(57)【要約】【課題】ラミネート外装体のコーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制しながら、極板面積の増大を図ることにより高容量化を図ることができる電池を提供する。【解決手段】電極体において、正極板および負極板１０２の各々は、平面視において、短冊形状を有する。負極板１０２のコーナー部分は、当該コーナー部分に連続する２辺Ｌ1，Ｌ3に対して斜めとなる斜辺Ｌ6となっている。そして、ラミネート外装体２０の収納空間を囲繞する内側面の境界線ＬBは、負極板１０２の斜辺Ｌ6に対応する内コーナー部分が、Ｒ形状（曲率半径Ｒ1）を以って形成されている。負極板１０２の斜辺Ｌ6は、Ｇ3＞Ｇ1およびＧ3＞Ｇ2の関係を満たすように形状・寸法が規定されている。また、負極板１０２の斜辺Ｌ6に対応する電極体のコーナー部分とラミネート外装体２０の内コーナー部分との間に、セパレータが狭入されている。【選択図】図６
2014175247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とが、間にセパレータを挟んで交互に積層されてなる電極体と、
金属ラミネートシートから構成され、前記電極体の外観形状に対応した収納空間を有し、前記収納空間に前記電極体が収納された状態で内部封止された外装体と、
を備え、
前記正極板および前記負極板の各々は、平面視において、短冊形状を有し、
前記正極板および前記負極板の少なくとも一方の極板は、少なくとも一のコーナー部分が、当該コーナー部分に連続する２辺に対して交差する方向に延伸する斜辺となっており、
平面視において、
前記外装体における前記収納空間を囲繞する側面は、前記少なくとも一のコーナー部分に対応する内コーナー部分が、Ｒ形状を以って形成されており、
前記内コーナー部分の曲率中心を点Ｐａ、当該点Ｐａから前記斜辺に対して直交する仮想直線を引いたときの前記斜辺との交点を点Ｐｂ、前記仮想直線と前記内コーナー部分との交点を点Ｐｃとし、前記２辺の内の一方の辺と当該辺に対応する前記収納空間を囲繞する内側面との間隙をＧａ、前記２辺の内の他方の辺と当該辺に対応する前記収納空間を囲繞する内側面との間隙をＧｂとするとき、
前記点Ｐｂと点Ｐｃとの間の直線距離Ｇｃは、
Ｇｃ＞Ｇａ
Ｇｃ＞Ｇｂ
の両関係を満たし、
且つ、
前記斜辺と前記内コーナー部分との間には、前記セパレータが狭入されている
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記収納空間は、深絞り加工により前記金属ラミネートシートの一部が凹入されることにより形成され、略四角形状の一の底面と、当該底面の各辺から起立する略四角形状の四側面との囲繞により構成されており、
前記点Ｐａ、点Ｐｂ、および点Ｐｃは、前記収納空間に臨む底面に最も近い側に配された極板を基準に規定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記電極体の一の辺からは、前記正極板および前記負極板の各々に対して電気的に接続されたリードが、当該電極体の一の辺に対して交差する方向に延出されており、
前記少なくとも一方の極板を平面視するとき、前記斜辺となっているのは、前記リードが延出する側とは反対側の２つのコーナー部分である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記正極板は、袋状にされたセパレータに包装されており、
前記負極板は、前記正極板よりも平面サイズが大きく、
前記電極体の構成中に含まれる全ての前記負極板について、前記コーナー部分が斜辺で構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池。
【請求項５】
前記電極体の構成中に含まれる全ての前記正極板についても、前記コーナー部分が斜辺で構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記収納空間の深さは、５ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関し、特に、積層構造の電極体がラミネート外装体に収納されてなる構成の電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の電池は、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＰＥＶ）などの車両やロボットなどの電源として、あるいは家庭や店舗などでのバックアップ用電源として用いられている。その中でも、積層構造の電極体がラミネート外装体に収納されてなる構造の電池が、高い容積効率などの観点で用いられている。
図１３（ａ）に示すように、従来技術に係るラミネート外装電池は、ラミネート外装体９２０のカップ部（収納空間）９２０ａに電極体９１０が収納された構成を有する。ラミネート外装体９２０は、金属ラミネートシートの一部が深絞り加工などされて形成されており、電極体９１０を収納するカップ部９２０ａの周縁部９２０ｂ〜９２０ｅが熱溶着されることにより内部封止がなされている。
【０００３】
電極体９１０は、ともに短冊形状をした正極板と負極板とが、間にセパレータを挟んで交互に積層され構成されている。そして、正極板および負極板の各々に電気的に接続された正極集電端子９３１および負極集電端子９３２が周縁部９２０ｄを横断して延出されている。正極集電端子９３１および負極集電端子９３２が周縁部９２０ｄを横断する各箇所には、封止樹脂体９４１，９４２がそれぞれ介挿されている。
