(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して対向してなる電池素子と、
非水電解質と
金属層と、該金属層の外面に形成された外側樹脂層と、該金属層の内面に形成された内側樹脂層とが積層されてなり、熱融着により上記電池素子と上記非水電解質とを外装し内部に収容するラミネートフィルムと、
上記正極と電気的に接続され、上記ラミネートフィルムの熱融着された合わせ目から外部に導出される正極リードと、
上記負極と電気的に接続され、上記ラミネートフィルムの熱融着された合わせ目から外部に導出される負極リードと、
上記ラミネートフィルムと上記正極リードおよび上記負極リードとの間に設けられる密着部材と
を備え、
放電容量が３Ａｈ以上５０Ａｈ以下かつ積層電極体の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
熱融着前の上記ラミネートフィルムの厚さをｔ、熱融着前の該ラミネートフィルムの上記内側樹脂層の厚さをｐ、上記正極リードおよび上記負極リードの厚さをＬとした場合、
上記正極リードおよび上記負極リードが上記ラミネートフィルムで挟まれ、熱融着された熱融着部の厚さＴが、
ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ＜Ｔ＜ｔ×２−５＋Ｌ
であり、
上記ラミネートフィルムの熱融着部が、上記内側樹脂層と上記密着部材とが互いに溶融して一体となった内面樹脂層が上記正極リードおよび上記負極リードの両面に形成されており、
上記ラミネートフィルムの熱融着前の上記内側樹脂層の厚さをｐ、上記密着部材の厚さをＳ、上記内面樹脂層の総厚をＰとした場合、
０．０５≦Ｐ／（ｐ＋Ｓ）×２≦０．２５
である
非水電解質電池。
【請求項２】
上記正極リードと上記負極リードとが異なる辺から導出され、
電池本体が凸形状を有する
請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
上記正極リードおよび上記負極リードの幅をｗ、上記正極の幅および上記負極の幅のうち広い方の幅をＷとした場合、
０．１５≦ｗ／Ｗ≦０．４０
である
請求項２に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
上記正極リードおよび上記負極リードの幅をｗ、上記正極の幅および上記負極の幅のうち広い方の幅をＷとした場合、
０．３５≦ｗ／Ｗ≦０．４０
である
請求項３に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
上記ラミネートフィルムの厚さをｔ、該ラミネートフィルムの上記内側樹脂層の厚さをｐ、上記正極リードおよび上記負極リードの厚さをＬとした場合、
上記正極リードおよび上記負極リードが上記ラミネートフィルムで挟まれ、熱融着された部分の厚さＴが、
ｔ×２−ｐ×２＋１０＋Ｌ＜Ｔ＜ｔ×２−１０＋Ｌ
である
請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項６】
上記正極と上記負極とが、上記セパレータを介して交互に積層された
請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項７】
上記セパレータがつづら折りに形成された
請求項６に記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は非水電解質電池に関し、特に、外装材にラミネートフィルムを用いて作製した大容量の非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ラミネートフィルムで外装された大容量の二次電池を単独で、もしくは複数組み合わせたバッテリユニットとして用いる大型機器が多く登場している。
【０００３】
従来、ラミネートフィルムの用途としては、食品、医薬品の外装材およびフィルムなどが主であり、外装材として用いる場合の内容物は賞味期限、使用期限等が有るため、長期の信頼性は必ずしも必要でないものが多かった。一方、特に二次電池においては充放電を繰り返して使用することから、長期の信頼性が必要となる。
【０００４】
図１に、ラミネートフィルムを外装材として用いた電池の構成を示す。参照符号１で示されるのはラミネートフィルム１０で外装した電池である。ラミネートフィルム１０には導電性がないため、リード２をフィルムの貼り合わせ部分に挟み込むようにして導出する必要がある。この状態でラミネートフィルム１０の内側樹脂フィルム同士を向かい合わせ、電池素子周辺部分を熱融着することにより密封封止される。このとき、熱融着によるシール幅を細くすることで内部の電池素子を大きく設計することができ、電池の高容量化を図ることが可能である
【０００５】
図２に、ラミネートフィルム１０の主な構成の一例を示す。ラミネートフィルム１０は、金属層１１が外側樹脂層１２および内側樹脂層１３に挟まれた、防湿性、絶縁性を有する多層フィルムからなる。外側樹脂層１２には外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからナイロン、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられる。金属層１１は水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（Ａｌ）が最もよく使われる。内側樹脂層１３は熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であるため、ポリオレフィンが適切であり、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が多用される。金属層１１と外側樹脂層１２または内側樹脂層１３との間には、必要に応じて接着層１４を設ける。
【０００６】
電池素子をラミネートフィルム１０にて外装し熱融着する際、内側樹脂層１３が溶融して互いに接着される。ところが、電池素子から導出したリード２の導出部においては、金属からなるリード２と内側樹脂層１３が対向しているものの、リード２を構成する金属と内側樹脂層１３を構成する例えばＣＰＰ等の樹脂との接着性が乏しい。そこで、図１および図３に示すように、リード２と内側樹脂層１３との接着性を向上させるため、リード２の両面には金属との接着性に優れる樹脂材料が接着されている。これをシーラント３という。
【０００７】
ところで、ラミネートフィルムを外装材として用いた場合の問題点として、内部に水分が浸入し易く、浸入した水分が電池内部で望ましくない電気化学反応を起こすことにより、電池特性が低下するという問題が挙げられる。水分は金属層を通ることはできず、封止がきちんとなされていない部分から、もしくは内側樹脂層１３を浸透することにより電池内に水分が浸入する。
【０００８】
内側樹脂層１３から水分が浸入する場合、水分の浸入量は浸入経路断面積（内側樹脂層１３の断面積）に比例し、浸入経路長さ（シール幅）に反比例する。そこで、内側樹脂層１３を薄くして浸入経路断面積を小さくする、もしくはシール幅を広く取り、浸入経路長さを大きくして水分の浸入を防ぐ必要があるが、電池の高容量化という観点から、内側樹脂層１３を薄くすることで経路を狭くし、浸入水分量を抑える方が好適である。この場合、ラミネートフィルム自体が薄くなるため、全体的に電池を大きく設計し、高容量化を図ることができる。
【０００９】
このとき、シール幅を狭くすることにより、シール部分の強度の確保が難しくなるという問題が生じる。この問題を解決するために、熱容量の大きい金属ブロックヒータを用いて熱融着をする必要がある。従来の厚さのラミネートフィルムを用いた場合、内側の内側樹脂層１３にある程度の厚さが有り、熱融着時にリード２をかみ込んでも内側樹脂層１３が金属ブロックヒータの圧力を吸収することができる。しかし、内側の内側樹脂層１３が薄い場合、リード２が挟まれている部分に局所的に大きな圧力がかかり、リード２がせん断されてしまったり、リード２が内側樹脂層１３を突き破って金属層１１と短絡してしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、以下の特許文献１に記載されているように、金属ブロックヒータ２０のリード２に対応する部分に凹み２１を形成し、位置合わせを行いながら熱融着することにより、上述のような問題を解決することが可能である（図４）。
【００１１】
また、さらに、下記の特許文献２に記載されているように、封止部のうちリード２を挟むリード導出部分の厚み、リード導出部分のラミネートフィルム端部の厚み、封止部のうちリードを挟まない部分の厚みの関係性を規定することにより、さらにリード２−金属層１１間、もしくは正負極リード間の短絡を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３４８６９５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、電池が大型化し、大容量の電池を作製するに当たり、特許文献１の規定のみでは十分に水分浸入を抑制することができないという問題が生じることが確認された。また、特許文献２で用いられる電池は本願が対象とする大容量電池ではなく、電池を構成する各部の厚み等の好適な範囲が異なる。このため、特許文献２の規定を本願が対象とする大容量電池に当てはめても、好適な厚さ範囲が得られない。
【００１４】
そこで、この発明では上記問題点に鑑み、大容量電池においてラミネートフィルムの金属層とリード間またはリード同士の短絡、ならびに水分浸入による電池特性の低下を抑制し、高安全性および高電池特性を実現する非水電解質電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
課題を解決するために、この発明の非水電解質電池は、正極および負極がセパレータを介して対向してなる電池素子と、
非水電解質と
金属層と、金属層の外面に形成された外側樹脂層と、金属層の内面に形成された内側樹脂層とが積層されてなり、熱融着により電池素子と非水電解質とを外装し内部に収容するラミネートフィルムと、
正極と電気的に接続され、ラミネートフィルムの熱融着された合わせ目から外部に導出される正極リードと、 
負極と電気的に接続され、ラミネートフィルムの熱融着された合わせ目から外部に導出
される負極リードと、
ラミネートフィルムと正極リードおよび負極リードとの間に設けられる密着部材と
を備え、
放電容量が３Ａｈ以上５０Ａｈ以下かつ積層電極体の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
熱融着前のラミネートフィルムの厚さをｔ、熱融着前のラミネートフィルムの内側樹脂層の厚さをｐ、正極リードおよび負極リードの厚さをＬとした場合、
正極リードおよび負極リードがラミネートフィルムで挟まれ、熱融着された熱融着部の厚さＴが、
ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ＜Ｔ＜ｔ×２−５＋Ｌ
でり、
ラミネートフィルムの熱融着部が、内側樹脂層と密着部材とが互いに溶融して一体となった内面樹脂層が正極リードおよび負極リードの両面に形成されており、
ラミネートフィルムの熱融着前の内側樹脂層の厚さをｐ、密着部材の厚さをＳ、内面樹脂層の総厚をＰとした場合、
０．０５≦Ｐ／（ｐ＋Ｓ）×２≦０．２５
であることを特徴とする。
【００１７】
また、上述の非水電解質電池においては、ラミネートフィルムの熱融着部が、内側樹脂層と密着部材とが互いに溶融して一体となった内面樹脂層が正極リードおよび負極リードの両面に形成されており、
ラミネートフィルムの熱融着前の内側樹脂層の厚さをｐ、密着部材の厚さをＳ、内面樹脂層の総厚をＰとした場合、
０．０５≦Ｐ／（ｐ＋ｓ）×２≦０．２５
であることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、容量が３Ａｈ以上５０Ａｈ以下の非水電解質電池において、電池外部に露出するラミネートフィルムの内側樹脂層からの水分浸入、ならびにラミネートフィルム−リード間またはリード同士の短絡を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、電池内部への水分浸入によるガス発生や、短絡による抵抗上昇を抑制し、高い電池特性と高い安全性とを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ラミネートフィルムを外装材として用いた電池を示す斜視図である。
【図２】ラミネートフィルムの主な構成の一例を示す断面図である。
【図３】ラミネートフィルムとの接触を防ぐためのシーラントを接着したリードを用いて作製した電池を示す断面図である。
【図４】リードに大きな圧力がかかることを防ぐ熱融着方法を示す略線図である。
【図５】この発明を適用した非水電解質電池を構成する積層電極体の一例を示す略線図である。
【図６】この発明を適用した非水電解質電池に用いる正極および負極の一構成例を示す斜視図である。
【図７】この発明を適用した非水電解質電池の積層電極体の一構成例を示す斜視図である。
【図８】この発明を適用した電池のリード導出辺の断面図である。
【図９】この発明のを適用した非水電解質電池の外装材の一構成例を示す断面図である。
