。
【図２】収容体の断面構造の一例を示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図と該断面の部分拡大図とを含む図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】雌型及び雄型の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】成型部に雄型の稜線の大きいＲが賦形されることにより生じる問題について説明するための図である。
【図９】成型部に雄型の稜線の大きいＲが賦形されることにより生じる問題がどのように解消されているかを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［１．蓄電デバイスの概要］
図１は、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０の平面図である。図１に示されるように、蓄電デバイス１０は、平面視矩形状であり、蓄電素子２００と、２つの電極タブ３００と、収容体１００（２つの収容体１０１）とを含んでいる。
【００１８】
蓄電素子２００は、たとえば、全固体電池、リチウムイオン電池、キャパシタ等の蓄電部材である。蓄電素子２００は、収容体１００の内部に収容されている。
【００１９】
電極タブ３００は、蓄電素子２００における電力の入出力に用いられる金属端子である。電極タブ３００の一方の端部は蓄電素子２００に電気的に接続されており、電極タブ３００の他方の端部は収容体１００の端縁から外側に突出している。電極タブ３００を構成する金属材料は、たとえば、アルミニウム、ニッケル、銅等である。
【００２０】
収容体１００は、平面視矩形状であり、長辺と短辺とを含んでいる。各電極タブ３００は、収容体１００の短辺に取り付けられている。なお、電極タブ３００と収容体１００との間には、いわゆる接着性保護フィルム（タブフィルム）が配置されてもよい。収容体１００は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。収容体１００においては、基材層が最外層となり、熱融着性樹脂層が最内層となる。当該外装材については、後程詳しく説明する。
【００２１】
収容体１００は、２つの収容体１０１を含んでいる。収容体１０１は、成型部１２０と、フランジ部１３０とを含んでいる。成型部１２０は、平面視矩形状であり、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成されている。成型部１２０は、平面部１２２と、複数（４つ）の側面部１２４とを含んでいる。各側面部１２４は、平面部１２２の縁から延びている。平面部１２２と各側面部１２４との境界には稜線１２６が形成されている。フランジ部１３０は、成型部１２０の縁から水平方向外側に延びている。
【００２２】
［２．外装材の構成］
図２は、収容体１０１の断面構造の一例を示す図である。図２に示されるように、収容体１０１は、基材層３１、接着剤層３２、バリア層３３、接着層３４及び熱融着性樹脂層３５がこの順に積層された積層体である。なお、収容体１０１は、必ずしも図２に示される各層を含む必要はなく、少なくとも、基材層３１、バリア層３３及び熱融着性樹脂層３５をこの順に有していればよい。
【００２３】
上述のように、収容体１０１においては、基材層３１が最外層側となり、熱融着性樹脂層３５が最内層側となる。収容体１００内に蓄電素子２００が配置され、かつ、各電極タブ３００が収容体１０１に挟まれた状態で、収容体１０１の周縁に位置する熱融着性樹脂層３５同士を熱融着することによって、蓄電素子２００が収容体１００内に密封され、さらに、タブ３００が収容体１００に固定される。以下、収容体１００を形成する外装材料に含まれる各層について説明する。なお、外装材料の厚さとしては、たとえば、５０〜２００μｍ程度、好ましくは９０〜１５０μｍ程度が挙げられる。
【００２４】
（２−１．基材層）
基材層３１は、収容体１０１の基材として機能する層であり、収容体１００の最外層側を形成する層である。
【００２５】
基材層３１を形成する素材は、絶縁性を備えることを限度として特に制限されない。基材層３１を形成する素材としては、たとえば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。基材層３１は、たとえば、上記の樹脂により形成された樹脂フィルムであってもよいし、上記の樹脂を塗布して形成したものであってもよい。樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムが挙げられ、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸フィルムを形成する延伸方法としては、たとえば、逐次二軸延伸法、インフレーション法、同時二軸延伸法等が挙げられる。さらに、基材層３１は、単層であってもよいし、２層以上により構成されていてもよい。基材層３１が２層以上により構成されている場合、基材層３１は、樹脂フィルムを接着剤などで積層させた積層体であってもよいし、樹脂を共押出しして２層以上とした樹脂フィルムの積層体であってもよい。また、樹脂を共押出しして２層以上とした樹脂フィルムの積層体を、未延伸のまま基材層３１としてもよいし、一軸延伸または二軸延伸して基材層３１としてもよい。基材層３１が、２層以上の樹脂フィルムの積層体の具体例としては、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとの積層体、２層以上のナイロンフィルムの積層体、２層以上のポリエステルフィルムの積層体などが挙げられ、好ましくは、延伸ナイロンフィルムと延伸ポリエステルフィルムとの積層体、２層以上の延伸ナイロンフィルムの積層体、２層以上の延伸ポリエステルフィルムの積層体が好ましい。たとえば、基材層３１が２層の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステルフィルムとポリエステルフィルムの積層体、ポリアミドフィルムとポリアミドフィルムの積層体、またはポリエステルフィルムとポリアミドフィルムの積層体が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体、ナイロンフィルムとナイロンフィルムの積層体、またはポリエチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムの積層体がより好ましい。また、ポリエステルは、基材層３１の最外層に位置することが好ましい。
【００２６】
基材層３１の厚さとしては、たとえば、３〜５０μｍ程度、好ましくは１０〜３５μｍ程度が挙げられる。
【００２７】
（２−２．接着剤層）
接着剤層３２は、基材層３１に密着性を付与するために、基材層３１上に必要に応じて配置される層である。すなわち、接着剤層３２は、基材層３１とバリア層３３との間に必要に応じて設けられる。
【００２８】
接着剤層３２は、基材層３１とバリア層３３とを接着可能な接着剤によって形成される。接着剤層３２の形成に使用される接着剤は、２液硬化型接着剤であってもよいし、１液硬化型接着剤であってもよい。また、接着剤層３２の形成に使用される接着剤の接着機構は、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型及び熱圧着型等のいずれであってもよい。
【００２９】
接着剤層３２の厚さとしては、たとえば、１〜１０μｍ程度、好ましくは２〜５μｍ程度が挙げられる。
【００３０】
（２−３．バリア層）