【０００４】
図１３（ａ）の矢印Ｆで指し示す部分のように、ラミネート外装体９２０におけるカップ部９２０ａを囲繞する側面の各コーナー部分は、曲率をもったラウンド形状（Ｒ形状）となっている。これは、金属ラミネートシートに深絞り加工などを施す際に、当該コーナー部分でのクラックやピンホールなどの発生を抑制するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８２２４４５号公報
【特許文献２】特開２０００−１４９９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１３（ｂ）に示すように、従来技術に係るラミネート外装電池では、ラミネート外装体９２０のカップ部９２０ａを囲繞する内側面の底面側境界線ＬB同士の突き合わせ部分がＲ形状であるのに対して、極板（図１３（ｂ）では負極板９０２）のコーナー部分が角形形状をしている。このため、極板のコーナー部分（矢印Ｇ部分）が押圧により潰れたり、あるいはセパレータを突き破ったりした場合には、短絡を生じるおそれがある。
【０００７】
このような問題に対して、例えば、特許文献１では、極板のコーナー部分についてＲ形状とすることが提案されている。このようにコーナー部分をＲ形状とすることにより、ラミネート外装体９２０におけるカップ部９２０ａを囲繞する内側面の底面側境界線ＬBと極板９０２の側辺との間隙を余り広くしなくても、短絡の発生を抑えることができる。
しかし、ラミネート外装電池においては、更なる高容量化が求められており、極板面積の増大を図る必要がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題の解決を図るべくなされたものであって、ラミネート外装体のコーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制しながら、極板面積の増大を図ることにより高容量化を図ることができる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】
【０００９】
本発明に係る電池は、次の構成を備える。
本発明に係る電池は、電極体と、外装体とを備える。
電極体は、正極板と負極板とが、間にセパレータを挟んで交互に積層され構成されている。
正極板および負極板の各々は、平面視において、短冊形状を有し、正極板および負極板の少なくとも一方の極板（以下、「第１極板」と記載する。）は、少なくとも一のコーナー部分（以下、「第１コーナー部分」と記載する。）が、当該第１コーナー部分に連続する２辺に対して交差する方向に延伸する斜辺となっている。そして、平面視において、外装体における収納空間を囲繞する側面は、第１コーナー部分に対応する内コーナー部分が、Ｒ形状を以って形成されている。
【００１０】
本発明に係る電池では、外装体と第１極板とを平面視する場合に、上記内コーナー部分の曲率中心を点Ｐａ、当該点Ｐａから第１極板の上記斜辺に対して直交する仮想直線を引いたときの上記斜辺との交点を点Ｐｂ、上記仮想直線と上記内コーナー部分との交点を点Ｐｃとし、第１極板の上記２辺の内の一方の辺と当該辺に対応する収納空間を囲繞する内側面との間隙をＧａ、第１極板の上記２辺の内の他方の辺と当該辺に対応する収納空間を囲繞する内側面との間隙をＧｂとするとき、点Ｐｂと点Ｐｃとの間の直線距離Ｇｃは、次の関係を満たす。
【００１１】
［数１］  Ｇｃ＞Ｇａ
［数２］  Ｇｃ＞Ｇｂ
また、本発明に係る電池では、第１極板の上記斜辺と外装体の上記内コーナー部分との間に、セパレータが狭入されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電池では、第１極板における第１コーナー部分が斜辺を以って構成されており、さらに、上記［数１］、［数２］の関係を満たすように規定されている。また、当該第１極板の第１コーナー部分と外装体の内コーナー部分との間に、セパレータが狭入されている。これより、本発明に係る電池では、外装体における上記内コーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制することができる。ここで、狭入されるセパレータは、第１極板の第１コーナー部分と外装体の内コーナー部分との間での緩衝部材としての役割と、電解液のリザーブのための役割を果たす。
【００１３】
また、本発明に係る電池では、上記第１コーナー部分をＲ形状ではなく、斜辺としているので、上記［数１］、［数２］の両関係を満たしながら、第１極板の面積を大きくとることができる。このため、高容量化を図ることが可能である。また、Ｒ形状ではなく、斜辺とすることで、第１極板の第１コーナー部分を加工するための治工具や型のコストを削減可能であり、組み付けなどのメンテナンスも容易となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００１４】
以上のように、本発明に係る電池では、ラミネート外装体のコーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制しながら、極板面積の増大を図ることにより高容量化を図ることができる。
