(57)【要約】  電池は、正極及び負極がセパレータを介して積層された単板セルを複数含み、正極リードを単板セルの積層順に積み重ねた正極リード積層部と、負極リードを単板セルの積層順に積み重ねた負極リード積層部とを有する積層電極体と、正極端子と、負極端子とを備える。正極端子には、正極リード積層部を構成する正極リードのうち、積層電極体の単板セル積層方向の一端に位置する一端側正極リードが直接接続され、負極端子には、負極リード積層部を構成する負極リードのうち、単板セル積層方向の他端に位置する他端側負極リードが直接接続されている。
2017038044.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積層された単板セルを複数含み、前記各正極の正極リードを前記単板セルの積層順に積み重ねた正極リード積層部と、前記各負極の負極リードを前記単板セルの積層順に積み重ねた負極リード積層部とを有する積層電極体と、
前記正極リード積層部が接続された正極端子と、
前記負極リード積層部が接続された負極端子と、
を備え、
前記正極端子には、前記正極リード積層部を構成する前記正極リードのうち、前記積層電極体の単板セル積層方向の一端に位置する一端側正極リードが直接接続され、
前記負極端子には、前記負極リード積層部を構成する前記負極リードのうち、前記単板セル積層方向の他端に位置する他端側負極リードが直接接続されている、電池。
【請求項２】
前記積層電極体を構成する前記各単板セルにおいて、前記正極リードと前記正極端子との間の接続界面数（ｍ）と、前記負極リードと前記負極端子との間の接続界面数（ｎ）との合計数（ｍ＋ｎ）は互いに同一である、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記積層電極体は、前記単板セル積層方向に隣接配置された第１のブロックと第２のブロックに分けられており、
前記各ブロックを構成する前記各単板セルにおいて、前記正極リードと前記正極端子との間の接続界面数（ｍ）と、前記負極リードと前記負極端子との間の接続界面数（ｎ）との合計数（ｍ＋ｎ）は互いに同一である、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記各ブロックを構成する前記単板セルの数は２０以上であり、且つ前記各正極リード及び前記各負極リードの厚みはそれぞれ２０μｍ以下である、請求項３に記載の電池。
【請求項５】
前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、前記各ブロックから実質的に等距離に配置され、前記単板セル積層方向に対して実質的に垂直な２つのリード接続面を有し、
前記各ブロックにおいて、前記正極リード及び前記負極リードの一方が前記各リード接続面のうち近い方の面に接続され、前記正極リード及び前記負極リードの他方が前記各リード接続面のうち遠い方の面にそれぞれ接続されている、請求項３又は４に記載の電池。
【請求項６】
前記各リード接続面のうち遠い方の面に接続された前記正極リード又は前記負極リードが撓んでいる、請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記正極端子及び前記負極端子の少なくとも一方は、
前記単板セル積層方向に対して実質的に垂直に配置された基部と、
前記基部に対して実質的に垂直に形成され、前記第１のブロックのリードが接続された第１のリード接続部と、
前記基部に対して実質的に垂直に形成され、前記第２のブロックのリードが接続された第２のリード接続部と、
を有し、前記各リード接続部は互いに反対方向に延在している、請求項３又は４に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極及び負極がセパレータを介して積層されてなる単板セルを複数含む積層電極体を備えた電池（以下、「積層電池」という場合がある）が知られている。従来の積層電池は、一対の極板リードが単板セルの積層順にそれぞれ積み重ねられてなる一対のリード積層体を、そのままの順番で対応する電極端子に単純に接続して構成されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、単板セルとは各々１枚の正負極からなる電池単位を意味する。即ち、上記積層電極体は、複数の単板セルが電極端子に並列接続された接続構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、積層電池の高容量化を図るための手段として、電極の積層数を増やして多層化する方法が挙げられる。しかし、電極の積層数が増えると上記リード積層体における極板リードの積層数も増加するため、電極端子から遠い極板リードについては電極端子との間に多数の極板リードが介在し、電極端子との接続抵抗が高くなる。一方、電極端子に近い極板リードにおける接続は低抵抗である。【０００５】