バリア層３３は、収容体１０１の強度向上の他、蓄電デバイス１０内に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層３３を構成する金属としては、たとえば、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層３３は、たとえば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、及び、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。各包装材料の製造時に、バリア層３３にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、たとえば、焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０７９Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
【００３１】
バリア層３３の厚みは、水蒸気等のバリア層として機能すれば特に制限されないが、たとえば、１０〜１００μｍ程度、好ましくは２０〜８０μｍ程度とすることができる。
【００３２】
（２−４．接着層）
接着層３４は、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５とを強固に接着するために、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５との間に、必要に応じて設けられる層である。
【００３３】
接着層３４は、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５とを接着可能な接着剤によって形成される。接着層３４の形成に使用される接着剤の組成は、特に制限されないが、たとえば、酸変性ポリオレフィンを含む樹脂組成物である。酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
【００３４】
接着層３４の厚さとしては、たとえば、１〜５０μｍ程度、好ましくは２〜４０μｍ程度が挙げられる。
【００３５】
（２−５．熱融着性樹脂層）
熱融着性樹脂層３５は、収容体１００の最内層を形成する。収容体１００の周縁において、対向する熱融着性樹脂層３５同士が熱融着されることによって、蓄電素子２００が収容体１００内に密封される。また、熱融着性樹脂が一定の膜厚以上でバリア層を覆う事で、バリア層である金属と電解液との絶縁性を保つことができる。
【００３６】
熱融着性樹脂層３５に使用される樹脂成分は、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、たとえば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン等である。
【００３７】
ポリオレフィンとしては、たとえば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン；ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー（たとえば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー）、ポリプロピレンのランダムコポリマー（たとえば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー）等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン；エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
【００３８】
また、熱融着性樹脂層３５の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは１５〜９０μｍ程度、さらに好ましくは３０〜８０μｍ程度が挙げられる。
【００３９】
［３．蓄電デバイスの構造］
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図と該断面の部分拡大図とを含む図である。すなわち、図３は、蓄電デバイス１０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面の図である。図３に示されるように、収容体１００は、２つの収容体１０１を熱融着することによって構成されている。収容体１００において、一方の収容体１０１は、他方の収容体１０１に対して上下反転して取り付けられている。
【００４０】
上述のように、各収容体１０１において、成型部１２０の平面部１２２と成型部１２０の各側面部１２４との間には稜線１２６が形成されている。図３に含まれる部分拡大図に示されるように、稜線１２６は、丸みを有している。図３において、稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ１」である。すなわち、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ１」である。
【００４１】
なお、本願明細書においては、各稜線１２６の曲率半径は、たとえば図３に含まれる部分拡大図に示されるように、稜線１２６の基材層３１側表面を円弧とする曲率半径をいう。
【００４２】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。すなわち、図４は、蓄電デバイス１０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面の図である。図４に示されるように、各電極タブ３００は、２つの収容体１０１により挟まれることによって、収容体１００に取り付けられている。各電極タブ３００と蓄電素子２００とは、蓄電デバイス１０の幅方向において離れている。各電極タブ３００と蓄電素子２００とは、金属箔２１０を介して電気的に接続されている。
【００４３】
図４において、稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ２」である。すなわち、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ２」である。Ｒ２は、Ｒ１（図３）よりも大きい。たとえば、Ｒ２は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下である。このように、蓄電デバイス１０においては、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ２）は、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ１）よりも大きい。このような構成となっている理由について次に説明する。
【００４４】
上述のように、収容体１０１には成型部１２０が形成されている。成型部１２０は、雌型に雄型を嵌合させることによって形成されている。
【００４５】
図５は、雌型及び雄型の一例を模式的に示す平面図である。図５に示されるように、雌型４００には平面視矩形状の開口部Ｏ１が形成されている。
【００４６】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図６及び図７に示されるように、雄型５００において面５１０の周囲に形成される稜線部には丸みが形成されている。本実施の形態においては、平面視における雄型５００の長辺側の稜線部の曲率半径はＲ１であり、平面視における雄型５００の短辺側の稜線部の曲率半径はＲ２である。
【００４７】
再び図５を参照して、開口部Ｏ１を覆うように雌型４００上に外装材が配置された状態で、該開口部Ｏ１に平面視矩形状の雄型５００が進入することによって成型部１２０が形成される。なお、雌型４００上に外装材が配置された状態で外装材の周囲は押え板によって押さえられている。また、押え板は、四隅に設けられたシリンダによって押圧される。また、雌型４００と雄型５００とが嵌合した場合に、雌型４００と雄型５００との間に生じる隙間の長さ（クリアランスＬ１）は、四辺において略同一である。
【００４８】
収容体１００の容積を増大させるという観点からは、成型部１２０の深さが深い程好ましい。しかしながら、特に工夫をすることなく、成型部１２０の深さを深くすると、成型部１２０の成型時に稜線１２６付近にクラックやピンホールが生じる可能性が高くなる。特に平面の四隅のコーナ部分における稜線１２６付近にクラックやピンホールが発生し易い。