【図１０】この発明の電池素子の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図１１】この発明の電池素子の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図１２】この発明の電池素子の電極タブと電極リードとの接続工程を示す工程図である。
【図１３】この発明の電池素子のと接続した電極リードの折り曲げ工程を示す工程図である。
【図１４】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す斜視図である。
【図１５】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１６】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１７】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１８】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１９】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（この発明の非水電解質電池の構成を示す例）
２．第２の実施の形態（他の構成の電池素子を用いる例）
３．第３の実施の形態（この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリモジュールの例）
【００２２】
１．第１の実施の形態
（１−１）非水電解質電池の構成
図５Ａは、この発明の一実施の形態である非水電解質電池３０の外観を示す斜視図であり、図５Ｂは、非水電解質電池３０の構成を示す斜視分解図である。また、図５Ｃは、図５Ａに示す非水電解質電池３０の下面の構成を示す斜視図であり、図５Ｄは、図５Ａの非水電解質電池３０のａ−ａ’断面を示す断面図である。なお、下記の説明では、非水電解質電池のうち、正極リード３２および負極リード３３が導出される部分をトップ部、トップ部に対向する部分をボトム部、トップ部とボトム部とに挟まれた両辺をサイド部とする。また、電極、電極リード等について、サイド部−サイド部方向を幅として説明する。
【００２３】
この発明の非水電解質電池３０は、積層電極体４０がラミネートフィルム３１にて外装されたものであり、ラミネートフィルム３１同士が封止された部分からは、積層電極体４０と接続された正極リード３２および負極リード３３が電池外部に導出されている。
【００２４】
積層電極体４０の厚みは、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。５ｍｍ未満であると、薄型であるため、蓄熱の影響が少なく、セル表面に凹凸がなくとも熱が逃げやすい傾向がある。一方、２０ｍｍを超えると、電池表面から電池中央部までの距離が大きくなりすぎて、電池表面からの放熱だけでは電池内に温度差ができてしまい、寿命性能に影響がでる傾向がある。
【００２５】
また、積層電極体４０の放電容量は、３Ａｈ以上５０Ａｈ以下であることが好ましい。３Ａｈ未満であると、電池容量が小さいため、集電箔の厚みを厚くするなど電池容量を下げて抵抗を落とすなど他の手法でも発熱を抑えることができる傾向がある。５０Ａｈを超えると、電池熱容量が大きくなり、放熱しにくくなってしまい、電池内での温度ばらつきも大きくなる傾向がある。ここで、上述の積層電極体４０の放電容量は、非水電解質電池３０の公称容量であり、公称容量は、充電条件が上限電圧３．６Ｖ、充電電流０．２Ｃの定電圧定電流充電、放電条件が放電終止電圧２．０Ｖ、放電電流０．２Ｃの定電流放電の場合における放電容量から算出したものである。
【００２６】
非水電解質電池３０に収容される積層電極体４０は、図６Ａに示す矩形状の正極４１と、図６Ｂに示す矩形状の負極４２とが、セパレータ４３を介して積層された構成である。具体的には、例えば図７Ａおよび図７Ｂに示すように、正極４１および負極４２がつづら折りに折り曲げられたセパレータ４３を介して交互に積層された構成である。また、図８は、この発明の非水電解質電池のリード導出辺における断面図（図５Ａのｂ−ｂ'断面）である。図９は、非水電解質電池３０の外装材であるラミネートフィルム３１の構造を示す断面図である。
【００２７】
［電池素子］
積層電極体４０は、矩形状の正極４１と、矩形状の負極４２とがセパレータ４３を介して交互に積層された積層型電極構造を有している。正極４１および負極４２の表面には、図示しないゲル電解質層が設けられていても良い。
【００２８】
積層電極体４０からは、複数枚の正極４１からそれぞれ延出される正極タブ４１Ｃと、複数枚の負極４２からそれぞれ延出される負極タブ４２Ｃとが導出されている。複数枚重ねられた正極タブ４１Ｃは、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた正極タブ４１Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接正極等の方法により正極リード３２が接続されている。
【００２９】
また、正極４１と同様に、負極タブ４２Ｃは、複数枚重ねられた上で、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた負極タブ４２Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接正極等の方法により負極リード３３が接続されている。
【００３０】
［正極リード］
正極タブ４１Ｃと接続する正極リード３２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等からなる金属リード体を用いることができる。この発明の大容量の非水電解質電池３０では、大電流を取り出すために、従来に比して正極リード３２の幅を太く、厚みを厚く設定する。
【００３１】
図８に示す正極リード３２の幅ｗａは任意に設定可能であるが、正極リード３２および負極リード３３を同一辺から導出する場合には、正極４１の幅Ｗａの５０％未満とする必要がある。正極リード３２が、負極リード３３と接触しない位置に設ける必要があるためである。また、ラミネートフィルム３１の封止性と高電流充放電とを両立するために、正極リード３２の幅ｗａは正極４１の幅Ｗａの１５％以上４０％以下、すなわち０．１５≦ｗａ／Ｗａ≦０．４０とすることが好ましい。また、正極リード３２の幅ｗａは、大電流を取り出せるという点で、正極４１の幅Ｗａに対して３５％以上４０％以下、すなわち０．３５≦ｗａ／Ｗａ≦０．４０とすることがより好ましい。
【００３２】
正極リード３２の厚みは、１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード３２の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード３２の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード３２が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム３１の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【００３３】
なお、正極リード３２および負極リード３３の一部分には、ラミネートフィルム３１と正極リード３２および負極リード３３との接着性を向上させるための密着フィルムであるシーラント３４がそれぞれ設けられる。シーラント３４は、金属材料との接着性の高い樹脂材料により構成され、例えば正極リード３２および負極リード３３が上述した金属材料から構成される場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
【００３４】
シーラント３４の厚みは、７０μｍ以上１３０μｍ以下とすることが好ましい。７０μｍ未満では正極リード３２および負極リード３３とラミネートフィルム３１との接着性に劣り、１３０μｍを超えると熱融着時における溶融樹脂の流動量が多く、製造工程上好ましくない。
【００３５】
［負極リード］
負極タブ４２Ｃと接続する負極リード３３は、例えばニッケル（Ｎｉ）等からなる金属リード体を用いることができる。この発明の大容量の非水電解質電池３０では、大電流を取り出すために、従来に比して負極リード３３の幅を太く、厚みを厚く設定する。負極リード３３の幅は、後述する負極タブ４２Ｃの幅と略同等とすることが好ましい。
【００３６】
図８に示す負極リード３３の幅ｗｂは任意に設定可能であるが、正極リード３２および負極リード３３を同一辺から導出する場合には、負極４２の幅Ｗｂの５０％未満とする必要がある。負極リード３３が、正極リード３２と接触しない位置に設ける必要があるためである。また、ラミネートフィルム３１の封止性と高電流充放電とを両立するために、負極リード３３の幅ｗｂは負極４２の幅Ｗｂの１５％以上４０％以下、すなわち０．１５≦ｗｂ／Ｗｂ≦０．４０とすることが好ましい。また、負極リード３３の幅ｗｂは、大電流を取り出せるという点で、負極４２の幅Ｗｂに対して３５％以上４０％以下、すなわち０．３５≦ｗｂ／Ｗｂ≦０．４０とすることがより好ましい。
【００３７】
負極リード３３の厚みは、正極リード３２と同様に１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード３２の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード３２の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード３２が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム３１の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【００３８】
なお、正極リード３２の幅ｗａと負極リード３３の幅ｗｂは通常同等の幅ｗ（以下、正極リード３２幅ｗａおよび負極リード３３幅ｗｂが同等の場合には、正極リード３２幅ｗａおよび負極リード３３幅ｗｂを区別せずに電極リード幅ｗと適宜称する）とされる。そして、電極リード幅ｗは、正極４１の幅Ｗａと負極４２の幅Ｗｂが異なる場合には、正極４１の幅Ｗａと負極４２の幅Ｗｂのうち広い方の電極幅Ｗに対して１５％以上４０％以下、すなわち０．１５≦ｗ／Ｗ≦０．４０とすることが好ましい。さらに、電極タブ幅ｗは、大電流を取り出せるという点で、電極幅Ｗに対して３５％以上４０％以下、すなわち０．３５≦ｗ／Ｗ≦０．４０とすることがより好ましい。また、正極リード３２および負極リード３３を異なる辺から導出する場合には、大電流充放電の観点から電極タブ幅ｗは電極幅Ｗに対して５０％以上１００％以下であることが好ましい。
【００３９】
以下、正極４１および負極４２の構成について説明する。
【００４０】
［正極］
図６Ａに示すように、正極４１は、正極活物質を含有する正極活物質層４１Ｂが、正極集電体４１Ａの両面上に形成されてなる。正極集電体４１Ａとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔が用いられる。
【００４１】
正極集電体４１Ａは矩形状の主面部から延出する延出部を備えており、矩形状の主面部上に正極活物質層４１Ｂが形成される。正極集電体４１Ａが露出した状態の延出部は、正極リード３２を接続するための接続タブである正極タブ４１Ｃとしての機能を備える。正極タブ４１Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、正極リード３２および負極リード３３を同一辺から導出する場合には、正極タブ４１Ｃの幅は正極４１の幅の５０％未満とする必要がある。このような正極４１は、矩形状の正極集電体４１Ａの一辺に、正極集電体露出部を設けるようにして正極活物質層４１Ｂを形成し、不要な部分を切断することで得られる。
【００４２】
正極活物質層４１Ｂは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００４３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム含有化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。
【００４４】
リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉxＮｉＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-zＣｏzＯ2（ｚ＜１））、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉxＮｉ(1-v-w)ＣｏvＭｎwＯ2（ｖ＋ｗ＜１））、またはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）あるいはリチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉＭｎ2-tＮｉtＯ4（ｔ＜２））などが挙げられる。中でも、コバルトを含む複合酸化物が好ましい。高い容量が得られると共に、優れたサイクル特性も得られるからである。また、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4）あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物（ＬｉＦｅ1-uＭｎuＰＯ4（ｕ＜１））などが挙げられる。