本発明に係る電池では、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池は、上記構成において、外装体における収納空間が、深絞り加工により金属ラミネートシートの一部が凹入されることにより形成され、略四角形状の一の底面と、当該底面の各辺から起立する略四角形状の四側面との囲繞により構成されている。そして、上記点Ｐａ、点Ｐｂ、および点Ｐｃは、外装体における収納空間に臨む底面に最も近い側に配された極板（第１極板）を基準に規定されている。
【００１５】
金属ラミネートシートの一部を深絞り加工により収納空間を形成する場合には、加工の際の応力および歪などを考慮して、底面に近い箇所ほど内コーナー部分の曲率半径を大きくすることが必要となる。これに対して、本発明に係る電池では、電極体における極板のうち、最も底面に近い第１極板を基準に点Ｐａ、点Ｐｂ、および点Ｐｃを規定しているので、上記効果を得る上で、その確実性が増す。即ち、最も極板潰れなどを生じ易い電極体における底面側の第１極板について、上記のように規定することで、収納空間の開口側に配される極板についても、潰れなどの発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る電池は、電極体の一の辺から、正極板および負極板の各々に対して電気的に接続されたリードが、当該電極体の一の辺に対して交差する方向に延出されている。そして、第１極板を平面視するとき、斜辺となっているのは、リードが延出する側とは反対側の２つのコーナー部分である。極板の潰れなどによる短絡などが生じ易い上記２つのコーナー部分に上記構成を適用することで、効果的に短絡の発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係る電池は、袋状にされたセパレータに正極板が包装されており、負極板が正極板よりも平面サイズが大きい。そして、電極体の構成中に含まれる全ての負極板について、第１コーナー部分が斜辺で構成されている。これにより、極板の潰れなどに起因する短絡の発生を抑制しながら、高容量化を進めるのに望ましい。
本発明に係る電池は、電極体の構成中に含まれる全ての正極板についても、コーナー部分が斜辺で構成されている。これにより、正極板の潰れなどに起因する短絡の発生も抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る電池は、収納空間の深さが５ｍｍ以上である。収納空間の深さが５ｍｍ以上の高容量電池に対して本発明の構成を適用することにより、顕著に上記効果を得ることができる。ただし、収納空間の深さが５ｍｍ未満の電池に、本発明の構成を適用することを排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るラミネート外装電池１の外観構成を示す模式平面図である。
【図２】集電端子３１，３２が接合されてなる電極体１０を示す模式平面図（一部切欠図）である。
【図３】（ａ）は、絶縁スペーサ４０の構成を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、電極体１０に対する絶縁スペーサ４０の装着形態を示す模式側面図である。
【図４】ラミネート外装体２０におけるボトム部分と電極体１０における負極板１０２のコーナー部分との関係を示す模式平面図である。
【図５】ラミネート外装体２０のボトム部分におけるセパレータ１０３の配置形態を示す模式断面図である。
【図６】ラミネート外装体２０におけるボトム部分と電極体１０における負極板１０２のコーナー部分との配置関係を示す模式平面図である。
【図７】（ａ）は、正極板１０１を示す模式平面図であり、（ｂ）は、負極板１０２を示す模式平面図である。
【図８】正極板１０１をセパレータ１０３で袋詰めする工程を示す模式平面図である。
【図９】正極板１０１がセパレータ１０３からなる袋に袋詰めされてなる正極袋体１０８を示す模式平面図である。
【図１０】（ａ）は、正極袋体１０８と負極板１０２とを交互に積層する工程を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、電極体１０を示す模式平面図である。
【図１１】（ａ）は、変形例に係るラミネート外装電池におけるラミネート外装体２０のボトム部分と電極体における負極板２０２のコーナー部分との配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、参考例に係るラミネート外装電池におけるラミネート外装体２０のボトム部分と電極体における負極板３０２のコーナー部分との配置関係を示す模式平面図である。
【図１２】実施例に係るラミネート外装電池での負極板５０２のコーナー部分形状と、参考例に係るラミネート外装電池での負極板４０２のコーナー部分形状とを示す模式平面図である。
【図１３】（ａ）は、従来技術に係るラミネート外装電池の外観構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｆ部分を電池内側より見たときの、ラミネート外装体９２０のボトム部分と電極体９１０の負極板９０２のコーナー部分との関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．ラミネート外装電池１の外観構成