【００４９】
クラックやピンホールが生じる可能性を低減するために、雄型の面のうち雌型に進入する面５１０の周囲の稜線部の曲率半径を大きくすることが考えられる。この場合には、成型部１２０の深さをより深くすることができるが、成型部１２０には雄型の曲率半径の大きい稜線部が賦形される。
【００５０】
図８は、成型部１２０に雄型５００の曲率半径の大きい稜線部が賦形されることにより生じる問題について説明するための図である。図８を参照して、上方は曲率半径の小さい稜線部が賦形された成型部１２０を示し、下方は曲率半径の大きい稜線部が賦形された成型部１２０を示す。クリアランスＬ１が同一である場合、成型部１２０に賦形される稜線１２６の曲率半径が大きくなる程、蓄電素子２００を収容可能な高さが確保された領域が狭くなるため、デッドスペースＤＳ１が広くなる。
【００５１】
本実施の形態に従う蓄電デバイス１０においては、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きくなっている。したがって、蓄電デバイス１０によれば、稜線１２６の曲率半径が大きい分、稜線１２６付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線１２６付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部１２０の深さをより深くすることができる。その結果、この蓄電デバイス１０によれば、収容体１００の容積を増大させることができる。
【００５２】
また、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きいとは、電極タブ３００が配置された収容体１００の各短辺と平行な稜線の曲率半径がより大きいことを意味する。
【００５３】
図９は、本実施の形態において、成型部１２０に雄型５００の稜線の大きい曲率半径が賦形されることにより生じる問題がどのように解消されているかを説明するための図である。図９に示されるように、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０において、電極タブ３００と蓄電素子２００との間には、金属箔２１０が位置している。金属箔２１０が位置するためには、収容体１００内において必ずしも蓄電素子２００を収容するための高さと同等の高さが必要でない。蓄電デバイス１０によれば、稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きいことで生じるスペース（デッドスペースＤＳ１）に、電極タブ３００の電気的な配線（金属箔２１０）が位置するため、収容体１００内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、蓄電デバイス１０によれば、収容体１００内の容積の増大と、収容体１００内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【００５４】
［４．特徴］
以上のように、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０において、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ２）は、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ１）よりも大きい。これにより、蓄電デバイス１０によれば、収容体１００内の容積の増大と、収容体１００内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【００５５】
また、蓄電デバイス１０において、各電極タブ３００は収容体１００の短辺側に配置されている。これにより、短辺と平行な稜線１２６の曲率半径がより大きいこととなるため、長辺と平行な稜線１２６の曲率半径がより大きい場合と比較して、収容体１００内のデッドスペースの増大をより抑制することができる。
【００５６】
［５．変形例］
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。
【００５７】
（５−１）
上記実施の形態において、電極タブ３００は、収容体１００の短辺側に配置された。しかしながら、電極タブ３００は、たとえば、収容体１００の長辺側に配置されてもよい。
【００５８】
（５−２）
また、上記実施の形態における収容体１００が収容する蓄電素子２００の一例は、たとえば、全固体電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池である。また、蓄電デバイスの他の一例は、キャパシタ、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）、リチウムイオンキャパシタである。
【００５９】
（５−３）
また、上記実施の形態に従う蓄電デバイス１０においては、上方及び下方の収容体１０１の両方に成型部１２０が形成された。しかしながら、必ずしも上方及び下方の収容体１０１の両方に成型部１２０が形成される必要はない。たとえば、上方及び下方の収容体１０１の一方にのみ成型部１２０が形成され、他方は成型部１２０が形成されていないシートであってもよい。
【００６０】
［６．成形性評価］
（６−１．成型品に使用する電池用包装材料の製造）
基材層として、ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）と二軸延伸ナイロンフィルム（厚さ１５μｍ）とが接着剤層（ポリオール化合物と芳香族イソシアネート化合物）で接着された積層フィルムを用意した。次に、基材層の二軸延伸ナイロンフィルムの上に、両面に耐酸性皮膜を形成したアルミニウム箔（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ、厚さ４０μｍ）からなるバリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、両面に耐酸性皮膜（クロメート処理）を形成したアルミニウム箔の一方面に、２液硬化型ウレタン接着剤（ポリオール化合物と芳香族イソシアネート化合物）を塗布し、アルミニウム箔上に接着剤層（硬化後の厚み３μｍ）を形成した。次いで、アルミニウム箔上の接着剤層と、基材層の二軸延伸ナイロンフィルム側とを積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層／接着剤層／バリア層の積層体を作製した。
【００６１】
次に、得られた積層体のバリア層の上に、接着層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン（厚さ４０μｍ）と、熱融着性樹脂層としてのポリプロピレン（厚さ４０μｍ）とを共押出しすることにより、バリア層上に接着層／熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）／接着剤層（３μｍ）／二軸延伸ナイロンフィルム（１５μｍ）／接着剤層（３μｍ）／バリア層（４０μｍ）／接着層（４０μｍ）／熱融着性樹脂層（４０μｍ）がこの順に積層された電池用包装材料を得た。
【００６２】
（６−２．成型性の評価）