【００４５】
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。例えば、ニッケルコバルト複合リチウム酸化物（ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2等）がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。
【００４６】
更にまた、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、上記リチウム含有化合物のいずれかより成る芯粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかより成る微粒子で被覆した複合粒子としてもよい。
【００４７】
この他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などの酸化物、二硫化鉄（ＦｅＳ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などの二硫化物、二セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）等のリチウムを含有しないカルコゲン化物（特に層状化合物やスピネル型化合物）、リチウムを含有するリチウム含有化合物、ならびに、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンあるいはポリピロールなどの導電性高分子も挙げられる。もちろん、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００４８】
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびこれらを主体とする共重合体等が用いられる。
【００４９】
［負極］
負極４２は、負極活物質を含有する負極活物質層が、負極集電体の両面上に形成されてなる。負極集電体としては、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔により構成されている。
【００５０】
負極集電体４２Ａは矩形状の主面部から延出する延出部を備えており、矩形状の主面部上に負極活物質層４２Ｂが形成される。負極集電体４２Ａが露出した状態の延出部は、負極リード３３を接続するための接続タブである負極タブ４２Ｃとしての機能を備える。負極タブ４２Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、正極リード３２および負極リード３３を同一辺から導出する場合には、負極タブ４２Ｃの幅は負極４２の幅の５０％未満とする必要がある。このような負極４２は、矩形状の負極集電体４２Ａの一辺に、負極集電体露出部を設けるようにして負極活物質層４２Ｂを形成し、不要な部分を切断することで得られる。
【００５１】
負極活物質層４２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。この際、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料における充電可能な容量は、正極の放電容量よりも大きくなっていることが好ましい。なお、結着剤および導電剤に関する詳細は、正極と同様である。
【００５２】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料が挙げられる。この炭素材料とは、例えば、易黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛などである。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭またはカーボンブラック類などがある。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂やフラン樹脂などを適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られ、さらに導電剤としても機能するので好ましい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状のいずれでもよい。
【００５３】
上述の炭素材料の他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として有する材料が挙げられる。高いエネルギー密度が得られるからである。このような負極材料は、金属元素または半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、この発明における「合金」には、２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含まれる。また、「合金」は、非金属元素を含んでいてもよい。この組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種以上が共存するものがある。
【００５４】
上記した金属元素または半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）などである。中でも、ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種が好ましく、ケイ素がより好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が大きいため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００５５】
ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００５６】
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００５７】
スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）または炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上記した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００５８】
特に、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１種を含む負極材料としては、例えば、スズ（Ｓｎ）を第１の構成元素とし、そのスズ（Ｓｎ）に加えて第２の構成元素と第３の構成元素とを含むものが好ましい。勿論、この負極材料を上記した負極材料と共に用いてもよい。第２の構成元素は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）およびケイ素（Ｓｉ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第３の構成元素は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第２の元素および第３の元素を含むことにより、サイクル特性が向上するからである。
【００５９】
中でも、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を構成元素として含み、炭素（Ｃ）の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、スズ（Ｓｎ）およびコバルト（Ｃｏ）の合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％以上７０質量％以下の範囲内であるＣｏＳｎＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られるからである。
【００６０】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて、さらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）またはビスマス（Ｂｉ）などが好ましく、それらの２種以上を含んでいてもよい。容量特性またはサイクル特性がさらに向上するからである。
【００６１】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素あるいは半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下は、スズ（Ｓｎ）などが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化が抑制されるからである。
【００６２】
また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物なども挙げられる。金属酸化物とは、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどであり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどである。
【００６３】
なお、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記の負極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００６４】
負極活物質層４２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。負極活物質層４２Ｂを気相法、液相法、溶射法若しくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成する場合には、負極活物質層４２Ｂと負極集電体４２Ａとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体４２Ａの構成元素が負極活物質層４２Ｂに拡散し、あるいは負極活物質層４２Ｂの構成元素が負極集電体４２Ａに拡散し、またはそれらの構成元素が互いに拡散し合っていることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層４２Ｂの膨張および収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層４２Ｂと負極集電体４２Ａとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。
【００６５】
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長(CVD; Chemical Vapor Deposition)法またはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
【００６６】
結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が用いられる。
【００６７】
［セパレータ］
セパレータ４３は、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の薄膜から構成されている。具体的には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料からなる多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の多孔質膜を含むものは、正極４１と負極４２との分離性に優れ、内部短絡や開回路電圧の低下をいっそう低減できるので好適である。の多孔質フィルムが最も有効である。
【００６８】
この発明の大容量の非水電解質電池において、セパレータの厚みは５μｍ以上４０μｍ以下が好適に使用可能であり、１０μｍ以上２５μｍ以下がより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。
【００６９】
［非水電解質電池の構成］
非水電解質電池３０は、上述の様な積層電極体４０が非水電解質とともにラミネートフィルム３１に封入されたものであり、積層電極体４０と電気的に接続された正極リード３２および負極リード３３がラミネートフィルム３１の封止部から電池外部に導出される。まず、非水電解質およびラミネートフィルム３１について説明する。
【００７０】
［非水電解質］
非水電解質は、非水溶媒に電解質塩が溶解されたものであり、積層電極体４０とともにラミネートフィルム３１内に封入される。非水電解質は、非水溶媒に電解質塩が溶解された非水電解液や、非水電解液をマトリクスポリマに取り込むことで形成されるポリマー電解質を用いることができる。
【００７１】