本発明の実施の形態に係るラミネート外装電池１の外観構成について、図１を用い説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るラミネート外装電池１は、金属ラミネートシートが加工されてなるラミネート外装体２０を備える。ラミネート外装体２０は、電極体を収納するための収納空間であるカップ部２０ａと、その外縁が熱溶着されてなる封止部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅとを有する。封止部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの形成により、カップ部２０ａは内部封止されている。
【００２２】
ラミネート外装体２０におけるカップ部２０ａは、扁平な略矩形状をしており、４側面と、紙面手前側の底面により囲繞され構成されている。内側面同士の突き合わせ部分（各内コーナー部分）は、曲率をもったＲ（ラウンド）形状となっている。
ラミネート外装体２０からは、封止部２０ｄを横断して正極集電端子３１および負極集電端子３２がそれぞれ延出されている。正極集電端子３１および負極集電端子３２が封止部２０ｄを横断する各領域には、ラミネート外装体２０の内面との間に封止樹脂体（タブ樹脂）４１，４２が介挿されている。
【００２３】
２．電極体１０
ラミネート外装体２０のカップ部２０ａ内に収納されている電極体１０の構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、電極体１０は、ともに略矩形の正極板１０１および負極板１０２が、間にセパレータ１０３を挟んで交互に積層された構成を有し、全体として略矩形の平面形状を有する積層部分を有する。そして、電極体１０における積層方向（紙面に直交する方向）の両外部分には、絶縁シート１０９が積層され、積層部分の外縁の複数箇所に絶縁テープ１０４が貼着されている。電極体１０においては、絶縁テープ１０４の貼着により、極板ズレが抑制されている。
【００２４】
電極体１０の積層部分からは、正極板１０１および負極板１０２の各々に対して電気的に接続された正極リード１０５および負極リード１０６がそれぞれＹ軸方向上向きに延出されている。正極リード１０５は、各延出端部分が集束された状態で正極集電端子３１に接続され、負極リード１０６も、各延出端部分が集束された状態で負極集電端子３２に接続されている。封止樹脂体４１，４２は、正極集電端子３１および負極集電端子３２のそれぞれに貼着されている。
【００２５】
なお、本実施の形態に係る電極体１０においては、積層部分における厚み（図２の紙面に垂直な方向の厚み）が、５ｍｍ以上である。これより、本実施の形態に係るラミネート外装電池１は、高容量タイプの電池であって、ロボットや電気自動車などの電源として、あるいはバックアップ用電源としての用途を想定したものである。
３．絶縁スペーサ４０
本発明の実施の形態に係るラミネート外装電池１では、ラミネート外装体２０のカップ部２０ａ内に、電極体１０の他に絶縁スペーサ４０および電解液が収納されている。このうち、絶縁スペーサ４０の構成について、図３を用い説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、絶縁スペーサ４０は、Ｘ軸方向において略同一の長さを有する２つの矩形の壁部４０ａ，４０ｂが長辺を共有して一体に形成された構成を有する。換言すると、Ｙ−Ｚ断面形状がＬ字状であり、Ｘ軸方向に細長い形状を有する。
絶縁スペーサ４０は、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料や、絶縁紙などを用い形成されている。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、ラミネート外装体２０のカップ部２０ａ（図１を参照。）内で、電極体１０の底面１０ａ（一方の絶縁シート１０９の外面）、および正極集電端子３１、負極集電端子３２の各接続領域３１ａ（負極集電端子３２については、図示を省略）に対して外接するように装着されている。
なお、図３（ａ）に示すように、正極リード１０５の集束された部分における正極集電端子３１とは反対側には、絶縁テープ４３が貼着されている。図示を省略するが、負極リード１０６の該当箇所にも同様に絶縁テープ４３が貼着されている。
【００２８】
４．電極体１０とラミネート外装体２０との配置
ラミネート外装電池１のボトム部分での電極体１０とラミネート外装体２０との配置関係について、図４および図５を用い説明する。図４は、図１における矢印Ａで指し示す部分をカップ部２０ａ内方より見た模式平面図であり、図５は、図４における矢印Ｂ部分のＣ−Ｃ断面を示す模式断面図である。
【００２９】
図４に示すように、電極体１０における負極板１０２は、ボトム側（図２におけるＹ軸下側）のコーナー部分が斜辺（Ｃ面）で構成されている。対して、ラミネート外装体２０におけるカップ部２０ａを囲繞する内側面の底面側境界線ＬBの内コーナー部分は、ラウンド（Ｒ）形状を以って構成されている。
なお、図示を省略しているが、本実施の形態に係るラミネート外装電池１では、正極板１０１（図２を参照。）についても、ボトム側のコーナー部分が斜辺（Ｃ面）に形成されている。ただし、セパレータ１０３（図２を参照。）については、コーナー部分は、角形形状のままであり、負極板１０２の斜辺で構成されたコーナー部分から延出している。
【００３０】