得られた電池用包装材料を、長辺長さが３６０ｍｍ、短辺長さが２００ｍｍのサイズに断裁してサンプルを作成した。成型金型（雌型：表面においては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９−１：２００２附属書１（参考）比較表面粗さ標準片の表２に規定される最大高さ粗さ（Ｒｚの呼び値）（以下、単に「最大高さ粗さＲｚ」とも称する。）が３．２μｍである。コーナ部曲率半径は２．０ｍｍであり、稜線Ｒは１．０ｍｍである。）の口径は、長辺長さが２９０ｍｍ、短辺長さが６０ｍｍとした。成形金型（雌型）に対応した成型金型（雄型：稜線部の表面においては最大高さ粗さＲｚが１．６μｍであり、稜線部以外の表面においては最大高さ粗さＲｚが３．２μｍである。コーナ部曲率半径は２．０ｍｍである。）を用いた。なお、雌型と雄型とのクリアランスは、０．５ｍｍとした。押え板は、シリンダ径φ８０ｍｍの４つのシリンダで押さえ、シリンダ押さえ圧は０．６５ＭＰａとした。なお、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２につき、成形金型（雄型）における短辺側稜線の曲率半径（図７におけるＲ２に相当）及び長辺側稜線の曲率半径（図６におけるＲ１に相当）を表1に示す通り変更し、０．５ｍｍの成型深さから０．５ｍｍ単位で成型深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて２５℃環境下にて冷間成型を行った。冷間成型後のサンプルについて、暗室の中にてペンライトで光を当て光の透過によってアルミニウム箔にピンホールやクラックが生じているか否かを確認し、アルミニウム箔にピンホール、クラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成型深さを、そのサンプルの限界成型深さとした。この限界成型深さを用いて、以下の基準により電池包装材料の成型性を評価した。
【００６３】
Ａ：限界成型深さ９．５ｍｍ以上
Ｂ：限界成型深さ８．５ｍｍ、９．０ｍｍ
Ｃ：限界成型深さ７．５ｍｍ、８．０ｍｍ
Ｄ：限界成型深さ７．０ｍｍ  以下
結果は、以下の通りであった。
【００６４】
【表１】
2020202044.tif 000003
電極タブが配置された短辺側における成形部の稜線の曲率半径が、電極タブが配置されていない長辺側における成形部の稜線の曲率半径よりも大きい場合に、限界成型性が良いことを確認することができた。
【符号の説明】
【００６５】
１０  蓄電デバイス、３１  基材層、３２  接着剤層、３３  バリア層、３４  接着層、３５  熱融着性樹脂層、１００，１０１  収容体、１２０  成型部、１２２  平面部、１２４  側面部、１２６  稜線、１３０  フランジ部、２００  蓄電素子、２１０  金属箔、３００  電極タブ、４００  雌型、５００  雄型、５１０  面ＤＳ１  デッドスペース、Ｌ１  クリアランス、Ｏ１  開口部。
【図１】
2020202044.tif 000004
【図２】
2020202044.tif 000005
【図３】
2020202044.tif 000006
【図４】
2020202044.tif 000007
【図５】
2020202044.tif 000008
【図６】
2020202044.tif 000009
【図７】
2020202044.tif 000010
【図８】
2020202044.tif 000011
【図９】
2020202044.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月19日(2019.12.19)
【手続補正１】
【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】
蓄電素子と、
互いに対向する第１辺及び第２辺を有する平面視矩形状に形成され、前記蓄電素子を収容する収容体と、
前記蓄電素子と電気的に接続されており、前記収容体の第１辺から部分的に外部に突出する第１電極タブと、
前記蓄電素子と電気的に接続されており、前記収容体の第２辺から部分的に外部に突出する第２電極タブとを備え、
前記収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されており、
前記収容体には、前記外装材が前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、前記成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とが形成されており、
前記成型部は、平面部と、前記平面部から延びる複数の側面部とを含み、
前記平面部と、前記複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されており、
前記蓄電素子は、前記成型部内に収容されており、
前記成型部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における前記稜線の曲率半径は、前記成型部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と平行な直線に沿った第２断面における前記稜線の曲率半径よりも大きい、蓄電デバイス。
【請求項２】
前記収容体は、平面視において、長辺と短辺とを有し、
前記第１辺及び前記第２辺の各々は短辺である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記第１断面における前記稜線の曲率半径は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記成型部は、雌型と雄型とを嵌合させることによって形成されており、
前記雌型と前記雄型とが嵌合した場合に、前記雌型と前記雄型との間に生じる隙間の長さは、四辺において略同一である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
蓄電素子を収容するように構成された、平面視矩形状の収容体であって、
前記収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されており、
前記外装材が前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、
前記成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とを備え、
前記成型部は、平面部と、前記平面部から延びる複数の側面部とを含み、
前記平面部と、前記複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されており、
前記蓄電素子は、前記成型部内に収容され、
前記フランジ部は、前記蓄電素子と電気的に接続された第１電極タブが配置される第１辺と、前記蓄電素子と電気的に接続された第２電極タブが配置される第２辺とを含み、
前記収容体の平面視において、前記第１辺及び前記第２辺は、互いに対向しており、
前記成型部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び前記第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における前記稜線の曲率半径は、前記成型部の厚み方向の断面のうち前記第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における前記稜線の曲率半径よりも大きい、収容体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス及び収容体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２５７８４７号公報（特許文献１）は、ラミネートシートによって構成された外装体を備える蓄電デバイスを開示する。この蓄電デバイスにおいては、外装体内に蓄電素子が収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５７８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、蓄電素子を収容するように構成された収容体、及び、該収容体を備える蓄電デバイスにおいて、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある局面に従う蓄電デバイスは、蓄電素子と、収容体と、第１電極タブと、第２電極タブとを備える。収容体は、互いに対向する第１辺及び第２辺を有する平面視矩形状に形成され、蓄電素子を収容する。第１電極タブは、蓄電素子と電気的に接続されており、収容体の第１辺から部分的に外部に突出する。第２電極タブは、蓄電素子と電気的に接続されており、収容体の第２辺から部分的に外部に突出する。収容体の平面視において、第１辺及び第２辺は、互いに対向している。収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。収容体には、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成された平面視矩形状の成型部と、成型部の縁から水平方向に延びるフランジ部とが形成されている。成型部は、平面部と、平面部から延びる複数の側面部とを含む。平面部と、複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されている。蓄電素子は、成型部内に収容されている。成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における上記稜線の曲率半径は、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における上記稜線の曲率半径よりも大きい。