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属塩の１種あるいは２種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2ＳｉＦ6）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）あるいは臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）がより好ましい。非水電解質の抵抗が低下するからである。特に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）と一緒に四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）を用いるのが好ましい。高い効果が得られるからである。
【００７２】
非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ブチレン（ＢＣ）、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）、炭酸メチルプロピル（ＭＰＣ）、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。非水電解質を備えた、電池などの電気化学デバイスにおいて、優れた容量、サイクル特性および保存特性が得られるからである。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００７３】
中でも、溶媒としては、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。十分な効果が得られるからである。この場合には、特に、高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）である炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンと、低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）である炭酸ジメチル、炭酸ジエチルまたは炭酸エチルメチルとを混合して含むものを用いることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。
【００７４】
ポリマー電解質を用いる場合、マトリクスポリマとして、非水溶媒に相溶可能な性質を有する高分子材料を用いる。このようなマトリクスポリマとしては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が用いられる。また、フッ素系ポリマーとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを繰り返し単位に含む共重合体、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とトリフルオロエチレン（ＴＦＥ）とを繰り返し単位に含む共重合体等のポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００７５】
［ラミネートフィルム］
積層電極体４０を外装する外装材であるラミネートフィルム３１は、図９に示すように、金属箔からなる金属層３１ａの両面に樹脂層を設けた構成とされている。ラミネートフィルムの一般的な構成は、外側樹脂層３１ｂ／金属層３１ａ／内側樹脂層３１ｃの積層構造で表すことができ、内側樹脂層３１ｃが積層電極体４０に対向するように形成されている。外側樹脂層３１ｂおよび内側樹脂層３１ｃと、金属層３１ａとの間には、厚さ２μｍ以上７μｍ以下程度の接着層を設けても良い。外側樹脂層３１ｂおよび内側樹脂層３１ｃは、それぞれ複数層で構成されてもよい。
【００７６】
金属層３１ａを構成する金属材料としては、耐透湿性のバリア膜としての機能を備えていれば良く、アルミニウム（Ａｌ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔およびメッキを施した鉄（Ｆｅ）箔などを使用することができる。なかでも、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることが好ましい。特に、加工性の点から、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）、（ＪＩＳ  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ  Ａ１Ｎ３０−Ｏ）等を用いるのが好ましい。
【００７７】
金属層３１ａの厚みは、３０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。３０μｍ未満の場合、材料強度に劣ってしまう。また、１００μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、ラミネートフィルム３１の厚さが増してしまい、非水電解質電池の体積効率の低下につながってしまう。
【００７８】
内側樹脂層３１ｃは、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００７９】
内側樹脂層３１ｃの厚みは、２０μｍ以上９０μｍ以下とすることが好ましい。２０μｍ未満では接着性が低下するとともに、圧力緩衝作用が不十分となってしまい、短絡が発生しやすくなる。また、９０μｍを超えると、内側樹脂層３１ｃを通じて水分が浸入しやすくなっていまい、電池内部でのガス発生およびそれに伴う電池膨れ、ならびに電池特性の低下が生じるおそれがある。なお、内側樹脂層３１ｃの厚みは、積層電極体４０に外装前の状態における厚みである。積層電極体４０に対してラミネートフィルム３１を外装し、封止した後は、２層の内側樹脂層３１ｃが互いに融着されるため、内側樹脂層３１ｃの厚みは上記範囲から外れる場合もある。
【００８０】
外側樹脂層３１ｂとしては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００８１】
なお、内側樹脂層３１ｃ同士を熱融着により溶融させてラミネートフィルム３１を接着するため、外側樹脂層３１ｂは、内側樹脂層３１ｃよりも高い融点を有することが好ましい。熱融着時に内側樹脂層３１ｃのみを溶融させるためである。このため、外側樹脂層３１ｂは、内側樹脂層３１ｃとして選択された樹脂材料によって使用可能な材料を選択可能である。
【００８２】
外側樹脂層３１ｂの厚みは、２５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。２５μｍ未満では保護層としての機能に劣り、５０μｍを超えると非水電解質電池の体積効率の低下につながってしまう。
【００８３】
上述の様な積層電極体４０は、上述のラミネートフィルム３１にて外装される。このとき、正極タブ４１Ｃと接続された正極リード３２および負極タブ４２Ｃと接続された負極リード３３がラミネートフィルム３１の封止部から電池外部に導出される。図５Ｂに示されるように、ラミネートフィルム３１には、予め深絞り加工により形成された電極体収納部３６が設けられている。積層電極体４０は、電極体収納部３６に収納される。
【００８４】
この発明では、積層電極体４０の周辺部をヒータヘッドによって加熱することにより、積層電極体４０を両面から覆うラミネートフィルム３１同士を熱融着させて封止する。特に、リード導出辺においては、正極リード３２および負極リード３３を避ける形状に切り欠きが設けられたヒータヘッドによってラミネートフィルム３１を熱融着することが好ましい。正極リード３２および負極リード３３にかかる負荷を小さくして電池を作製することができるためである。この方法により、電池作製時のショートを防ぐことができる。
【００８５】
この発明の非水電解質電池３０は、熱融着によるラミネートフィルム３１の封止後におけるリード導出部の厚みを制御することにより、高い安全性および電池特性を備えている。
【００８６】
図８に、この発明の非水電解質電池のリード導出辺における断面図（図５Ａのｂ−ｂ'断面）を示す。正極リード３２と負極リード３３には、正極リード３２および負極リード３３とラミネートフィルム３１の内側樹脂層３１ｃとの接着性をよくするために、シーラント３４が被覆されている。しかしながら、シーラント３４は熱融着時に溶融して内側樹脂層３１ｃと一体化するため、図８Ｂの熱融着部の断面図においては図示しない。
【００８７】
ここで、ラミネートフィルム３１の厚さをｔ、ラミネートフィルム３１の内側樹脂層３１ｃの厚さをｐ、シーラント３４の厚さをＳ、正極リード３２および負極リード３３の厚さをＬとすると、リード導出部における熱融着前の厚さは（ｔ×２＋Ｓ×２＋Ｌ）で表すことができる。ここで、ラミネートフィルム３１の内面樹脂層とは、ラミネートフィルム３１の金属層３１ａよりも電池内面側にある層の厚みであり、例えば熱融着前の内側樹脂層３１ｃの総厚を示す。また、金属層３１ａと内側樹脂層３１ｃとの間に接着層を設ける場合には、内側樹脂層３１ｃの厚みと接着層の厚みの合計の厚みとする。
【００８８】
そして、第１の実施の形態の非水電解質電池において、正極リード３２または負極リード３３導出部における熱融着部の厚さＴは、
ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ  ＜  Ｔ  ＜  ｔ×２−５＋Ｌ
を満たす関係にある。また、好ましくは、
ｔ×２−ｐ×２＋１０＋Ｌ  ＜  Ｔ  ＜  ｔ×２−１０＋Ｌ
を満たす関係にある。
【００８９】
リード導出部は熱融着時にヒータヘッドで加熱・加圧され、内側樹脂層３１ｃの溶融樹脂が非加圧部に流れるため、熱融着後において熱融着部の厚さＴはもとの厚さ（ラミネートフィルム２枚重ねた厚さ＋シーラント２枚分の厚さ＋リードの厚さ）よりも小さくなる。ただし、熱融着時にあまりにも強力な圧力をかけると溶融樹脂の流動量が多く、熱融着を行う樹脂が不足してしまい、封止性が損なわれて水分浸入する。この場合、水が電池内部で還元されてガス発生し、電池が膨らむ。また、金属層３１ａと正極リード３２および負極リード３３間において絶縁性を有する樹脂が不足すると、金属層３１ａと正極リード３２または負極リード３３、もしくは正極リード３２および負極リード３３の短絡が生じるおそれがある。
【００９０】
熱融着後における熱融着部の厚さＴが（ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ）μｍより大、すなわちラミネートフィルム３１の金属層３１ａと、正極リード３２および負極リード３３との間の樹脂層の厚さが５μｍより大であれば融着に関わる樹脂が不足せず、水分の浸入を十分に抑えるとともに、短絡を抑制することができる。
【００９１】
また、熱融着後における熱融着部の厚さＴが（ｔ×２−５＋Ｌ）μｍより小、すなわちラミネートフィルム３１の金属層３１ａと、正極リード３２および負極リード３３との間の樹脂層の厚さが、熱融着前の内側樹脂層３１ｃの厚さと比較して５μｍ以上の減少であればラミネートフィルム３１同士の封止性が高く、水分浸入を抑制して高いサイクル特性を維持することができる。なお、シーラント３４は、溶融してほとんどの樹脂が流動してしまう。
【００９２】
熱融着後における熱融着部の厚さＴが（ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ）μｍ以下の場合、熱
融着が十分になされず、電池内部に水分が浸入するおそれがある。また、例えば正極リード３２および負極リード３３のいずれかの切断面にバリがあった場合には、内面樹脂層を突き破って、バリとラミネートフィルム３１の金属層３１ａとが短絡するおそれがある。また、熱融着部の厚さＴが（ｔ×２−５＋Ｌ）μｍ以上の場合、十分に樹脂の溶融および内側樹脂層３１ｃの同士の封止が行われていない可能性がある。この場合、電池内部に水分が浸入するおそれがある。また、封止が十分に行われた場合であっても、熱融着後の内面樹脂層の厚みが厚い場合、水分の浸入経路断面積が大きく、電池内部に水分が浸入しやすくなってしまう。
【００９３】
なお、ラミネートフィルム３１の熱融着部は、内側樹脂層３１ｃとシーラント３４とが互いに溶融して一体となった内面樹脂層が形成されている。内面樹脂層は、熱融着部において金属層３１ａ同士の間、ならびに、正極リード３２および負極リード３３と金属層３１ａとの間に形成されている。熱融着部の内面樹脂層の総厚は、熱融着前の内側樹脂層３１ｃとシーラント３４の合計の厚さと比較して５％以上２５％以下であることが好ましい。すなわち、ラミネートフィルム３１の熱融着前の内側樹脂層３１ｃの厚さをｐ、シーラント３４の厚さをＳとし、ラミネートフィルム３１の熱融着後における熱融着部の内面樹脂層の総厚をＰとした場合、下記の式を満たすことが好ましい。
０．０５≦Ｐ／（ｐ＋Ｓ）×２≦０．２５
なお、熱融着部の内面樹脂層の総厚Ｐとは、熱融着部の厚みｔから、正極リード３２または負極リード３３の厚さＬ、ラミネートフィルム３１の金属層３１ａおよび外側樹脂層３１ｂの厚さを引いたものである。
【００９４】
以上のように、熱融着後における正極リード３２導出部分または負極タブ４２Ｃ導出部分の熱融着部の厚さＴを調整することにより、水分浸入経路となる内面樹脂層において高い封止性と水分浸入量の減少を両立することができる。
【００９５】
（１−２）非水電解質電池の製造方法
上述のような非水電解質電池は、以下のような工程で作製することができる。
【００９６】
［正極の作製］