図５に示すように、ボトム側のコーナー部分における正極板１０１および負極板１０２とラミネート外装体２０の内側面との間の隙間部分（矢印Ｄ部分）には、セパレータ１０３の束が狭入されている。これにより、ラミネート外装体２０の内側面に対する正極板１０１および負極板１０２の緩衝部が備えられることになる。
なお、本実施の形態に係るラミネート外装電池１では、ラミネート外装体２０をラミネート部材（蓋側部材）２０１とラミネート部材（カップ側部材）２０２とで構成されており、カップ部２０ａ（図１を参照。）は、ラミネート部材２０２に対して深絞り加工が施されることにより形成されている。そして、隙間部分は、カップ部２０ａの底面側からラミネート部材２０１側へと行くに従い大きくなっている。
【００３１】
電極体１０におけるセパレータ１０３は、隙間部分におけるラミネート部材（蓋側部材）２０１側でも密に狭入されている。図５は、模式的に示しているものであって、現実には、より密に狭入された状態にある。
５．正極板１０１および負極板１０２のコーナー部分の斜辺の規定
正極板１０１および負極板１０２のコーナー部分の斜辺の規定の仕方について、図６を用い説明する。なお、図６では、負極板１０２とラミネート外装体２０との関係だけを示し、正極板１０１については図示を省略しているが、正極板１０１についても基本的に同様の方法で規定されている。
【００３２】
図６に示すように、負極板１０２は、コーナー部分の斜辺Ｌ6は、これに連続する側辺Ｌ1，Ｌ3に対して４５°で斜め方向に交差するようにＣ面（Ｃ1）で形成されている。ここで、Ｃ1は、例えば、Ｃ２（２ｍｍで面取り）で設けられている。換言すると、側辺Ｌ1，Ｌ3を延長した仮想直線Ｌ2，Ｌ4の線分の長さが、ともに２ｍｍである。
次に、ラミネート外装体２０におけるカップ部２０ａ（図１を参照。）の内側面の境界線ＬB，ＬUは、ともにコーナー部分（内コーナー部分）がラウンド（Ｒ）形状に形成されている。このうち、カップ部２０ａを囲繞する底面側の境界線ＬBについては、そのコーナー部分における曲率半径Ｒ1が、例えば、３ｍｍに設定されている。
【００３３】
境界線ＬBにおけるコーナー部分の曲率中心が点Ｐ1である。次に、点Ｐ1から負極板１０２の斜辺Ｌ6に対して垂線を引く（仮想線Ｌ5）。そして、仮想線Ｌ5と斜辺Ｌ6との交点を点Ｐ3とし、境界線ＬBとの交点を点Ｐ4とする。なお、斜辺Ｌ6は、側辺Ｌ1，Ｌ3に対して４５°の角度で配されているので、仮想線Ｌ5は、仮想直線Ｌ2，Ｌ4の交点である点Ｐ2も通ることになる。
【００３４】
本実施の形態に係るラミネート外装電池１では、側辺Ｌ1と境界線ＬBとの間隙をＧ1、側辺Ｌ2と境界線ＬBとの間隙をＧ2、点Ｐ3と点Ｐ4との直線距離をＧ3とするとき、次の関係を満たすように、正極板１０１および負極板１０２のコーナー部分が設定されている。
［数３］  Ｇ3＞Ｇ1
［数４］  Ｇ3＞Ｇ2
６．効果
本実施の形態に係るラミネート外装電池１では、ラミネート外装体２０におけるボトム側の内コーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制することができる。これは、正極板１０１および負極板１０２のボトム側のコーナー部分を斜辺（Ｃ面）とし、上記［数３］および［数４］の関係を満たすようにしていることによる。このとき、ボトム側のコーナー部分に狭入されるセパレータ１０３は、正極板１０１および負極板１０２の各コーナー部分（斜辺）とラミネート外装体２０の内コーナー部分との間での緩衝部材としての役割と、電解液をリザーブ（保液）するための領域としての役割を果たす。
【００３５】
また、ラミネート外装電池１では、正極板１０１および負極板１０２のボトム側のコーナー部分を、ラウンド（Ｒ）形状ではなく、斜辺（Ｃ面）としているので、上記［数３］および［数４］の両関係を満たしながら、角極板面積を大きくとることができ、高容量化を図ることが可能である。
また、Ｒ形状ではなく、斜辺（Ｃ面）とすることで、正極板１０１および負極板１０２の各コーナー部分を加工するための治工具や型のコストを削減可能であり、組み付けなどのメンテナンスも容易となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
従って、本実施の形態に係るラミネート外装電池１では、ラミネート外装体２０のボトム側の内コーナー部分のＲ形状に起因する短絡の発生を抑制しながら、正極板１０１および負極板１０２の極板面積（対向面積）の増大を図ることにより高容量化を図ることができる。
７．製造方法
次に、本実施の形態に係るラミネート外装電池１の製造方法について図７〜図１０を用い説明する。なお、本明細書に添付の図面については模式的なものであって、図中における寸法などは実際のものと比率などを含め異なっている。
【００３７】
（１）正極板１０１の作製
正極集電体である芯体に対して、正極活物質を塗布し乾燥させた後に、ローラを用いて厚みが０．１ｍｍになるまで圧縮する。そして、高さＨ1が１１５ｍｍ、幅Ｗ1も１１５ｍｍで切断することで、図７（ａ）に示すような活物質塗布部分１０１ａが形成された正極板１０１を作製する。
【００３８】
なお、図７（ａ）に示すように、正極板１０１では、活物質が未塗布の部分であって、高さＨ2が２０ｍｍ、幅Ｗ2が３０ｍｍの正極リード１０５を、活物質塗布部分１０１ａからＹ軸方向上方に向けて延出するように形成する。