上述のように、従来の積層電池では、積層電極体を構成する各単板セル間で電極端子に対する接続抵抗が異なるため、単板セルの利用率にバラつきが発生し、サイクル特性の低下につながる。なお、電極の積層数が増えるほど、かかる課題は顕著になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る電池は、正極及び負極がセパレータを介して積層された単板セルを複数含み、各正極の正極リードを単板セルの積層順に積み重ねた正極リード積層部と、各負極の負極リードを単板セルの積層順に積み重ねた負極リード積層部とを有する積層電極体と、正極リード積層部が接続された正極端子と、負極リード積層部が接続された負極端子とを備える。そして、正極端子には、正極リード積層部を構成する正極リードのうち、積層電極体の単板セル積層方向の一端に位置する一端側正極リードが直接接続され、負極端子には、負極リード積層部を構成する負極リードのうち、単板セル積層方向の他端に位置する他端側負極リードが直接接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、積層電極体を構成する各単板セルの利用率のバラつきが小さく、サイクル特性に優れた電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態である電池の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１中のＡＡ線断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態である電池において、極板リードと電極端子との接続形態を示す回路図である。
【図４】図４は、第１実施形態の変形例である電池の外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４中のＢＢ線断面図（ａ）及びＣＣ線断面図（ｂ）である。
【図６】図６は、第２実施形態である電池の平面図である。
【図７】図７は、図６中のＤＤ線断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態である電池において、極板リードと電極端子との接続形態を示す回路図である。
【図９】図９は、第２実施形態の変形例である電池の断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の他の変形例である電池の断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態のさらに他の変形例である電池の断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態のさらに他の変形例である電池の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の一例である電池について詳細に説明する。
【００１０】
実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略＊＊」との記載は、略同一を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端及びその近傍を意味するものとする。また、「断面視形状」とは参照する断面図に図示した断面形状を意味する。断面視形状と側面視形状が同一である場合に、一方又は両方の用語を用いて説明する場合がある。
【００１１】
実施形態では、２枚のラミネートフィルムによって構成される外装体を備えたラミネート型電池を例示するが、本開示に係る電池はこれに限定されない。本開示に係る電池は、例えば外装体として角形、コイン形等の金属製ケースを備えた電池であってもよい。
【００１２】
以下、図１〜図５を参照しながら、実施形態の一例（第１実施形態）である電池１０について詳説する。図１は、電池１０の外観を示す斜視図である。図２は、図１中のＡＡ線断面図であって、各リード積層部と各電極端子との接続箇所を拡大して示している。以下では、説明の便宜上、外装体１１のラミネートフィルム１２側を上、ラミネートフィルム１３側を下として説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、電池１０は、正極２２及び負極２３がセパレータ（図示せず）を介して積層された単板セル２１を複数含む積層電極体２０を備える。単板セル２１とは、１枚の正極２２及び１枚の負極２３から構成される電池単位である。積層電極体２０は、複数の単板セル２１が積み重ねられた積層構造を有し、例えば当該電極体には単板セル積層方向αの両端部に跨って各単板セル２１の積層ずれを防止するためのテープが貼着されている。積層電極体２０は、各正極２２の正極リード２４を単板セル２１の積層順に積み重ねた正極リード積層部２６と、各負極２３の負極リード２５を単板セル２１の積層順に積み重ねた負極リード積層部２７とを有する。