【０００６】
上記稜線の曲率半径が小さく、かつ、収容体における成型部の深さが深い場合には、成型部の成型時に上記稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における上記稜線付近にクラックやピンホールが生じやすい。本発明に従う蓄電デバイスにおいては、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この蓄電デバイスによれば、稜線の曲率半径が大きい分、上記稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部の深さをより深くすることができる。その結果、この蓄電デバイスによれば、収容体の容積を増大させることができる。
【０００７】
また、一般的には、上記稜線の曲率半径が大きくなると、収容体内の該稜線の近傍でデッドスペースが大きくなる。しかしながら、上述のように、本発明に従う蓄電デバイスにおいては、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。すなわち、第１電極タブ及び第２電極タブがそれぞれ配置された第１辺及び第２辺と平行な稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この蓄電デバイスによれば、稜線の曲率半径が大きいことで生じるスペースに、電極タブの電気的な配線が位置するため、収容体内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、この蓄電デバイスによれば、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【０００８】
上記蓄電デバイスにおいて、収容体は、平面視において、長辺と短辺とを有し、第１辺及び第２辺の各々は短辺であってもよい。
【０００９】
これにより、短辺と平行な稜線の曲率半径がより大きいこととなるため、長辺と平行な稜線の曲率半径がより大きい場合と比較して、収容体内のデッドスペースの増大をより抑制することができる。
【００１０】
上記蓄電デバイスにおいて、第１断面における稜線の曲率半径は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下であってもよい。
【００１１】
上記蓄電デバイスにおいて、成型部は、雌型と雄型とを嵌合させることによって形成されており、雌型と雄型とが嵌合した場合に、雌型と雄型との間に生じる隙間の長さは、四辺において略同一であってもよい。
【００１２】
本発明の他の局面に従う平面視矩形状の蓄電デバイス用収容体は、蓄電素子を収容するように構成されている。蓄電デバイス用収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。蓄電デバイス用収容体は、平面視矩形状の成型部と、フランジ部とを備える。成型部は、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成されている。フランジ部は、成型部の縁から水平方向に延びる。成型部は、平面部と、平面部から延びる複数の側面部とを含む。平面部と、複数の側面部の各々との境界には稜線が形成されている。蓄電素子は、成型部内に収容される。フランジ部は、蓄電素子と電気的に接続された第１電極タブが配置される第１辺と、蓄電素子と電気的に接続された第２電極タブが配置される第２辺とを含む。蓄電デバイス用収容体の平面視において、第１辺及び第２辺は、互いに対向している。成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における上記稜線の曲率半径は、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と平行な直線に沿った第２断面における上記稜線の曲率半径よりも大きい。
【００１３】
この収容体においては、成型部の厚み方向の断面のうち第１辺及び第２辺と垂直な直線に沿った第１断面における稜線の曲率半径がより大きい。したがって、この収容体によれば、稜線の曲率半径が大きい分、該稜線付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部の深さをより深くすることができる。その結果、この収容体によれば、容積を増大させることができる。また、この収容体によれば、稜線の曲率半径が大きいことで生じるスペースに、電極タブの電気的な配線が位置することになるため、収容体内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、この収容体によれば、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、蓄電素子を収容するように構成された収容体、及び、該収容体を備える蓄電デイバスにおいて、収容体内の容積の増大と、収容体内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】蓄電デバイスの平面図である。
【図２】収容体の断面構造の一例を示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図と該断面の部分拡大図とを含む図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】雌型及び雄型の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】成型部に雄型の稜線の大きいＲが賦形されることにより生じる問題について説明するための図である。
【図９】成型部に雄型の稜線の大きいＲが賦形されることにより生じる問題がどのように解消されているかを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［１．蓄電デバイスの概要］
図１は、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０の平面図である。図１に示されるように、蓄電デバイス１０は、平面視矩形状であり、蓄電素子２００と、２つの電極タブ３００と、収容体１００（２つの収容体１０１）とを含んでいる。
【００１８】
蓄電素子２００は、たとえば、全固体電池、リチウムイオン電池、キャパシタ等の蓄電部材である。蓄電素子２００は、収容体１００の内部に収容されている。
【００１９】
電極タブ３００は、蓄電素子２００における電力の入出力に用いられる金属端子である。電極タブ３００の一方の端部は蓄電素子２００に電気的に接続されており、電極タブ３００の他方の端部は収容体１００の端縁から外側に突出している。電極タブ３００を構成する金属材料は、たとえば、アルミニウム、ニッケル、銅等である。
【００２０】