また、正極板１０１では、正極リード１０５が延出された側とは反対側のＹ軸方向下側の両コーナー部分について、Ｃ２で面取りを実施する（図７（ａ）に二点鎖線で囲んだ部分）。
【００３９】
ここで、本実施の形態では、正極板１０１の作製に用いる芯体として、例えば、厚みが１５μｍのアルミニウム箔を用いることができる。また、活物質塗布部分１０１ａの形成においては、先ず、ＬｉＣｏＯ2を９０重量部と、導電剤としてのカーボンブラックを５重量部と、結着剤としてのポリフッ化ビ二リデンを５重量部と、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合して正極用スラリーを調製する。そして、この正極用スラリーを芯体の両主面に塗布する。乾燥に際には、溶剤が除去できるように温度および時間を設定する。これにより、活物質塗布部分１０１ａの形成ができる。
【００４０】
なお、正極活物質の材料としては、上記ＬｉＣｏＯ2の他に、例えば、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ4、さらにはこれらの複合体を用いることができる。
また、正極板１０１における正極リード１０５については、芯体とは別体の金属箔を、芯体に対して接合することで形成してもよいし、芯体の一部をＹ軸方向上向きに延出するように形成することとしてもよい。
【００４１】
（２）負極板１０２の作製
負極集電体である芯体に対して、負極活物質を塗布し乾燥させた後に、ローラを用いて厚みが０．０８ｍｍになるまで圧縮する。そして、高さＨ3が１２０ｍｍ、幅Ｗ3も１２０ｍｍで切断することで、図７（ｂ）に示すような活物質塗布部分１０２ａが形成された負極板１０２を作製する。
【００４２】
なお、図７（ｂ）に示すように、負極板１０２においても、活物質が未塗布の部分であって、高さＨ4が２０ｍｍ、幅Ｗ4が３０ｍｍの負極リード１０６を、活物質塗布部分１０２ａからＹ軸方向上方に向けて延出するように形成する。
また、負極板１０２においても、負極リード１０６が延出された側とは反対側のＹ軸方向下側の両コーナー部分について、Ｃ２で面取りを実施する（図７（ｂ）に二点鎖線で囲んだ部分）。
【００４３】
ここで、本実施の形態では、負極板１０２の作製に用いる芯体として、例えば、厚みが１０μｍの銅（Ｃｕ）箔を用いることができる。また、活物質塗布部分１０２ａの形成においては、先ず、黒鉛粉末を９５重量部と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を５重量部と、溶剤としての純水とを混合して負極用スラリーを調製する。そして、この負極用スラリーを芯体の両主面に塗布する。乾燥に際には、溶剤が除去できるように温度および時間を設定する。これにより、活物質塗布部分１０２ａの形成ができる。
【００４４】
なお、負極活物質の材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛など用いることができる。
また、負極板１０２における負極リード１０６についても、正極板１０１における正極リード１０５と同様に、芯体とは別体とすることもできるし、芯体の一部をＹ軸方向上向きに延出するように形成することもできる。
【００４５】
（３）正極板１０１の袋詰め
図８に示すように、作製した正極板１０１の両主面を２枚のセパレータ１０３で覆い、図９に示すように、四方の外縁部を熱溶着する（溶着部１０３ａ）。用いるセパレータ１０３は、ポリプロピレンからなり、図８に示すように、高さＨ5が１２０ｍｍ、幅Ｗ5が１２０ｍｍで、厚みが３０μｍのサイズのものを用いる。なお、図８の二点鎖線で囲んだ部分（矢印Ｅ部分）に示すように、セパレータ１０３のボトム側のコーナー部分については、カットを行わない。
【００４６】
図９に示すように、正極リード１０５がセパレータ１０３の上辺から延出する部分において、セパレータ１０３の内面と正極板１０１との間に絶縁層１０７を形成しておいてもよい。
以上のようにして、正極袋体１０８が作製できる。
（４）電極体１０の作製
図１０（ａ）に示すように、正極袋体１０８と負極板１０２とを交互に積層し、上下にセパレータ１０３と同サイズの絶縁シート１０９を重ねる。絶縁シート１０９は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）を用い形成されたものである。
【００４７】
なお、本実施の形態では、電極体１０の形成に、正極袋体１０８を２５枚、負極板１０２を２６枚用いた。
次に、図１０（ｂ）に示すように、正極袋体１０８、負極板１０２、および絶縁シート１０９を積層した積層体の外縁部分の複数箇所に、絶縁テープ１０４を貼着する。絶縁テープ１０４は、形状保持の目的で貼着されるものである。
【００４８】
以上のようにして、電極体１０が完成する。
（５）正負極リード１０５，１０６の集束と正負極集電端子３１，３２の接合
上記のように作製した電極体１０について、図３（ｂ）に示すように、正極リード１０５および負極リード１０６をそれぞれ集束し、当該集束した各接続領域３１ａに対し、正負極集電端子３１，３２を超音波溶接により接合する（負極リード１０６の側については、図示を省略。）。
【００４９】
正極集電端子３１は、例えば、厚みが０．４ｍｍのアルミニウム板であり、負極集電端子３２は、例えば、厚みが０．４ｍｍの銅板である。
なお、正負極集電端子３１，３２については、ラミネート外装体２０への収納のために、図３（ｂ）のように曲折加工し、さらに、各接続領域３１ａにおいては、集電端子３１，３２が接合された側とは反対側に絶縁テープ４３を貼着する。また、絶縁スペーサ４０を装着する。