【００１４】
図２では、積層電極体２０を構成する５つの単板セル２１を図示しているが、単板セル２１の積層数は特に限定されない。単板セル２１の積層数は、例えば２０以上であり、好ましくは２０〜７０である。本実施形態では、正極２２及び負極２３の数が同じで、正極リード２４及び負極リード２５（以下、これらを総称して「極板リード」という）の数も同じである。積層電極体２０には、正極リード積層部２６及び負極リード積層部２７が１つずつ形成されており、各リード積層体はそれぞれ同数の極板リードで構成されている。
【００１５】
電池１０は、正極リード積層部２６が接続された正極端子１６と、負極リード積層部２７が接続された負極端子１７とを備える。正極リード積層部２６において、複数の正極リード２４は単板セル２１の積層順に電気的に接続されており、また負極リード積層部２７において、複数の負極リード２５は単板セル２１の積層順に電気的に接続されている。即ち、積層電極体２０は、複数の単板セル２１が複数の極板リードを介して各電極端子に並列接続された接続構造を有する。各リード積層部を構成する極板リード同士の接合、及び各リード積層部と各電極端子との接合は、例えば電極端子上に複数の極板リードを重ねた状態で溶接することによりなされる。溶接方法は特に限定されないが、超音波溶接又はレーザー溶接を用いることが好ましい。図２では、溶接箇所にドットを付している。
【００１６】
詳しくは後述するが、正極端子１６には正極リード積層部２６を構成する正極リード２４のうち、単板セル積層方向αの一端に位置する一端側正極リード（正極リード２４ｅ）が直接接続されている。また、負極端子１７には負極リード積層部２７を構成する負極リード２５のうち、単板セル積層方向αの他端に位置する他端側負極リード（負極リード２５ａ）が直接接続されている。
【００１７】
積層電極体２０を構成する正極２２、負極２３、及びセパレータは、例えばいずれも平面視略矩形形状を有し、積層電極体２０の本体部２８は略直方体形状を有する。本体部２８とは、積層電極体２０の各リード積層部を除く部分である。図１及び図２に例示する形態では、本体部２８の長手方向両端に位置する単板セル積層方向αに沿った各側面２８Ａから正極リード２４及び負極リード２５がそれぞれ延出している。即ち、一対の極板リードは互いに反対方向に延びている。
【００１８】
複数の正極リード２４は、少なくとも正極端子１６と接続される部分において単板セル２１の積層順に積み重ねられ、正極リード積層部２６を形成している。複数の負極リード２５は、少なくとも負極端子１７と接続される部分において単板セル２１の積層順に積み重ねられ、負極リード積層部２７を形成している。なお、各極板リードが側面２８Ａの近傍から互いに重なり合って各リード積層部が形成されていてもよい。各極板リードの厚みは、例えば２０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ〜２０μｍである。
【００１９】
電池１０の好適な一例は、リチウムイオン電池であって、発電要素として積層電極体２０と、非水電解質とを含む。本実施形態では、２枚のラミネートフィルム１２，１３によって構成される外装体１１に当該発電要素が収容されている。ラミネートフィルム１２，１３には、金属層の両面に樹脂層が形成されたフィルムを用いることが好適であり、一方の樹脂層は熱圧着可能な樹脂で構成されていることが好ましい。金属層は、例えばアルミニウムの薄膜層であり、水分等の透過を防ぐ機能を有する。
【００２０】
外装体１１は、例えば平面視略矩形形状を有する。外装体１１は、発電要素の収容空間を有する本体部１４と、本体部１４の周囲に張り出したシール部１５とを有する。図１に示す例では、ラミネートフィルム１２がカップ形状に成型されており、当該フィルムに扁平な略直方体形状の本体部１４が形成されている。本体部１４は、例えば対向配置されるラミネートフィルム１３と反対側に凸となるようにラミネートフィルム１２を絞り加工して形成される。ラミネートフィルム１３は、略平坦であり、電池１０の下面を形成している。シール部１５は、例えばラミネートフィルム１２，１３の周縁部同士を熱圧着して本体部１４の周囲に形成され、本体部１４の収容空間を密閉する。
【００２１】