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体４１Ａの両面に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層４１Ｂを形成し、正極シートとする。この正極シートを所定の寸法に切断し、正極４１を作製する。このとき、正極集電体４１Ａの一部を露出するようにして正極活物質層４１Ｂを形成する。そして、正極タブ４１Ｃを形成するために、正極集電体露出部の不要な部分を切断する。これにより、正極タブ４１Ｃが一体に形成された正極４１が得られる。
【００９７】
［負極の作製］
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。続いて、この負極合剤スラリーを負極集電体４２Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層４２Ｂを形成し、負極シートとする。この負極シートを所定の寸法に切断し、負極４２を作製する。このとき、負極集電体４２Ａの一部を露出するようにして負極活物質層４２Ｂを形成する。そして、負極タブ４２Ｃを形成するために、負極集電体露出部の不要な部分を切断する。これにより、負極タブ４２Ｃが一体に形成された負極４２が得られる。
【００９８】
［積層工程］
次いで、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、正極４１と負極４２とを、つづら折りにしたセパレータ４３間に交互に挿入し、例えば、セパレータ４３、負極４２、セパレータ４３、正極４１、セパレータ４３、負極４２・・・セパレータ４３、負極４２、セパレータ４３となるように重ね合わせて所定数の正極４１および負極４２を積層する。続いて、正極４１、負極４２およびセパレータ４３が密着するように押圧した状態で固定し、積層電極体４０を作製する。固定には、接着テープ等の固定部材３５を用いる。固定部材３５は、図５Ｂに示すように、例えば積層電極体４０の両サイド部およびボトム部に設ける。
【００９９】
なお、ゲル電解質を用いる場合は、正極４１および負極４２の両面にゲル電解質層を形成した後、セパレータ４３を介して積層する。
【０１００】
また、他のゲル電解質形成方法として、予めセパレータ４３の両面にマトリクスポリマを付着させておく方法がある。この場合、ラミネートフィルム３１で外装後、非水電解液を注液して封止するとともに、電池外部から加圧・加熱することにより、非水電解液をマトリクスポリマに保持させてゲル電解質を形成することができる。
【０１０１】
次に、複数枚の正極タブ４１Ｃおよび複数枚の負極タブ４２Ｃを断面Ｕ字状となるように折り曲げる。電極タブは、例えば下記のようにして折り曲げられる。
【０１０２】
［第１のタブＵ字曲げ工程］
積層した正極４１から引き出された複数の正極タブ４１Ｃおよび積層した負極４２から引き出された複数の負極タブ４２Ｃを、断面略Ｕ字形状となるように折り曲げる。第１のＵ字曲げ工程は、予め正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃに最適なＵ字曲げ形状を持たせるための工程である。予め最適なＵ字曲げ形状を持たせることにより、後に正極リード３２および負極リード３３と接続後の正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃを折り曲げてＵ字曲げ部を形成する際に正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃに引張り応力などのストレスがかからないようにすることができる。
【０１０３】
図１０は、負極タブ４２Ｃの第１のＵ字曲げ工程を説明する側面図である。図１０においては、負極タブ４２Ｃについて行われる各工程を説明する。なお、正極集電体４１Ａについても同様にして第１のＵ字曲げ工程が行われる。
【０１０４】
まず、図１０Ａに示すように、Ｕ字曲げ用薄板５１を有するワークセット台５０ａの上部に積層電極体を配設する。Ｕ字曲げ用薄板５１は、積層電極体４０の厚みよりもやや小さい分だけ、具体的には、少なくとも複数の負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の総厚分小さい分だけ、ワークセット台５０ａから突出するように設置されている。このような構成とすることにより、負極タブ４２Ｃ4の曲げ外周側が積層電極体４０の厚みの範囲内に位置するため、非水電解質電池３０の厚みの増大や外観不良が生じるのを防止することができる。
【０１０５】
続いて、図１０Ｂに示すように、積層電極体４０を下降させるか、もしくはワークセット台５０ａを上昇させる。このとき、積層電極体４０とＵ字曲げ用薄板５１との間隙が小さいほど非水電解質電池３０のスペース効率が向上するため、例えば積層電極体４０とＵ字曲げ用薄板５１との間隙が徐々に小さくなるようにする。
【０１０６】
図１０Ｃに示すように、積層電極体４０がワークセット台５０ａ上に載置され、負極タブ４２Ｃに曲げ部を形成した後、図１０Ｄおよび図１０Ｅに示すようにローラ５２を下降させて負極タブ４２ＣがＵ字形状に折り曲げられる。
【０１０７】
Ｕ字曲げ用薄板５１は、厚みが１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ程度が好ましい。Ｕ字曲げ用薄板５１には、このような薄さでも複数の正極タブ４１Ｃまたは負極タブ４２Ｃに曲げ形状を形成するために必要な強度を有する材料を用いることができる。Ｕ字曲げ用薄板５１に必要な強度は、正極４１および負極４２の積層枚数や、正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃに用いる材料の硬度等によって変わる。Ｕ字曲げ用薄板５１が薄いほど、曲げ最内周の負極タブ４２Ｃ1の曲率を小さくすることができ、負極タブ４２Ｃの折り曲げに必要なスペースを小さくすることができるため好ましい。Ｕ字曲げ用薄板５１としては、例えばステンレス（ＳＵＳ）、強化プラスティック材およびめっきを施した鋼材などを用いることができる。
【０１０８】
［集電体露出部切断工程］
次に、Ｕ字曲げ部を形成した負極タブ４２Ｃの先端を切り揃える。集電体露出部切断工程では、予め最適な形状を有するＵ字曲げ部を形成し、そのＵ字曲げ形状に合わせて正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃの余剰分を切断する。図１１は、負極タブ４２Ｃの切断工程を説明する側面図である。なお、正極タブ４１Ｃについても同様にして集電体露出部切断工程が行われる。
【０１０９】
図１１Ａに示すように、第１のＵ字曲げ工程においてＵ字曲げ部が形成された積層電極体４０の上面と底面を反転させ、集電体たるみ用逃げ部５３を有するワークセット台５０ｂ上に積層電極体４０を固定する。
【０１１０】
次に、図１１Ｂに示すように、Ｕ字曲げ部が形成された負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4のＵ字曲げ部から先端に至る先端部分がワークセット台５０ｂに沿って略Ｌ字形状となるように先端部分を変形させる。このとき、再度Ｕ字曲げ部を形成するために必要な形状を維持することにより、曲げ外周側の負極タブ４２Ｃ4ほど大きなたるみが生じる。このようなたるみがワークセット台５０ｂの集電体たるみ用逃げ部５３に入り込むことにより、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4をストレスなく変形させることができる。なお、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の先端部分を固定した状態で負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4を変形させるようにしてもよい。
【０１１１】
続いて、図１１Ｃに示すように、集電体押さえ５４にて負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4をワークセット台５０ｂに押さえつけた後、図１１Ｄおよび図１１Ｅに示すように、例えば集電体押さえ５４に沿うように設けられた切断用刃５５で負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の先端を切り揃える。負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の切断箇所は、後に再度Ｕ字曲げを行った際に負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の先端が積層電極体４０の厚みの範囲内に位置するように、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の先端の余剰分を少なくとも切断するようにする。
【０１１２】
［タブ接続工程］
続いて、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と、負極リード３３との接続を行う。タブ接続工程では、第１のＵ字曲げ工程で形成した最適なＵ字曲げ形状を維持しながら正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃと、正極リード３２および負極リード３３を接続する。これにより、正極タブ４１Ｃおよび正極リード３２と、負極タブ４２Ｃおよび負極リード３３が電気的に接続される。図１２は、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と、負極リード３３との接続工程を説明する側面図である。なお、図示はしないが、負極リード３３にはあらかじめシーラント３４が設けられているものとする。正極タブ４１Ｃと正極リード３２についても同様にして接続工程が行われる。
【０１１３】
図１２Ａに示すように、電極端子切断工程において負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の先端余剰分を切断した積層電極体４０の上面と底面を再度反転させる。次に、図１２Ｂに示すように、集電体形成維持用板５６を有するワークセット台５０ｃ上に積層電極体４０を固定する。負極タブ４２Ｃ1の曲げ内周側には集電体形成維持用板５６の先端が位置しており、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の曲げ形状を維持するとともに、接続装置から発生する例えば超音波振動などの外的要因による影響を防止する。
【０１１４】
続いて、図１２Ｃに示すように、例えば超音波溶着により負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と負極リード３３とを接続する。超音波溶着には、例えば、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の下部に備えられたアンビル５７ａと、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4の上部に備えられたホーン５７ｂが用いられる。アンビル５７ａには予め負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4がセットされ、ホーン５７ｂが下降してアンビル５７ａとホーン５７ｂとで負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4および負極リード３３が挟持される。そして、アンビル５７ａとホーン５７ｂとにより、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4および負極リード３３に超音波振動が与えられる。これにより、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4および負極リード３３が互いに接続される。
【０１１５】
なお、タブ接続工程においては、図１２Ｃを参照して上述した内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード３３を負極タブ４２Ｃに接続するとよい。なお、内周側曲げしろＲｉは、正極リード３２および負極リード３３の厚み以上とする。
【０１１６】
次に、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と接続した負極リード３３を所定の形状に折り曲げる。図１３Ａ〜図１３Ｃは、負極リード３３のタブ折り曲げ工程を説明する側面図である。また、正極タブ４１Ｃと正極リード３２についても同様にしてタブ折り曲げ工程が行われる。
【０１１７】
図１３Ａに示すように、接続工程において負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と負極リード３３とが接続された積層電極体４０の上面と底面を再度反転させて、集電体たるみ用逃げ部５３を有するワークセット台５０ｄ上に積層電極体４０を固定する。負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と負極リード３３との接続部分は、タブ折り曲げ台５８ａ上に載置する。
【０１１８】