【００５０】
（６）ラミネート外装体２０への収納
上記のように、正負極集電端子３１，３２が接続され、絶縁スペーサ４０が装着された電極体１０を、ラミネート外装体２０におけるカップ側部材２０２のカップ部２０ａへと収納する。カップ側部材２０２におけるカップ部２０ａは、金属ラミネートシートの一部を深絞り加工することにより形成される。
【００５１】
そして、カップ側部材２０２の開口側を、蓋側部材２０１で覆い、正負極集電端子３１，３２が延出する外縁部を除く、３辺の外縁部を熱溶着する（封止部２０ｂ，２０ｃ，２０ｅ）。
（７）電解液の注液と封止
次に、正負極集電端子３１，３２が延出されたラミネート外装体２０の外縁部から、カップ部２０ａ内に電解液を注液する。電解液としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とが体積比で３０：７０の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ6が１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の割合で溶解された液を用いることができる。
【００５２】
そして、電解液の注液の後、残りの１辺の外縁部を熱溶着する（封止部２０ｄ）。
以上のようにして、ラミネート外装電池１が完成する。
［変形例］
変形例に係るラミネート外装電池の構成について、図１１（ａ）を用い説明する。なお、本変形例に係るラミネート外装電池では、電極体における正極板および負極板の各ボトム側のコーナー部分の面取りの構成が異なる。それ以外については、上記実施の形態と同一である。
【００５３】
図１１（ａ）に示すように、本変形例に係るラミネート外装電池の負極板２０２についても、ボトム側のコーナー部分が斜辺Ｌ16となっている。ここで、斜辺Ｌ16は、側辺Ｌ11および底辺Ｌ13に対して、斜め方向であることは上記実施の形態と同様であるが、交差角度が４５°ではない。換言すれば、上記実施の形態では、仮想直線Ｌ2，Ｌ4の線分の長さが、ともに２ｍｍであったが、本変形例では、斜辺Ｌ16の高さＨ11と幅Ｗ11とが同一ではなく、Ｈ11＞Ｗ11、あるいはＨ11＜Ｗ11の関係となっている。
【００５４】
本変形例においても、カップ部２０ａを囲繞する底面側の境界線ＬBにおけるコーナー部分の曲率中心を点Ｐ11、点Ｐ11から負極板２０２の斜辺Ｌ16に対して垂線を引く（仮想線Ｌ15）とき、仮想線Ｌ15と斜辺Ｌ16との交点を点Ｐ13、境界線ＬBとの交点を点Ｐ14とするとき、間隙Ｇ11，Ｇ12，Ｇ13は、次の関係を満たす。
［数５］  Ｇ13＞Ｇ11
［数６］  Ｇ13＞Ｇ12
また、図示を省略しているが、ボトム側のコーナー部分においては、負極板２０２の斜辺Ｌ16とラミネート外装体２０のカップ部２０ａの内側面との間に、セパレータが密に狭入されている。
【００５５】
ここで、正極板についても、同様の関係を以ってボトム側のコーナー部分が斜辺で構成されている。ただし、上記同様に、正極板は負極板２０２よりも極板サイズが小さく設定されている。
なお、斜辺Ｌ16が側辺Ｌ11および側辺Ｌ13に対してなす角度については、極板の潰れのモードを考慮しながら、極板面積が最大になるように規定すればよい。
【００５６】
（参考例）
図１１（ｂ）に示すように、ボトム側のコーナー部分における極板の潰れなどを抑制するという観点からは、極板（図１１（ｂ）では、負極板３０２）のコーナー部分をラウンド（Ｒ）形状とすることも考えられる。例えば、負極板３０２のボトム側のコーナー部分について、点Ｐ52に中心を有する半径Ｒ22の曲線Ｌ26とすることができる。そして、ラミネート外装体２０におけるカップ部２０ａを囲繞する内側面について、ボトム側のコーナー部分が、点Ｐ21に中心を有する半径Ｒ21の曲線とする。半径Ｒ21と半径Ｒ22とは、例えば、次の関係を満たすものとする。
【００５７】
［数７］Ｒ21＜Ｒ22
このとき、点Ｐ21と点Ｐ25とを結ぶ仮想直線を考えるとき、負極板３０２の曲線Ｌ26との交点を点Ｐ23、ラミネート外装体２０の内側面との交点を点Ｐ24とし、その間の直線距離をＧ23とするとき、次の関係を満たすこととする。
［数８］  Ｇ23＞Ｇ21
［数９］  Ｇ23＞Ｇ22
なお、Ｇ21、Ｇ22の規定については、上記実施の形態および変形例におけるＧ1，Ｇ2，Ｇ11，Ｇ12と同様である。
【００５８】
参考例に係るラミネート外装電池では、正極板についても同様の考え方に基づいて、ボトム側のコーナー部分が曲線で形成されている。
以上のように正極板および負極板３０２を備えるラミネート外装電池では、正極板および負極板３０２のボトム側のコーナー部分の潰れなどに起因する短絡の発生は、上記実施の形態および変形例と同様に抑制される。
【００５９】
しかしながら、極板の面積を大きくするという観点では、上記実施の形態および変形例のように斜辺Ｌ6，Ｌ16を以って極板のボトム側のコーナー部分を形成する場合に比べて課題が残ることになる。
図１２は、間隙Ｇ33を同一とするときのボトム側のコーナー部分を斜辺Ｌ33で構成した場合と、曲線Ｌ32で構成した場合とを重ねて描いた模式図である。斜辺Ｌ33については、上記実施の形態と同様に、Ｃ面（Ｃ3）で構成し、曲線Ｌ32については、点Ｐ35を中心とする半径Ｒ32の曲率を有するものとする。そして、Ｐ33と点Ｐ34との間の間隙Ｇ31は、間隙Ｇ32，Ｇ33に対して、次の関係を満たす。