図１及び図２に例示する形態では、外装体１１の長手方向両端から正極端子１６及び負極端子１７がそれぞれ引き出されている。即ち、一対の電極端子は互いに反対方向に引き出されている。正極端子１６及び負極端子１７は、いずれも略平坦な板状体であって、単セル積層方向αに対して略垂直に延びている。正極端子１６及び負極端子１７は、シール部１５でラミネートフィルム１２，１３に接合され、シール部１５を通って各フィルムの間から外装体１１の外部に引き出されている。各電極端子は、ラミネートフィルム１３上において当該フィルムの面方向と略平行に配置される。
【００２２】
正極２２は、例えば正極集電体と、当該集電体上に形成された正極合剤層とで構成される。正極集電体には、アルミニウムなどの正極２２の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。正極リード２４は、例えば正極集電体の一部を正極２２の長手方向に突出させて形成されており、集電体と一体化している。正極合剤層は、正極活物質の他に、導電剤及び結着剤を含み、集電体の両面に形成されていることが好適である。正極２２は、例えば正極集電体上に正極活物質、結着剤等を含む正極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延して正極合剤層を集電体の両面に形成することにより作製できる。
【００２３】
正極活物質には、例えばリチウム含有複合酸化物が用いられる。リチウム含有複合酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ1+xＭaＯ2+b（式中、ｘ＋ａ＝１、−０．２＜ｘ≦０．２、−０．１≦ｂ≦０．１、Ｍは少なくともＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌのいずれかを含む）で表される複合酸化物であることが好ましい。好適な複合酸化物の一例としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎを含むリチウム複合酸化物、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌを含むリチウム含有複合酸化物が挙げられる。
【００２４】
負極２３は、例えば負極集電体と、当該集電体上に形成された負極合剤層とで構成される。負極集電体には、銅などの負極２３の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極リード２５は、例えば負極集電体の一部を負極２３の長手方向に突出させて形成されており、集電体と一体化している。負極合剤層は、負極活物質の他に、結着剤を含むことが好適である。負極２３は、例えば負極集電体上に負極活物質、結着剤等を含む負極合剤スラリーを塗布し、塗膜を乾燥させた後、圧延して負極合剤層を集電体の両面に形成することにより作製できる。
【００２５】
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料であればよく、一般的には黒鉛が用いられる。負極活物質には、ケイ素、ケイ素化合物、又はこれらの混合物を用いてもよく、ケイ素化合物等と黒鉛等の炭素材料を併用してもよい。ケイ素化合物の好適な一例は、ＳｉＯx（０．５≦ｘ≦１．５）で表されるケイ素酸化物である。
【００２６】
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。非水溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、ニトリル類、アミド類、及びこれらの２種以上の混合溶媒等を用いることができる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含んでいてもよい。電解質塩は、リチウム塩であることが好ましい。
【００２７】
以下、図２及び図３を参照しながら、各極板リードと各電極端子との接続形態について更に詳説する。図３は、極板リードと電極端子との接続形態を示す回路図である。
【００２８】
図２に例示するように、積層電極体２０は、各電極端子に近い方から順に（本実施形態では下から順に）、単板セル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが積層されてなる。図２では、これら各単板セル２１に対応する各極板リードにａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅをそれぞれ付している。正極リード積層部２６は、各単板セル２１の積層順に従い、下から順に正極リード２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを積み重ねて形成されている。同様に、負極リード積層部２７は、各単板セル２１の積層順に従い、下から順に負極リード２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを積み重ねて形成されている。