収容体１００は、平面視矩形状であり、長辺と短辺とを含んでいる。各電極タブ３００は、収容体１００の短辺に取り付けられている。なお、電極タブ３００と収容体１００との間には、いわゆる接着性保護フィルム（タブフィルム）が配置されてもよい。収容体１００は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された外装材によって形成されている。収容体１００においては、基材層が最外層となり、熱融着性樹脂層が最内層となる。当該外装材については、後程詳しく説明する。
【００２１】
収容体１００は、２つの収容体１０１を含んでいる。収容体１０１は、成型部１２０と、フランジ部１３０とを含んでいる。成型部１２０は、平面視矩形状であり、外装材が熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように形成されている。成型部１２０は、平面部１２２と、複数（４つ）の側面部１２４とを含んでいる。各側面部１２４は、平面部１２２の縁から延びている。平面部１２２と各側面部１２４との境界には稜線１２６が形成されている。フランジ部１３０は、成型部１２０の縁から水平方向外側に延びている。
【００２２】
［２．外装材の構成］
図２は、収容体１０１の断面構造の一例を示す図である。図２に示されるように、収容体１０１は、基材層３１、接着剤層３２、バリア層３３、接着層３４及び熱融着性樹脂層３５がこの順に積層された積層体である。なお、収容体１０１は、必ずしも図２に示される各層を含む必要はなく、少なくとも、基材層３１、バリア層３３及び熱融着性樹脂層３５をこの順に有していればよい。
【００２３】
上述のように、収容体１０１においては、基材層３１が最外層側となり、熱融着性樹脂層３５が最内層側となる。収容体１００内に蓄電素子２００が配置され、かつ、各電極タブ３００が収容体１０１に挟まれた状態で、収容体１０１の周縁に位置する熱融着性樹脂層３５同士を熱融着することによって、蓄電素子２００が収容体１００内に密封され、さらに、電極タブ３００が収容体１００に固定される。以下、収容体１００を形成する外装材料に含まれる各層について説明する。なお、外装材料の厚さとしては、たとえば、５０〜２００μｍ程度、好ましくは９０〜１５０μｍ程度が挙げられる。
【００２４】
（２−１．基材層）
基材層３１は、収容体１０１の基材として機能する層であり、収容体１００の最外層側を形成する層である。
【００２５】
基材層３１を形成する素材は、絶縁性を備えることを限度として特に制限されない。基材層３１を形成する素材としては、たとえば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。基材層３１は、たとえば、上記の樹脂により形成された樹脂フィルムであってもよいし、上記の樹脂を塗布して形成したものであってもよい。樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムが挙げられ、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸フィルムを形成する延伸方法としては、たとえば、逐次二軸延伸法、インフレーション法、同時二軸延伸法等が挙げられる。さらに、基材層３１は、単層であってもよいし、２層以上により構成されていてもよい。基材層３１が２層以上により構成されている場合、基材層３１は、樹脂フィルムを接着剤などで積層させた積層体であってもよいし、樹脂を共押出しして２層以上とした樹脂フィルムの積層体であってもよい。また、樹脂を共押出しして２層以上とした樹脂フィルムの積層体を、未延伸のまま基材層３１としてもよいし、一軸延伸または二軸延伸して基材層３１としてもよい。基材層３１が、２層以上の樹脂フィルムの積層体の具体例としては、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとの積層体、２層以上のナイロンフィルムの積層体、２層以上のポリエステルフィルムの積層体などが挙げられ、好ましくは、延伸ナイロンフィルムと延伸ポリエステルフィルムとの積層体、２層以上の延伸ナイロンフィルムの積層体、２層以上の延伸ポリエステルフィルムの積層体が好ましい。たとえば、基材層３１が２層の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステルフィルムとポリエステルフィルムの積層体、ポリアミドフィルムとポリアミドフィルムの積層体、またはポリエステルフィルムとポリアミドフィルムの積層体が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体、ナイロンフィルムとナイロンフィルムの積層体、またはポリエチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムの積層体がより好ましい。また、ポリエステルは、基材層３１の最外層に位置することが好ましい。
【００２６】
基材層３１の厚さとしては、たとえば、３〜５０μｍ程度、好ましくは１０〜３５μｍ程度が挙げられる。
【００２７】
（２−２．接着剤層）
接着剤層３２は、基材層３１に密着性を付与するために、基材層３１上に必要に応じて配置される層である。すなわち、接着剤層３２は、基材層３１とバリア層３３との間に必要に応じて設けられる。
【００２８】
接着剤層３２は、基材層３１とバリア層３３とを接着可能な接着剤によって形成される。接着剤層３２の形成に使用される接着剤は、２液硬化型接着剤であってもよいし、１液硬化型接着剤であってもよい。また、接着剤層３２の形成に使用される接着剤の接着機構は、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型及び熱圧着型等のいずれであってもよい。
【００２９】
接着剤層３２の厚さとしては、たとえば、１〜１０μｍ程度、好ましくは２〜５μｍ程度が挙げられる。
【００３０】
（２−３．バリア層）
バリア層３３は、収容体１０１の強度向上の他、蓄電デバイス１０内に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層３３を構成する金属としては、たとえば、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層３３は、たとえば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、及び、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。各包装材料の製造時に、バリア層３３にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、たとえば、焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０７９Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
【００３１】
バリア層３３の厚みは、水蒸気等のバリア層として機能すれば特に制限されないが、たとえば、１０〜１００μｍ程度、好ましくは２０〜８０μｍ程度とすることができる。
【００３２】
（２−４．接着層）
接着層３４は、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５とを強固に接着するために、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５との間に、必要に応じて設けられる層である。
【００３３】
接着層３４は、バリア層３３と熱融着性樹脂層３５とを接着可能な接着剤によって形成される。接着層３４の形成に使用される接着剤の組成は、特に制限されないが、たとえば、酸変性ポリオレフィンを含む樹脂組成物である。酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
【００３４】
接着層３４の厚さとしては、たとえば、１〜５０μｍ程度、好ましくは２〜４０μｍ程度が挙げられる。
【００３５】
（２−５．熱融着性樹脂層）