【００６０】
［数１０］  Ｇ33＞Ｇ31
［数１１］  Ｇ33＞Ｇ32
また、ラミネート外装体におけるカップ部を囲繞する内側面のボトム側のコーナー部分は、点Ｐ31を中心とし、半径Ｒ31のＲ形状を以って構成されているとする。
図１２に示すように、ボトム側のコーナー部分を斜辺Ｌ33で構成した極板４０２の方が、ボトム側のコーナー部分をＲ形状で構成した極板に比べて、領域５０２の分だけ面積を広くできる。即ち、図１２のハッチングを付した部分Ａ502だけ極板面積を大きくすることができる。
【００６１】
以上のように、極板のボトム側のコーナー部分について、斜辺で構成する場合には、Ｒ形状で構成する場合に比べて極板面積を大きくすることができ、大きな電池容量を確保することができる。
［その他の事項］
上記実施の形態および変形例では、正極板および負極板の両極板において、ボトム側のコーナー部分を斜辺で構成することとしたが、一方の極板（例えば、負極板）のボトム側のコーナー部分だけを斜辺で構成することとしてもよい。この場合、極板面積の大きな方について、ボトム側のコーナー部分を斜辺で構成することとすれば、極板潰れなどに起因する短絡などの問題を生じ難い。
【００６２】
また、図１などに示すように、上記実施の形態では、正極集電端子３１および負極集電端子３２の双方が、ラミネート外装体２０の封止部２０ｄを横断してＹ軸方向上向きに延出された構成を採用したが、正極集電端子と負極集電端子とが異なる封止部を横断してそれぞれ延出された構成とすることもできる。例えば、正極集電端子が封止部２０ｄを横断してＹ軸方向上向きに延出され、負極集電端子が封止部２０ｅを横断してＹ軸方向下向きに延出された構成などとすることもできる。
【００６３】
このような形態を採用する場合には、正極板および負極板の各々において、集電端子が延出された側とは反対側のコーナー部分について斜辺で構成するようにすれば、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態では、負極板１０２におけるボトム側のコーナー部分についてＣ２のＣ面とし、ラミネート外装体２０における対応コーナー部分をＲ３としたが、Ｃ面の寸法とラミネート外装体におけるＲ寸法との関係については、これに限定されるものではない。但し、極板の潰れを抑制しながら、極板面積を大きく設定するという観点からは、Ｃ面の値Ｃと、曲率半径Ｒとが次の関係を満たすことが望ましい。
【００６４】
［数１２］Ｃ≦Ｒ
また、上記実施の形態では、ラミネート外装体２０について、蓋側部材２０１とカップ側部材２０２の２つの部材を接合することで構成することとしたが、一枚の部材を折り返して構成することもできる。
また、上記実施の形態において示した各部材の使用材料や寸法などについては、一例として示したものであって、適宜選択することができる。
【００６５】
また、上記実施の形態および変形例では、ラミネート外装体のカップ部を囲繞する底面を基準に、極板におけるボトム側のコーナー部分の斜辺の寸法を規定したが、本発明はこれに限定されない、カップ部における開口側部分の縁辺形状を基準として極板のボトム側のコーナー部分の斜辺の形状を規定することもできる。
また、上記実施の形態および変形例では、電極体の構成に含まれる全ての正極板および負極板について、そのボトム側のコーナー部分を斜辺としたが、少なくとも一部の極板についてコーナー部分を斜辺とすることもできる。具体的には、ラミネート外装体におけるカップ部を囲繞する内側面について、その曲率が大きくなる底面側に近い部分に配される極板についてのみ、コーナー部分を斜辺とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、ロボットや電気自動車などの電源として、あるいはバックアップ用電源として用いられる大容量の電池を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１．ラミネート外装電池
１０．電極体
２０．ラミネート外装体
３１．正極集電端子
３２．負極集電端子
４０．絶縁スペーサ
４１，４２．封止樹脂体
４３．絶縁テープ
１０１．正極板
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２．負極板
１０３．セパレータ
１０４．絶縁テープ
１０５．正極リード
１０６．負極リード
１０７．絶縁層
１０８．正極袋体
１０９．絶縁シート
２０１．蓋側部材
２０２．カップ側部材
【図１】
2014175247.tif 000003
【図２】
2014175247.tif 000004
【図３】
2014175247.tif 000005
【図４】
2014175247.tif 000006
【図５】
2014175247.tif 000007
【図６】
2014175247.tif 000008
【図７】
2014175247.tif 000009
【図８】
2014175247.tif 000010
【図９】
2014175247.tif 000011
【図１０】
2014175247.tif 000012
【図１１】
2014175247.tif 000013
【図１２】
2014175247.tif 000014
【図１３】
2014175247.tif 000015