【００２９】
正極リード積層部２６は、ラミネートフィルム１３と正極端子１６との間に入り込み、ラミネートフィルム１３側（下方）に向いた第２面１６Ｂに接続されている。そして、正極リード積層部２６において単板セル積層方向αの一端（上端）に位置する正極リード２４ｅが、正極端子１６の第２面１６Ｂに直接接続されている。積層電極体２０の上端に積層された単板セル２１ｅの正極リード２４ｅと正極端子１６との間には、少なくとも溶接箇所において１つの接続界面Ｍが存在する。
【００３０】
一方、積層電極体２０の上から２番目に積層された単板セル２１ｄの正極リード２４ｄと正極端子１６との間には、正極リード２４ｅが介在しているため、２つの接続界面Ｍが存在する。正極リード２４ｃと正極端子１６との間には３つの接続界面Ｍが、正極リード２４ｂと正極端子１６との間には４つの接続界面Ｍが、正極リード２４ａと正極端子１６との間には５つの接続界面Ｍがそれぞれ存在する。
【００３１】
負極リード積層部２７は、ラミネートフィルム１２側（上方）に向いた負極端子１７の第１面１７Ａに接続されている。そして、負極リード積層部２７において単板セル積層方向αの他端（下端）に位置する負極リード２５ａが、負極端子１７の第１面１７Ａに直接接続されている。積層電極体２０の下端に積層された単板セル２１ａの負極リード２５ａと負極端子１７との間には、少なくとも溶接箇所において１つの接続界面Ｎが存在する。
【００３２】
一方、積層電極体２０の下から２番目に積層された単板セル２１ｂの負極リード２５ｂと負極端子１７との間には、負極リード２５ａが介在しているため、２つの接続界面Ｎが存在する。負極リード２５ｃと負極端子１７との間には３つの接続界面Ｎが、負極リード２５ｄと負極端子１７との間には４つの接続界面Ｎが、負極リード２５ｅと負極端子１７との間には５つの接続界面Ｎがそれぞれ存在する。
【００３３】
つまり、各電極端子に対する各極板リードの積層順は、正極２２側と負極２３側とで逆になっている。例えば、単板セル２１ａについてみると、負極リード積層部２７において負極リード２５ａが負極端子１７に最も近く接続距離が最短となる一方、正極リード積層部２６において正極リード２４ａが正極端子１６から最も遠く接続距離が最長となる。単板セル２１ｅでは、正極リード積層部２６において正極リード２４ｅが正極端子１６に最も近く接続距離が最短となる一方、負極リード積層部２７において負極リード２５ｅが負極端子１７から最も遠く接続距離が最長となる。複数の単板セル２１の真ん中に積層された単板セル２１ｃでは、かかる接続距離が正極２２側と負極２３側とで同じになる。
【００３４】
本実施形態では、積層電極体２０を構成する各単板セル２１において、正極リード２４と正極端子１６との間の接続界面Ｍの数（ｍ）と、負極リード２５と負極端子１７との間の接続界面Ｎの数（ｎ）との合計数（ｍ＋ｎ）は、下記の通り互いに同一である。上述の通り、単板セル２１ａでは、正極リード２４ａと正極端子１６との間の接続界面数（ｍ）が５、負極リード２５ａと負極端子１７との間の接続界面数（ｎ）が１であり、合計数（ｍ＋ｎ）が６である。他の単板セル２１の接続界面数（ｍ，ｎ）、合計数（ｍ＋ｎ）は下記の通りである。
【００３５】
単板セル２１ｂ；ｍ＝４，ｎ＝２，ｍ＋ｎ＝６
単板セル２１ｃ；ｍ＝３，ｎ＝３，ｍ＋ｎ＝６
単板セル２１ｄ；ｍ＝２，ｎ＝４，ｍ＋ｎ＝６
単板セル２１ｅ；ｍ＝１，ｎ＝５，ｍ＋ｎ＝６
なお、各単板セル２１において、合計数（ｍ＋ｎ）が異なる接続形態としてもよい。例えば、積層される極板セルの数が異なる正極リード積層部２６及び負極リード積層部２７をそれぞれ複数形成して各電極端子に接続することで、各単板セル間で合計数（ｍ＋ｎ）を異ならせることができる。但し、各単板セルの利用率をより均一化すべく、各リード積層部を複数形成した場合も、各単板セル２１における合計数（ｍ＋ｎ）が互いに同一となる接続形態を採用することが好適である。
【００３６】
図３では、各接続界面Ｍ，Ｎにおける接続抵抗をＸで示している。ここでは、正極リード２４と負極リード２５の抵抗を同じとし、接続界面Ｍ，Ｎに一定の接続抵抗が発生するものと仮定している。この場合、単板セル２１ａの正極リード２４ａと正極端子１６との間の接続界面数（ｍ）は５であるため、図３の紙面左側に示すように、正極端子１６に対する単板セル２１ａの正極側の接続抵抗は５Ｘ（Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋Ｘ＋Ｘ）となる。一方、負極リード２５ａは負極端子１７に直接接続されているため、負極端子１７に対する単板セル２１ａの負極側の接続抵抗はＸである。即ち、単板セル２１ａにおいて、正極端子１６との接続抵抗と負極端子１７との接続抵抗の和は６Ｘ（Ｘ＋５Ｘ）となる。他の単板セル２１における電極端子との接続抵抗の和は下記の通りである（左から順に、正極端子１６との接続抵抗、負極端子１７との接続抵抗、各接続抵抗の和）。