熱融着性樹脂層３５は、収容体１００の最内層を形成する。収容体１００の周縁において、対向する熱融着性樹脂層３５同士が熱融着されることによって、蓄電素子２００が収容体１００内に密封される。また、熱融着性樹脂が一定の膜厚以上でバリア層を覆う事で、バリア層である金属と電解液との絶縁性を保つことができる。
【００３６】
熱融着性樹脂層３５に使用される樹脂成分は、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、たとえば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン等である。
【００３７】
ポリオレフィンとしては、たとえば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン；ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー（たとえば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー）、ポリプロピレンのランダムコポリマー（たとえば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー）等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン；エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
【００３８】
また、熱融着性樹脂層３５の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは１５〜９０μｍ程度、さらに好ましくは３０〜８０μｍ程度が挙げられる。
【００３９】
［３．蓄電デバイスの構造］
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図と該断面の部分拡大図とを含む図である。すなわち、図３は、蓄電デバイス１０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面の図である。図３に示されるように、収容体１００は、２つの収容体１０１を熱融着することによって構成されている。収容体１００において、一方の収容体１０１は、他方の収容体１０１に対して上下反転して取り付けられている。
【００４０】
上述のように、各収容体１０１において、成型部１２０の平面部１２２と成型部１２０の各側面部１２４との間には稜線１２６が形成されている。図３に含まれる部分拡大図に示されるように、稜線１２６は、丸みを有している。図３において、稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ１」である。すなわち、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ１」である。
【００４１】
なお、本願明細書においては、各稜線１２６の曲率半径は、たとえば図３に含まれる部分拡大図に示されるように、稜線１２６の基材層３１側表面を円弧とする曲率半径をいう。
【００４２】
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。すなわち、図４は、蓄電デバイス１０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面の図である。図４に示されるように、各電極タブ３００は、２つの収容体１０１により挟まれることによって、収容体１００に取り付けられている。各電極タブ３００と蓄電素子２００とは、蓄電デバイス１０の幅方向において離れている。各電極タブ３００と蓄電素子２００とは、金属箔２１０を介して電気的に接続されている。
【００４３】
図４において、稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ２」である。すなわち、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径は、「Ｒ２」である。Ｒ２は、Ｒ１（図３）よりも大きい。たとえば、Ｒ２は、１．５ｍｍ以上、１０．０ｍｍ以下である。このように、蓄電デバイス１０においては、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ２）は、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ１）よりも大きい。このような構成となっている理由について次に説明する。
【００４４】
上述のように、収容体１０１には成型部１２０が形成されている。成型部１２０は、雌型に雄型を嵌合させることによって形成されている。
【００４５】
図５は、雌型及び雄型の一例を模式的に示す平面図である。図５に示されるように、雌型４００には平面視矩形状の開口部Ｏ１が形成されている。
【００４６】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図６及び図７に示されるように、雄型５００において面５１０の周囲に形成される稜線部には丸みが形成されている。本実施の形態においては、平面視における雄型５００の長辺側の稜線部の曲率半径はＲ１であり、平面視における雄型５００の短辺側の稜線部の曲率半径はＲ２である。
【００４７】
再び図５を参照して、開口部Ｏ１を覆うように雌型４００上に外装材が配置された状態で、該開口部Ｏ１に平面視矩形状の雄型５００が進入することによって成型部１２０が形成される。なお、雌型４００上に外装材が配置された状態で外装材の周囲は押え板によって押さえられている。また、押え板は、四隅に設けられたシリンダによって押圧される。また、雌型４００と雄型５００とが嵌合した場合に、雌型４００と雄型５００との間に生じる隙間の長さ（クリアランスＬ１）は、四辺において略同一である。
【００４８】
収容体１００の容積を増大させるという観点からは、成型部１２０の深さが深い程好ましい。しかしながら、特に工夫をすることなく、成型部１２０の深さを深くすると、成型部１２０の成型時に稜線１２６付近にクラックやピンホールが生じる可能性が高くなる。特に平面の四隅のコーナ部分における稜線１２６付近にクラックやピンホールが発生し易い。
【００４９】
クラックやピンホールが生じる可能性を低減するために、雄型の面のうち雌型に進入する面５１０の周囲の稜線部の曲率半径を大きくすることが考えられる。この場合には、成型部１２０の深さをより深くすることができるが、成型部１２０には雄型の曲率半径の大きい稜線部が賦形される。
【００５０】
図８は、成型部１２０に雄型５００の曲率半径の大きい稜線部が賦形されることにより生じる問題について説明するための図である。図８を参照して、上方は曲率半径の小さい稜線部が賦形された成型部１２０を示し、下方は曲率半径の大きい稜線部が賦形された成型部１２０を示す。クリアランスＬ１が同一である場合、成型部１２０に賦形される稜線１２６の曲率半径が大きくなる程、蓄電素子２００を収容可能な高さが確保された領域が狭くなるため、デッドスペースＤＳ１が広くなる。
【００５１】
本実施の形態に従う蓄電デバイス１０においては、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きくなっている。したがって、蓄電デバイス１０によれば、稜線１２６の曲率半径が大きい分、稜線１２６付近、特に平面の四隅のコーナ部分における稜線１２６付近にクラックやピンホールが生じない範囲で、成型部１２０の深さをより深くすることができる。その結果、この蓄電デバイス１０によれば、収容体１００の容積を増大させることができる。
【００５２】
また、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きいとは、電極タブ３００が配置された収容体１００の各短辺と平行な稜線の曲率半径がより大きいことを意味する。
【００５３】