続いて、図１３Ｂに示すように、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4と負極リード３３との接続部分をブロック５８ｂにて押さえ、図１３Ｃに示すようにローラ５９を降下させることにより、タブ折り曲げ台５８ａおよびブロック５８ｂから突出した負極リード３３を折り曲げる。
【０１１９】
［第２のタブＵ字曲げ工程］
続いて、図１３Ｄに示すように、積層電極体４０と、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4とを押さえるブロック５８ｂとの間に介在するようにＵ字曲げ用薄板５１を配置する。続いて、図１３Ｅに示すように、負極タブ４２Ｃ1〜負極タブ４２Ｃ4を図１０に示す第１のＵ字曲げ工程で形成したＵ字曲げ形状に沿って９０°折り曲げ、積層電極体４０を作製する。このとき、上述したように、図１２Ｃのように内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード３３と負極タブ４２Ｃとを接続しておく。これにより、第２のタブＵ字曲げ工程において、負極リード３３が積層された正極４１および負極４２に当接することなく負極タブ４２Ｃを電極面と略垂直の方向にまで折り曲げることができる。
【０１２０】
このとき、負極リード３３は予め熱溶着されたシーラント３４と一緒に折り曲げるのが好ましい。負極リード３３の折り曲げ部をシーラント３４が被覆することになり、負極リード３３とラミネートフィルム３１とが直接接触しない構造とすることができる。この構造により、長期的な振動、衝撃などによるラミネートフィルム３１内部の樹脂層と負極リード３３との擦れ、ラミネートフィルム３１の破損、ラミネートフィルム３１の金属層との短絡の危険性を大幅に低減することができる。このようにして、積層電極体４０が作製される。
【０１２１】
［外装工程］
このあと、作製した積層電極体４０をラミネートフィルム３１で外装し、サイド部の一方と、ボトム部をヒータヘッドで加熱して熱融着する。また、正極リード３２および負極リード３３が導出されたトップ部も、切り欠きを有するヒータヘッドで加熱して熱融着する。このとき、正極リード３２または負極リード３３導出部における熱融着部の厚さＴが、（ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ＜Ｔ＜ｔ×２−５＋Ｌ）を満たすように熱融着条件を調整する。調整する熱融着条件としては、ヒータヘッドの温度、圧力および加圧時間が挙げられる。
【０１２２】
続いて、熱融着していない他のサイド部の開口から、非水電解液を注液する。正極４１および負極４２の両面に予めゲル電解質層を形成している場合には、非水電解液の注液を必要に応じて行う。最後に、注液を行ったサイド部のラミネートフィルム３１を熱融着し、積層電極体４０をラミネートフィルム３１内に封止する。マトリクスポリマを付着させたセパレータ４３を用いた場合には、この後、ラミネートフィルム３１の外部から、積層電極体４０を加圧するとともに加熱し、非水電解液をマトリクスポリマに保持させてゲル電解質を形成する。
【０１２３】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる構成の積層電極体４０を用いた例を説明する。積層電極体４０の構成以外は実施例１と同様であるため、第２の実施の形態では積層電極体４０の構成についてのみ説明する。
【０１２４】
［電池素子］
第２の実施の形態における正極４１および負極４２は、第１の実施の形態と同様の構成とされる。
【０１２５】
積層電極体４０は、略矩形状の正極４１と、正極４１と対向して配された略矩形状の負極４２とが、略矩形状のセパレータ４３を介して順に積層された構成である。具体的には、負極４２、セパレータ４３、正極４１、セパレータ４３・・・セパレータ４３、負極４２を介して交互に積層された積層型電極構造を有しており、例えば図示しないゲル電解質層が正極４１および負極４２の両面に形成されていてもよい。
【０１２６】
また、積層電極体４０からは、複数枚の正極４１とそれぞれ電気的に接続された正極端子としての正極タブ４１Ｃと、複数枚の負極４２とそれぞれ電気的に接続された負極端子としての負極タブ４２Ｃとが引き出されている。複数枚の正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃには、それぞれ正極リード３２および負極リード３３が抵抗溶接、超音波溶着等により接続されている。さらに、複数枚重ねた正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃの断面が略Ｕ字形状となるように折り曲げられて構成されている。正極タブ４１Ｃおよび負極タブ４２Ｃは、曲げ部分において適切なたるみを持った状態でＵ字形状に折り曲げられる。
【０１２７】
積層電極体４０としては、上述の様な積層構造を有するようにしてもよい。
【０１２８】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、上述の非水電解質電池３０を用いたバッテリユニットおよびバッテリユニットが組み合わされたバッテリモジュールについて説明する。なお、第３の実施の形態では、第１の実施の形態の他の例として、正極リード３２と負極リード３３とが異なる辺から導出された非水電解質電池３０を用いた場合について説明する。
【０１２９】
［バッテリユニット］
図１４は、この発明を適用したバッテリユニットの構成例を示す斜視図である。図１４Ａおよび図１４Ｂには、それぞれ異なる側から見たバッテリユニット１００が示されており、図１４Ａに主に示されている側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１４Ｂに主に示されている側をバッテリユニット１００の背面側とする。図１４に示すように、バッテリユニット１００は、非水電解質電池３０−１および３０−２、ブラケット１１０、並びに、バスバー１２０−１および１２０−２を備えて構成される。非水電解質電池３０−１および３０−２は上述した第１〜第２の実施形態のいずれかの構成を採用した二次電池である。
【０１３０】
ブラケット１１０は、非水電解質電池３０−１および３０−２の強度を確保するための支持具であり、ブラケット１１０の正面側に非水電解質電池３０−１が装着され、ブラケット１１０の背面側に非水電解質電池３０−２が装着される。なお、ブラケット１１０は、正面側および背面側のどちらから見ても、ほぼ同じ形状をしているが、下側の一方の角部分に面取り部１１１が形成されており、面取り部１１１が右下に見える側を正面側とし、面取り部１１１が左下に見える側を背面側とする。
【０１３１】
バスバー１２０−１および１２０−２は、略Ｌ字形状をした金属の部材であり、非水電解質電池３０−１および３０−２のタブに接続される接続部分がブラケット１１０の側面側に配置され、バッテリユニット１００の外部と接続されるターミナルがブラケット１１０の上面に配置されるように、ブラケット１１０の両側面にそれぞれ装着される。
【０１３２】
図１５は、バッテリユニット１００が分解された状態を示す斜視図である。図１５の上側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１５の下側をバッテリユニット１００の背面側とする。以下、非水電解質電池３０−１において内部に積層電極体４０が収容された凸状部分を電池本体３０−１Ａと称する。同様に、非水電解質電池３０−２において内部に電池素子が収容された凸状部分を電池本体３０−２Ａと称する。
【０１３３】
そして、非水電解質電池３０−１および３０−２は、凸形状となっている電池本体３０−１Ａおよび３０−２Ａ側を互いに向い合せた状態で、ブラケット１１０に装着される。つまり、非水電解質電池３０−１は正極リード３２−１および負極リード３３−１が設けられる面が正面側を向き、非水電解質電池３０−２は正極リード３２−２および負極リード３３−２が設けられる面が背面側を向くように、ブラケット１１０に装着される。
【０１３４】
ブラケット１１０は、外周壁１１２およびリブ部１１３を有している。外周壁１１２は、非水電解質電池３０−１および３０−２の電池本体３０−１Ａおよび３０−２Ａの外周よりも若干広く、即ち、非水電解質電池３０−１および３０−２が装着された状態で電池本体３０−１Ａおよび３０−２Ａを囲うように形成される。リブ部１１３は、外周壁１１２の内側の側面に外周壁１１２の厚み方向の中央部分から内側に向かって伸びるように形成される。
【０１３５】
図１５の構成例では、非水電解質電池３０−１および３０−２が、ブラケット１１０の正面側および背面側から外周壁１１２内に挿入され、両面に粘着性を有する両面テープ１３０−１および１３０−２により、ブラケット１１０のリブ部１１３の両面に貼着される。両面テープ１３０−１および１３０−２は、非水電解質電池３０−１および３０−２の外周端に沿った所定の幅の略ロ字形状をしており、ブラケット１１０のリブ部１１３は、両面テープ１３０−１および１３０−２が貼着する面積だけ設けられていればよい。
【０１３６】
このように、リブ部１１３は、非水電解質電池３０−１および３０−２の外周端に沿った所定の幅だけ、外周壁１１２の内側の側面から内側に向かって伸びるように形成されており、リブ部１１３よりも内側は、開口部となっている。従って、ブラケット１１０の正面側から両面テープ１３０−１によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池３０−１と、ブラケット１１０の背面側から両面テープ１３０−２によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池３０−２との間では、この開口部によって隙間が生じている。
【０１３７】
即ち、ブラケット１１０の中央部分に開口部が形成されていることで、非水電解質電池３０−１および３０−２は、リブ部１１３の厚みと両面テープ１３０−１および１３０−２の厚みとを合計した寸法の隙間を有してブラケット１１０に装着される。例えば、非水電解質電池３０−１および３０−２には、充放電やガスの発生などにより多少の膨らみが生じることがあるが、この開口部により設けられる間隙が、非水電解質電池３０−１および３０−２の膨らみを逃がす空間となる。従って、非水電解質電池３０−１および３０−２が膨らんだ部分によってバッテリユニット１００全体の厚みが増加するなどの影響を排除することができる。
【０１３８】
また、非水電解質電池３０−１および３０−２をリブ部１１３に接着する際に、接着面積が広い場合にはかなりの圧力が必要となるが、リブ部１１３の接着面を外周端に限定することにより、効率よく圧力をかけて、容易に接着することができる。これにより、製造時に非水電解質電池３０−１および３０−２にかかるストレスを軽減することができる。
【０１３９】
図１５に示すように、１つのブラケット１１０に２つの非水電解質電池３０−１および３０−２を取り付けることにより、例えば、１つのブラケットに１つの二次電池を取り付ける場合よりも、ブラケット１１０の厚みと空間を削減することができる。これにより、エネルギー密度を向上させることができる。
【０１４０】
また、バッテリユニット１００の厚み方向の剛性を、２枚の非水電解質電池３０−１および３０−２を貼り合わせる相乗効果により得られるため、ブラケット１１０のリブ部１１３を薄肉化することができる。即ち、例えば、リブ部１１３の厚みを１ｍｍ以下（樹脂成型の限界の厚み程度）にしても、非水電解質電池３０−１および３０−２をリブ部１１３の両側から貼り合わせることで、バッテリユニット１００全体として十分な剛性を得ることができる。そして、リブ部１１３の厚みを薄くすることにより、バッテリユニット１００の厚みが薄くなり容積が縮小することになる結果、バッテリユニット１００のエネルギー密度を向上させることができる。
【０１４１】
また、バッテリユニット１００は、外的なストレスに対する耐性を高めるため、非水電解質電池３０−１および３０−２の外周面（両側面および上下面）が、ブラケット１１０の外周壁１１２の内周面と接触しない構造とし、非水電解質電池３０−１および３０−２が有する広い面でリブ部１１３に貼り合わされる構造となっている。
【０１４２】
このような構成により、エネルギー密度が高く、かつ、外的なストレスに強いバッテリユニット１００を実現することができる。
【０１４３】
［バッテリモジュール］
次に、図１６〜１８を参照して、バッテリユニット１００が組み合わされたバッテリモジュール２００の構成例について説明する。バッテリモジュール２００は、モジュールケース２１０、ゴムシート部２２０、電池部２３０、電池カバー２４０、固定シート部２５０、電気パーツ部２６０、およびボックスカバー２７０を備えて構成されている。
【０１４４】
モジュールケース２１０は、バッテリユニット１００を収納して使用機器に搭載するためのケースであり、図１６の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が収納可能なサイズとされている。
【０１４５】
ゴムシート部２２０は、バッテリユニット１００の底面に敷かれて、衝撃などを緩和するためのシートである。ゴムシート部２２０では、３個のバッテリユニット１００ごとに１枚のゴムシートが設けられ、２４個のバッテリユニット１００に対応するために８枚のゴムシートが用意される。
【０１４６】