【００３７】
単板セル２１ｂ；４Ｘ，２Ｘ，６Ｘ
単板セル２１ｃ；３Ｘ，３Ｘ，６Ｘ
単板セル２１ｄ；２Ｘ，４Ｘ，６Ｘ
単板セル２１ｅ；Ｘ，５Ｘ，６Ｘ
上述の通り、各極板リードの抵抗を同じとし、接続界面Ｍ，Ｎに一定の接続抵抗が発生するものと仮定した場合に、積層電極体２０を構成する各単板セル２１において、電極端子との接続抵抗の和は互いに同一（図３に示す例ではいずれも６Ｘ）となる。各単板セル２１間において電極端子との接続抵抗の和を均一化することにより、各単板セル２１の利用率のバラつきを小さくして、サイクル特性を向上させることができる。なお、各極板リードの抵抗等は、接続界面Ｍ，Ｎの数と比較して、上記接続抵抗に与える影響が小さい。
【００３８】
図３の紙面右側には、一対のリード積層部を対応する電極端子に単純に接続して構成された従来例（両方のリード積層部を各電極端子の第１面に接続した構成）を示している。この場合、電極端子との接続抵抗の和は下記のようになり（左から順に、正極端子１６との接続抵抗、負極端子１７との接続抵抗、各接続抵抗の和）、接続抵抗の分布が発生する。ゆえに、各単板セルの利用率の差が大きくなり、サイクル特性の低下につながる。
【００３９】
単板セル２１ａ；Ｘ，Ｘ，２Ｘ
単板セル２１ｂ；２Ｘ，２Ｘ，４Ｘ
単板セル２１ｃ；３Ｘ，３Ｘ，６Ｘ
単板セル２１ｄ；４Ｘ，４Ｘ，８Ｘ
単板セル２１ｅ；５Ｘ，５Ｘ，１０Ｘ
図４及び図５は、実施形態の一例（第１実施形態の変形例）である電池１０ｘを示す図である。図４は、電池１０ｘの外観を示す斜視図である。図５は、図４中のＢＢ線断面図（ａ）及びＣＣ線断面図（ｂ）であって、各電極端子の基部の長手方向に沿って電池１０ｘを切断した断面を示している。
【００４０】
図４に示すように、電池１０ｘは、外装体１１から同じ方向に一対の電極端子が引き出されている点で、電池１０と異なる。外装体１１の長手方向一端において、正極端子１６ｘが外装体１１の幅方向一端側から、負極端子１７ｘが外装体１１の幅方向他端側からそれぞれ引き出されている。正極端子１６ｘ及び負極端子１７ｘは、互いに接触しないように外装体１１の幅方向に間隔をあけて設けられている。正極端子１６ｘ及び負極端子１７ｘは、例えば互いに略同一形状、略同一寸法を有する。
【００４１】
図５に示すように、正極端子１６ｘ及び負極端子１７ｘは、ラミネートフィルム１３上において当該フィルムの面方向と略平行に配置された基部３０，３２と、単板セル積層方向αと略平行に配置されたリード接続部３１，３３とをそれぞれ有する。基部３０，３２は、一端が外装体１１の本体部１４内に、他端が外装体１１の外部にそれぞれ位置し、中間部がシール部１５でラミネートフィルム１２，１３に接合される。リード接続部３１，３３は、正極リード積層部２６ｘ、負極リード積層部２７ｘ（各極板リード）がそれぞれ接続される部分であって、本体部１４内に設けられる。リード接続部３１，３３は、基部３０，３２の一端にそれぞれ設けられている。リード接続部３１は基部３０に対して略垂直に設けられ、リード接続部３３は基部３２に対して略垂直に設けられており、各電極端子は断面視（側面視）略Ｌ字状をなしている。
【００４２】
電池１０ｘでは、正極リード積層部２６ｘがリード接続部３１の第１面３１Ａに接続されており、負極リード積層部２７ｘがリード接続部３３の第２面３３Ｂに接続されている。各リード積層部は、各リード接続部に溶接されることが好ましい。図５に示す例では、各極板リードが上方に凸となる略Ｕ字状（一部の極板リードは略Ｌ字状であってもよい）をなしている。ここで、第１面３１Ａとはリード接続部３１の側面２８Ａ側に向いた面であり、第２面３３Ｂとはリード接続部３３の側面２８Ａと反対側に向いた面である。
【００４３】
正極端子１６ｘ（リード接続部３１の第１面３１Ａ）には、電池１０の場合と同様に、正極リード積層部２６ｘを構成する正極リード２４ｘａ〜２４ｘｅのうち、単板セル積層方向αの一端に位置する一端側正極リードである正極リード２４ｘｅが直接接続されている。また、負極端子１７ｘ（リード接続部３３の第２面３３Ｂ）には、負極リード積層部２７を構成する負極リード２５ｘａ〜２５ｘｅのうち、単板セル積層方向αの他端に位置する他端側負極リードである負極リード２５ｘａが直接接続されている。
【００４４】
つまり、電池１０ｘにおいても、各電極端子に対する各極板リードの積層順は、正極２２側と負極２３側とで逆になっている。更に、積層電極体２０を構成する各単板セル２１において、接続界面数（ｍ）と、接続界面数（ｎ）との合計数（ｍ＋ｎ）は互いに同一である。電池１０ｘによれば、各単板セル２１間における電極端子との接続抵抗の和が均一化され、各単板セル２１の利用率のバラつきを小さくして、サイクル特性を向上させることができる。