図９は、本実施の形態において、成型部１２０に雄型５００の稜線の大きい曲率半径が賦形されることにより生じる問題がどのように解消されているかを説明するための図である。図９に示されるように、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０において、電極タブ３００と蓄電素子２００との間には、金属箔２１０が位置している。金属箔２１０が位置するためには、収容体１００内において必ずしも蓄電素子２００を収容するための高さと同等の高さが必要でない。蓄電デバイス１０によれば、稜線１２６の曲率半径（Ｒ）が大きいことで生じるスペース（デッドスペースＤＳ１）に、電極タブ３００の電気的な配線（金属箔２１０）が位置するため、収容体１００内のデッドスペースの増大を抑制することができる。すなわち、蓄電デバイス１０によれば、収容体１００内の容積の増大と、収容体１００内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【００５４】
［４．特徴］
以上のように、本実施の形態に従う蓄電デバイス１０において、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と垂直な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ２）は、成型部１２０の厚み方向の断面のうち収容体１００の短辺と平行な直線に沿った断面における稜線１２６の曲率半径（Ｒ１）よりも大きい。これにより、蓄電デバイス１０によれば、収容体１００内の容積の増大と、収容体１００内のデッドスペースの増大の抑制とを両立することができる。
【００５５】
また、蓄電デバイス１０において、各電極タブ３００は収容体１００の短辺側に配置されている。これにより、短辺と平行な稜線１２６の曲率半径がより大きいこととなるため、長辺と平行な稜線１２６の曲率半径がより大きい場合と比較して、収容体１００内のデッドスペースの増大をより抑制することができる。
【００５６】
［５．変形例］
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。
【００５７】
（５−１）
上記実施の形態において、電極タブ３００は、収容体１００の短辺側に配置された。しかしながら、電極タブ３００は、たとえば、収容体１００の長辺側に配置されてもよい。
【００５８】
（５−２）
また、上記実施の形態における収容体１００が収容する蓄電素子２００の一例は、たとえば、全固体電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池である。また、蓄電デバイスの他の一例は、キャパシタ、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）、リチウムイオンキャパシタである。
【００５９】
（５−３）
また、上記実施の形態に従う蓄電デバイス１０においては、上方及び下方の収容体１０１の両方に成型部１２０が形成された。しかしながら、必ずしも上方及び下方の収容体１０１の両方に成型部１２０が形成される必要はない。たとえば、上方及び下方の収容体１０１の一方にのみ成型部１２０が形成され、他方は成型部１２０が形成されていないシートであってもよい。
【００６０】
［６．成型性評価］
（６−１．成型品に使用する電池用包装材料の製造）
基材層として、ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）と二軸延伸ナイロンフィルム（厚さ１５μｍ）とが接着剤層（ポリオール化合物と芳香族イソシアネート化合物）で接着された積層フィルムを用意した。次に、基材層の二軸延伸ナイロンフィルムの上に、両面に耐酸性皮膜を形成したアルミニウム箔（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ、厚さ４０μｍ）からなるバリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、両面に耐酸性皮膜（クロメート処理）を形成したアルミニウム箔の一方面に、２液硬化型ウレタン接着剤（ポリオール化合物と芳香族イソシアネート化合物）を塗布し、アルミニウム箔上に接着剤層（硬化後の厚み３μｍ）を形成した。次いで、アルミニウム箔上の接着剤層と、基材層の二軸延伸ナイロンフィルム側とを積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層／接着剤層／バリア層の積層体を作製した。
【００６１】
次に、得られた積層体のバリア層の上に、接着層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン（厚さ４０μｍ）と、熱融着性樹脂層としてのポリプロピレン（厚さ４０μｍ）とを共押出しすることにより、バリア層上に接着層／熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）／接着剤層（３μｍ）／二軸延伸ナイロンフィルム（１５μｍ）／接着剤層（３μｍ）／バリア層（４０μｍ）／接着層（４０μｍ）／熱融着性樹脂層（４０μｍ）がこの順に積層された電池用包装材料を得た。
【００６２】
（６−２．成型性の評価）
得られた電池用包装材料を、長辺長さが３６０ｍｍ、短辺長さが２００ｍｍのサイズに断裁してサンプルを作成した。成型金型（雌型：表面においては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９−１：２００２附属書１（参考）比較表面粗さ標準片の表２に規定される最大高さ粗さ（Ｒｚの呼び値）（以下、単に「最大高さ粗さＲｚ」とも称する。）が３．２μｍである。コーナ部曲率半径は２．０ｍｍであり、稜線Ｒは１．０ｍｍである。）の口径は、長辺長さが２９０ｍｍ、短辺長さが６０ｍｍとした。成型金型（雌型）に対応した成型金型（雄型：稜線部の表面においては最大高さ粗さＲｚが１．６μｍであり、稜線部以外の表面においては最大高さ粗さＲｚが３．２μｍである。コーナ部曲率半径は２．０ｍｍである。）を用いた。なお、雌型と雄型とのクリアランスは、０．５ｍｍとした。押え板は、シリンダ径φ８０ｍｍの４つのシリンダで押さえ、シリンダ押さえ圧は０．６５ＭＰａとした。なお、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２につき、成型金型（雄型）における短辺側稜線の曲率半径（図７におけるＲ２に相当）及び長辺側稜線の曲率半径（図６におけるＲ１に相当）を表1に示す通り変更し、０．５ｍｍの成型深さから０．５ｍｍ単位で成型深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて２５℃環境下にて冷間成型を行った。冷間成型後のサンプルについて、暗室の中にてペンライトで光を当て光の透過によってアルミニウム箔にピンホールやクラックが生じているか否かを確認し、アルミニウム箔にピンホール、クラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成型深さを、そのサンプルの限界成型深さとした。この限界成型深さを用いて、以下の基準により電池包装材料の成型性を評価した。
【００６３】
Ａ：限界成型深さ９．５ｍｍ以上
Ｂ：限界成型深さ８．５ｍｍ、９．０ｍｍ
Ｃ：限界成型深さ７．５ｍｍ、８．０ｍｍ
Ｄ：限界成型深さ７．０ｍｍ  以下
結果は、以下の通りであった。
【００６４】
【表１】
2020202044.tif 000013
電極タブが配置された短辺側における成型部の稜線の曲率半径が、電極タブが配置されていない長辺側における成型部の稜線の曲率半径よりも大きい場合に、限界成型性が良いことを確認することができた。
【符号の説明】
【００６５】
１０  蓄電デバイス、３１  基材層、３２  接着剤層、３３  バリア層、３４  接着層、３５  熱融着性樹脂層、１００，１０１  収容体、１２０  成型部、１２２  平面部、１２４  側面部、１２６  稜線、１３０  フランジ部、２００  蓄電素子、２１０  金属箔、３００  電極タブ、４００  雌型、５００  雄型、５１０  面ＤＳ１  デッドスペース、Ｌ１  クリアランス、Ｏ１  開口部。