電池部２３０は、図１６の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が組み合わされて構成されている。また、電池部２３０では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続されて並列ブロック２３１を構成し、８個の並列ブロック２３１が直列に接続される接続構成となっている。
【０１４７】
電池カバー２４０は、電池部２３０を固定するためのカバーであり、非水電解質電池３０のバスバー１２０に対応した開口部が設けられている。
【０１４８】
固定シート部２５０は、電池カバー２４０の上面に配置され、ボックスカバー２７０がモジュールケース２１０に固定されたときに、電池カバー２４０およびボックスカバー２７０に密着して固定するシートである。
【０１４９】
電気パーツ部２６０は、バッテリユニット１００の充放電を制御する充放電制御回路などの電気的な部品を有する。充放電制御回路は、例えば、電池部２３０において２本の列をなすバスバー１２０の間の空間に配置される。
【０１５０】
ボックスカバー２７０は、モジュールケース２１０に各部が収納された後に、モジュールケース２１０を閉鎖するためのカバーである。
【０１５１】
ここで、バッテリモジュール２００では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続された並列ブロック２３１が直列に接続されて電池部２３０が構成されており、この直列の接続が、電気パーツ部２６０が有する金属板材で行われる。従って、電池部２３０では、並列ブロック２３１ごとに端子の向きが交互になるように、即ち、隣り合う並列ブロック２３１どうしでプラスの端子とマイナスの端子とが並ぶように、並列ブロック２３１がそれぞれ配置される。そこで、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロック２３１で同極の端子が並ぶことを回避させるような工夫が必要である。
【０１５２】
例えば、図１７に示すように、バッテリユニット１００−１〜１００−３により構成される並列ブロック２３１−１と、バッテリユニット１００−４〜１００−６により構成される並列ブロック２３１−２とでは、プラスの端子とマイナスの端子とが隣り合うような配置で、モジュールケース２１０に収納される。このような配置となるように規制するために、バッテリユニット１００のブラケット１１０の下側の一方の角部分に形成されている面取り部１１１が利用される。
【０１５３】
例えば、図１８および図１９に示すように、並列ブロック２３１では、バッテリユニット１００−１〜１００−３は、それぞれの面取り部１１１−１〜１１１−３が同じ向きとなるように組み合わされており、面取り領域２８０を形成する。そして、モジュールケース２１０には、面取り領域２８０の傾斜に応じた傾斜部２９０が形成されており、傾斜部２９０は、非水電解質電池３０の３個分の厚みに応じた長さで、交互に配置されている。
【０１５４】
このように、並列ブロック２３１の面取り領域２８０と、モジュールケース２１０の傾斜部２９０とにより、並列ブロック２３１を間違った向きでモジュールケース２１０に収納しようとした場合には、並列ブロック２３１の底側の角部がモジュールケース２１０の傾斜部２９０に当接することになる。この場合、並列ブロック２３１がモジュールケース２１０の底面から浮き上がった状態となるため、並列ブロック２３１がモジュールケース２１０に完全に収納されなくなる。これにより、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロック２３１で同極の端子が隣り合って並ぶことが回避される。
【０１５５】
このようにしてこの発明に係る非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリモジュールが構成されている。なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１５６】
なお、この発明の非水電解質電池３０および非水電解質電池３０を組み合わせたバッテリモジュール２００は、電動工具、電気自動車やハイブリッド電気自動車および電動アシスト自転車、ならびに住宅もしくはビル等に用いる蓄電システム等に用いることができる。
【実施例】
【０１５７】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１５８】
［実施例１］
実施例１では、正極リードおよび負極リードの導出部における熱融着後の厚みを変化させて非水電解質二次電池を作製し、電池特性を確認した。
【０１５９】
＜実施例１−１＞
［正極の作製］
正極活物質としてリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）９５質量部と、導電剤としてグラファイト２質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）３質量部とを均一に混合した混合材料を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて正極合剤スラリーを得た。次に、得られた正極合剤スラリーを、厚み１５μｍのアルミニウム（Ａｌ）箔上の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮成型して片面当たり４０μｍの正極活物質層を形成した。なお、正極活物質層形成時には、帯状に連続する正極集電体上に、正極集電体の長手方向の一辺が露出するようにして正極合剤スラリーを塗布した。続いて、正極活物質層が形成された帯状に連続する正極集電体を、短手方向に平行に、幅１０５ｍｍとなるように切断し、正極シートを形成した。そして、正極集電体露出部が幅４０ｍｍの正極タブとなるように切断し、正極とした。なお、正極タブが正極の中心部からずれるようにして形成した。
【０１６０】
［負極の作製］
負極活物質として黒鉛９５質量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５質量部とを均一に混合した混合材料を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて負極合剤スラリーを得た。次に、得られた負極合剤スラリーを、負極集電体となる厚み８μｍの銅箔上の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮成型して片面当たり４０μｍの負極活物質層を形成した。なお、負極活物質層形成時には、帯状に連続する負極集電体上に、負極集電体の長手方向の一辺が露出するようにして負極合剤スラリーを塗布した。続いて、負極活物質層が形成された帯状に連続する正極集電体を、短手方向に平行に、幅１０５ｍｍとなるように切断し、負極シートを形成した。そして、負極集電体露出部が幅４０ｍｍの負極タブとなるように切断し、負極とした。なお、負極タブが負極の中心部からずれるようにして形成した。
【０１６１】
［電池素子の作製］
上述の様にして作製した正極および負極を、つづら形状に折り曲げられたセパレータを介して交互に積層し、正極および負極がセパレータを介して積層されるようにした。このとき、正極タブ同士、負極タブ同士がそれぞれ重なるようにして積層した。セパレータは、両面にポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）粉末を塗布した厚さ１６μｍのポリエチレン微多孔膜を用いた。また、セパレータは、正極リードおよび負極リードの半分以上を覆わないサイズとした。
【０１６２】
続いて、正極、負極およびセパレータがずれないように保護テープで固定した後、積層した全ての正極の正極タブを重ねて抵抗溶接により接続した。そして、正極タブ先端部の余った部分を切断した後、正極タブと、厚さＬが２００μｍ、幅Ｗが４０ｍｍのアルミニウム片からなる正極リードとを接続した。また、同様にして積層した全ての負極の負極タブを重ねて接続し、負極タブ先端部の余った部分を切断した後、負極タブと、厚さＬが２００μｍ、幅Ｗが４０ｍｍのニッケル片からなる負極リードとを接続した。これにより、正極リードおよび負極リードが接続された電池素子を作製した。正極リードおよび負極リードの外装材と対向する部分には、厚さＳが１００μｍ、幅４７ｍｍの変性ポリプロピレンからなるシーラント３４を、正極リードおよび負極リードの両面にそれぞれ貼り付けた。
【０１６３】
［非水電解質二次電池の作製］
非水電解質二次電池の外装材として、厚さｔが１０５μｍのラミネートフィルムを用いた。ラミネートフィルムの構造は、外側樹脂層としてナイロン層、アルミニウム層および内側樹脂層としてＣＰＰ層が積層されたものとした。また、ラミネートフィルムの各層の厚みは、ナイロン層／接着層／アルミニウム層／接着層／ＣＰＰ層＝２５μｍ／６．５μｍ／４０μｍ／３．５μｍ／３０μｍとした。なお、この厚さｔが１０５μｍのラミネートフィルムにおいて、内面樹脂層の厚さｐは、接着層とＣＰＰ層の厚みの合計である３３．５μｍとなった。
【０１６４】
なお、上述のようなラミネートフィルムを用いた場合、ＣＰＰと、アルミニウム層およびＣＰＰ層間の接着剤と、シーラント３４の全てが溶融して流れたときのリード導出部における熱融着部の厚さは３４３μｍとなる。また、ラミネートフィルムが全く潰れなかったときのリード導出部における熱融着部の厚さは５１０μｍ、内面樹脂層の厚みは６７μｍ（シーラント３４厚を含めると２６７μｍ）、であり、他部分からの樹脂が流れてきた場合はさらに厚くなる。
【０１６５】
リード導出部における熱融着部の厚さをＴ、ラミネートフィルムの厚さをｔ、内面樹脂層（ＣＰＰ層＋接着層）の厚さをｐ、リードの厚さをＬとすると、リード導出部における熱融着部の厚さＴが、
ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ＜Ｔ＜ｔ×２−５＋Ｌ［μｍ］
を満たす関係にあれば、水分浸入によるガス発生およびサイクル特性の低下を防ぐことができる。したがって、今回用いたラミネートフィルムの場合、リード導出部における熱融着部の厚さＴが３４８μｍ＜Ｔ＜４０５μｍであれば実用に耐えうる電池を得ることができる。
【０１６６】
まず、電池素子の対向する両主面にラミネートフィルムを配置した。そして、電池素子を外装したラミネートフィルムのうち、リード導出辺を含む電池素子周辺部の３辺をヒータブロックにより加熱し、ＣＰＰ層同士を熱融着させて封止した。また、リード導出辺は、正極リードおよび負極リード導出部においては、ラミネートフィルムと、正極リードおよび負極リードとの間にシーラント３４が位置するようにして熱融着を行った。なお、正極リードおよび負極リードの導出部における熱融着後の厚さ（熱融着部の厚さＴ）が３５８μｍとなるようにヒータブロックの温度、熱融着時の圧力および熱融着時間を調整して熱融着を行った。
【０１６７】
次に、ラミネートフィルムの熱融着を行っていない一辺の開口部から、非水電解液を注液した。非水電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）およびプロピレンカーボネート（ＰＣ）を６：４の重量比で混合し、１．０ｍｏｌ／ｋｇの六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を溶解して作製した。この後、減圧下でラミネートフィルムの残る一辺をヒータブロックにて熱融着して封止した後、電池素子部分を加圧しながら加熱して、セパレータ表面に付着されたポリフッ化ビニリデンに非水電解液を膨潤させ、ゲル電解質層を形成した。これにより、厚さ７．８ｍｍ、電池容量１０Ａｈの非水電解質二次電池を作製した。
【０１６８】
なお、実施例１−１の非水電解質二次電池のリード導出辺のつぶし率は、リード導出辺の熱融着前における内面樹脂層の厚みおよびシーラント３４厚みの合計２６７μｍと、リード導出辺の熱融着後の内面樹脂層の厚み１５μｍとから、（１５μｍ／２６７μｍ）×１００＝５．６％と算出された。
【０１６９】
ここで、リード導出辺の熱融着前における内面樹脂層の厚みは、内側樹脂層および金属層−内側樹脂層間の接着層の厚みの合計であり、｛（３０＋３．５）×２｝から算出した。また、リード導出辺の熱融着後の内面樹脂層の厚みは、熱融着後の熱融着部の厚さＴから、ラミネートフィルムの外側樹脂層、接着層および金属層の合計の厚さと、リード厚さを引いたものであり、｛３５８−（２５＋６．５＋４０）×２−２００｝から算出した。
【０１７０】
＜実施例１−２＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３６５μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、８．２％と算出された。
【０１７１】
＜実施例１−３＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３７２μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、１０．９％と算出された。
【０１７２】
＜実施例１−４＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３８５μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、１５．７％と算出された。