【００４５】
図５に示す例では、各リード積層部が対応するリード接続部の互いに反対側を向いた面にそれぞれ接続されているが、各リード積層部は対応するリード接続部の同じ方向を向いた面にそれぞれ接続されていてもよい。例えば、正極リード積層部２６ｘをリード接続部３１の第１面３１Ａに接続し、負極リード積層部２７ｘをリード接続部３３の第１面３３Ａに接続してもよい。この場合、下方に凸となる略Ｕ字状をなすように各負極リードを積み重ねて負極リード積層部２７ｘを形成し、負極リード２５ｘａを第１面３３Ａの最も近くに位置させ、第１面３３Ａに負極リード２５ｘａを直接接続する。これにより、各単板セル２１間における電極端子との接続抵抗の和が均一化された接続形態を得ることができる。
【００４６】
以下、図６〜図１２を参照しながら、実施形態の一例（第２実施形態）である電池５０について詳説する。図６は、電池５０の平面図であって、外装体５１を二点鎖線で示している。図７は図６中のＤＤ線断面図、図８は極板リードと電極端子との接続形態を示す回路図である。以下では、説明の便宜上、外装体５１のラミネートフィルム５２側を上、ラミネートフィルム５３側を下として説明する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、電池５０は、２つのブロック６０，７０（第１及び第２のブロック）に分けられた積層電極体５８を備える点で、電池１０と異なる。ブロック６０，７０は、単板セル積層方向α（上下方向）に隣接配置されている。ブロック６０，７０の本体部６８，７８（各リード積層部を除く部分）は、例えば略直方体形状を有する。ブロック６０，７０の間には、例えばシート状の絶縁部材が介在しており、大きな間隙が存在しないことが好ましい。絶縁部材は、単板セルを構成するセパレータであってもよい。積層電極体５８を構成するブロックの数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。
【００４８】
電池５０では、それぞれカップ形状に成型された２枚のラミネートフィルム５２，５３によって外装体５１が構成されている点で、電池１０と異なる。外装体５１は、各ブロック６０，７０の収容空間をそれぞれ有する本体部５４，５５と、本体部５４，５５の周囲に張り出したシール部５６とを有する。各本体部５４，５５は、例えば扁平な略直方体形状を有し、互いに反対方向に凸となるようにラミネートフィルム５２，５３を絞り加工して形成される。ラミネートフィルム５２，５３には、ラミネートフィルム１２，１３と同様のフィルムを適用できる。
【００４９】
電池５０は、例えばリチウムイオン電池であり、ブロック６０の単板セル６１を構成する正極６２及び負極６３、ブロック７０の単板セル７１を構成する正極７２及び負極７３、非水電解質等には電池１０と同様の材料が適用できる。
【００５０】
本実施形態では、ブロック６０，７０が、それぞれ同数の単板セル６１，７１によって構成されている。ブロック６０は、各電極端子に近い方から順に（下から順に）、単板セル６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅが積層されてなる。ブロック７０は、各電極端子に近い方から順に（上から順に）、単板セル７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ，７１ｅが積層されてなる。ブロック６０，７０には、正極リード積層部６６，７６及び負極リード積層部６７，７７が１つずつ形成されており、各リード積層体はそれぞれ同数の極板リードで構成されている。各極板リード（正極リード６４，７４、負極リード６５，７５）の厚みは、例えば２０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ〜２０μｍである。
【００５１】
図７では、ブロック６０，７０を構成する単板セル６１，７１を５つずつ図示しているが、単板セルの積層数は特に限定されず、各ブロックで異なっていてもよい。ブロック６０，７０を構成する単板セル６１，７１の数は、例えば２０以上であり、好ましくは２０〜７０である。好適なブロックは、各単板セルの積層数が２０以上であり、且つ各極板リードの厚みが２０μｍ以下である。
【００５２】
ブロック６０では、正極リード積層部６６において複数の正極リード６４が単板セル６１の積層順に電気的に接続されており、また負極リード積層部６７において複数の負極リード６５が単板セル６１の積層順に電気的に接続されている。ブロック７０における各極板リードの接続状態もブロック６０の場合と同じである。ブロック６０，７０は、いずれも複数の単板セルが複数の極板リードを介して各電極端子に並列接続された接続構造を有する。
【００５３】