【０１７３】
＜実施例１−５＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを４０２μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、２２．１％と算出された。
【０１７４】
＜比較例１−１＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３４８μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、１．９％と算出された。
【０１７５】
＜比較例１−２＞
熱融着時の条件を調整して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを４３２μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、熱融着部のつぶし率は、３３．３％と算出された。
【０１７６】
［非水電解質二次電池の評価］
（ａ）ショート電池数の確認
各実施例および比較例の非水電解質二次電池を１０個ずつ用意し、それぞれの正極リードおよび負極リード間の抵抗を測定し、ショート個数を確認した。作製直後の電池は十分に大きい直流抵抗があるが、ショートしているとｍΩオーダーの小さな抵抗値となる。ショートの原因としては、リード部分に大きな圧力がかかり、ラミネートフィルムのアルミニウム層とリードとが接触することが一例として挙げられる。
【０１７７】
（ｂ）サイクル試験
上述の試験により、ショートしていないと確認された電池を用いてサイクル特性を確認した。まず、実施例および比較例の電池を１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電した後、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電した。次に、１Ｃの定電流で電池電圧が２．０Ｖに達するまで定電流放電を行い、このときの放電容量を測定して初回容量とした。
【０１７８】
このあと、上述の充放電条件で１０００サイクルまで充放電を繰り返し、１０００サイクル目の放電時おける放電容量を測定して１０００サイクル目の放電容量とした。そして、下記式から、１０００サイクル後の容量維持率を算出した。
容量維持率［％］＝（１０００サイクル目の放電容量／初回容量）×１００
【０１７９】
（ｃ）電池膨れの確認
１０００サイクルの充放電を行った電池の厚みを測定し、下記式から電池膨れ量を算出した。
電池膨れ量［ｍｍ］＝１０００サイクル充放電後の電池厚み−電池作製時の厚み（ｍｍ）
熱融着を行った部分は、熱融着時に大きな圧力をかけるとＣＰＰが溶融して流動して封止性が損なわれる。これにより、ラミネートフィルムの合わせ目から水分が浸入しやすくなる。電池内部に浸入した水分は、電池内部で還元されてガスが発生し、電池が膨らんでしまう。
【０１８０】
上述の評価結果を表１に示す。
【０１８１】
【表１】
0005644404.tif 000002
【０１８２】
表１に示すように、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３４８μｍとした比較例１−１は、ショートせずに作製できた電池については電池膨れ量が小さく、容量維持率も高かったものの、１０個中６個の電池がショートしてしまった。すなわち、ショートせずに作製した電池は、リード導出辺の熱融着後の内面樹脂層の厚みが５μｍであり、水分浸入経路断面積が小さく高いサイクル特性を得ることができるが、電池製造工程においてショートする個数が非常に多く、好ましくないことが分かった。
【０１８３】
また、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを４３２μｍとした比較例１−２は、電池のショートはなかったものの、電池膨れ量が大きく、サイクル特性が顕著に劣化してしまった。すなわち、実施例および比較例の各電池は、熱融着後の内面樹脂層の厚み以外は全く同じ構成であり、リード導出辺の熱融着後の内面樹脂層の厚みが８９μｍである比較例１−２では水分浸入経路断面積が大きく水分浸入が多くなって好ましくないことが分かった。
【０１８４】
これに対して、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを３５８μｍ〜４０２μｍの範囲とした各実施例は、ショートがなく、小さい電池膨れおよび高い容量維持率を得ることができた。ここで、熱融着部の厚さＴを３５８μｍとした実施例１−１の電池と、熱融着部の厚さＴを３４８μｍとした比較例１−１のショートのなかった電池では、電池膨れ量および容量維持率が略同等となった。このため、実施例１−１よりも熱融着部の厚さＴを薄くしても、水分浸入をより向上させることは難しいと考えられる。
【０１８５】
そして、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴを（ｔ×２−ｐ×２＋５＋Ｌ）から（ｔ×２−５＋Ｌ）の範囲とすることにより、ショートおよび水分浸入の防止を両立できることが分かった。
【０１８６】
［実施例２］
実施例２では、正極タブ幅および負極タブ幅、ならびに正極幅および負極幅を調整することにより、電極幅に対するタブ幅を変化させて非水電解質二次電池を作製し、電池特性を確認した。なお、正極リードと接続する正極タブは、正極リードと同じ幅とし、負極リードと接続する負極タブは、負極リードと同じ幅とした。正極リードおよび負極リードの幅を変化させた場合には、正極タブおよび負極タブも正極リードおよび負極リードの幅と同等となるように幅を変化させた。
【０１８７】
＜実施例２−１＞
実施例１−１と同様に、正極の電極幅を１０３ｍｍ、負極の電極幅を１０５ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を４０ｍｍとし、リード導出部の熱融着部の厚さｔ4を３５８μｍとして非水電解質二次電池を作製した。このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ３８．１０％となった。
【０１８８】
＜実施例２−２＞
正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を３０ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ２８．５７％となった。
【０１８９】
＜実施例２−３＞
正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を１６ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ１５．２４％となった。
【０１９０】
＜実施例２−４＞
正極幅および負極幅を９０ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を２５ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ２７．７８％となった。
【０１９１】
＜実施例２−５＞
正極幅および負極幅を９０ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を１６ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ１７．７８％となった。
【０１９２】
＜比較例２−１＞
正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を５０ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ４７．６２％となった。
【０１９３】
＜比較例２−２＞
正極幅および負極幅を９０ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を４０ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ４４．４４％となった。
【０１９４】
＜比較例２−３＞
正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を１０ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ９．５２％となった。
【０１９５】
＜比較例２−４＞
正極幅および負極幅を９０ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を１０ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ１１．１１％となった。
【０１９６】
＜比較例２−５＞
正極幅および負極幅を９０ｍｍ、正極リードおよび負極リードのそれぞれの幅を１２ｍｍとした以外は、実施例２−１と同様にして非水電解質二次電池を作製した。なお、このときの負極幅に対する正極リード幅割合および負極リード幅割合は、それぞれ１３．３３％となった。
【０１９７】
［非水電解質二次電池の評価］
（ｂ）サイクル試験
実施例１と同様の方法により、１０００サイクル充放電後の容量維持率を算出した。
（ｃ）電池膨れの確認
実施例２と同様の方法により、１０００サイクル充放電後の電池膨れ量を算出した。
【０１９８】
（ｄ）外部短絡試験
各実施例および比較例の電池の正極リードと負極リードとを短絡させ、ラミネートフィルム熱融着部の開裂の有無を確認した。
【０１９９】
上述の評価結果を表２に示す。
【０２００】
【表２】
0005644404.tif 000003
【０２０１】
表２に示すように、リードの幅が負極幅に対して４０％を超える比較例２−１および比較例２−２は、外部短絡試験におけるラミネートフィルムの開裂はなかったものの、電池膨れが大きく、容量維持率が低下した。したがって、リード幅が大きくなると、熱融着後のリード導出部における熱融着部の厚さＴが同じであっても水分浸入量が多くなることが分かった。
【０２０２】
また、リードの幅が負極幅に対して１５％未満の比較例２−３〜比較例２−５は、電池膨れ量の顕著な増加および容量維持率の低下は見られなかったものの、外部短絡試験におけるラミネートフィルムの開裂が生じた。ラミネートフィルムの開裂は、外部短絡させた際にリードが高温となるためであり、リードの幅が狭いことによってタブ抵抗が高くなっていることが分かった。
【０２０３】
これに対して、リードの幅が負極幅に対して１５％以上４０％以下の範囲にある各実施例は、電池膨れ量が小さく、容量維持率も高くなるとともに、外部短絡試験においてもラミネートフィルムの開裂が生じなかった。このため、リードの幅が負極幅に対して１５％以上４０％以下の範囲にある場合に、さらにショートおよび水分浸入の防止を両立できることが分かった。
【０２０４】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０２０５】
例えば、上述した一実施形態では、電池として正極と負極とを積層してなる積層型電極体を用いた場合や、巻回せずにいわゆるつづら折りにされたつづら折り型電極体を用いた場合を例に挙げて説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、帯状の正極と帯状の負極とをセパレータを介して積層し、さらに長手方向に巻回されてなる電極巻回体を用いた場合も適用可能である。
【符号の説明】
【０２０６】
３０・・・非水電解質電池
３１・・・ラミネートフィルム
３２・・・正極リード
３３・・・負極リード
３４・・・シーラント
３５・・・固定部材
３６・・・電極体収納部
４０・・・電池素子
４１・・・正極
４１Ａ・・・正極集電体
４１Ｂ・・・正極活物質層
４１Ｃ・・・正極タブ
４２・・・負極
４２Ａ・・・負極集電体
４２Ｂ・・・負極活物質層
４２Ｃ・・・負極タブ
４３・・・セパレータ
１００・・・バッテリユニット
２００・・・バッテリモジュール
【図１】
0005644404.tif 000004
【図２】
0005644404.tif 000005
【図３】
0005644404.tif 000006
【図４】
0005644404.tif 000007
【図５】
0005644404.tif 000008
【図６】
0005644404.tif 000009
【図７】
0005644404.tif 000010
【図８】
0005644404.tif 000011
【図９】
0005644404.tif 000012
【図１０】
0005644404.tif 000013
【図１１】
0005644404.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
0005644404.tif 000016
【図１４】
0005644404.tif 000017
【図１５】
0005644404.tif 000018
【図１６】
0005644404.tif 000019
【図１７】
0005644404.tif 000020
【図１８】
0005644404.tif 000021
【図１９】
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