ブロック６０では、複数の正極リード６４が本体部６８の一方の側面６８Ａから延出し、複数の負極リード６５が本体部６８の他方の側面６８Ａから延出している。即ち、一対の極板リードは互いに反対方向に延出している。図６に示す例では、積層電極体５８の幅方向一端側に正極リード６４及び負極リード６５（各リード積層部）が配置されている。ブロック７０の各極板リードも互いに反対方向に延出しており、積層電極体５８の幅方向他端側に正極リード７４及び負極リード７５（各リード積層部）が配置されている。即ち、ブロック６０，７０の各々において一対の極板リード（一対のリード積層部）は積層電極体５８の長手方向に並び、正極リード６４，７４及び負極リード６５，７５はそれぞれ積層電極体５８の幅方向にずれて配置されている。
【００５４】
なお、負極リード６５，７５（負極リード積層部６７，７７）は上下方向に重なるように配置されていてもよいが、詳しくは後述するように正極リード６４，７４（正極リード積層部６６，７６）は上下方向に重ならないように配置される。
【００５５】
電池５０は、正極リード積層部６６，７６がそれぞれ接続された正極端子８０と、負極リード積層部６７，７７がそれぞれ接続された負極端子８１とを備える。即ち、各電極端子には複数のリード積層部が接続されている。図６及び図７に例示する形態では、外装体５１の長手方向両端から正極端子８０及び負極端子８１がそれぞれ引き出されている。一対の電極端子は、電池１０の場合と同様に互いに反対方向に引き出されている。正極端子８０及び負極端子８１は、シール部５６でラミネートフィルム５２，５３に接合され、シール部５６を通って各フィルムの間から外装体５１の外部に引き出されている。
【００５６】
正極端子８０及び負極端子８１は、例えば略平坦な板状体であって、単セル積層方向αに対して略垂直に延びている。正極端子８０及び負極端子８１は、それぞれ、ブロック６０，７０から略等距離に配置され、単板セル積層方向αに対して略垂直な一対のリード接続面である第１面８０Ａ，８１Ａ及び第２面８０Ｂ，８１Ｂを有する。ここで、第１面８０Ａ，８１Ａとはブロック６０側（上方）を向いたリード接続面であり、第２面８０Ｂ，８１Ｂとはブロック７０側（下方）を向いたリード接続面である。
【００５７】
ブロック６０，７０は、上述のように正極リード積層部６６，７６が同じ方向を向き、且つ負極リード積層部６７，７７が同じ方向を向いた状態で積み重ねられている。そして、負極リード積層部６７が負極端子８１のリード接続面のうちブロック６０から近い方の面である第１面８１Ａに接続され、正極リード積層部６６が正極端子８０のリード接続面のうちブロック６０から遠い方の面である第２面８０Ｂに接続されている。また、負極リード積層部７７が負極端子８１のリード接続面のうちブロック７０から近い方の面である第２面８１Ｂ接続され、正極リード積層部７６が正極端子８０のリード接続面のうちブロック７０から遠い方の面である第１面８０Ａに接続されている。
【００５８】
正極端子８０の第２面８０Ｂには、正極リード積層部６６を構成する正極リード６４のうち、正極リード６４ｅが直接接続されている。また、正極端子８０の第１面８０Ａには、正極リード積層部７６を構成する正極リード７４のうち、正極リード７４ｅが直接接続されている。図７に示すように、ブロック６０の各正極リード６４とブロック７０の各正極リード７４は、断面視（側面視）において交差している。但し、正極リード６４，７４は積層電極体５８の幅方向にずれて配置されているため、当該接続形態としても互いに接触することはない。断面視において交差した状態で電極端子に接続される極板リードは、負極リード６５，７５であってもよい。この場合、正極リード６４は正極端子８０の第１面８０Ａに、正極リード７４は第２面８０Ｂにそれぞれ接続される。断面視において交差した状態で電極端子に接続される各ブロックの極板リードは、互いの干渉を避けるため、上下方向に重ならないように配置される。
【００５９】
電池５０では、上述のように各ブロックにおいて各電極端子に対する各極板リードの積層順が、正極側と負極側とで逆になっている。例えば、ブロック６０の単板セル６１ａについてみると、負極リード積層部６７において負極リード６５ａが負極端子８１に最も近く接続距離が最短となる一方、正極リード積層部６６において正極リード６４ａが正極端子８０から最も遠く接続距離が最長となる。ブロック７０の単板セル７１ａについても同様である。
【００６０】
本実施形態では、ブロック６０を構成する各単板セル６１において、正極リード６４と正極端子８０との間の接続界面Ｍの数（ｍ）と、負極リード６５と負極端子８１との間の接続界面Ｎの数（ｎ）との合計数（ｍ＋ｎ）は互いに同一である。ブロック７０の各単板セル７１についても、合計数（ｍ＋ｎ）は互いに同一である。図７に示す例では、ブロック６０，７０を構成するいずれの単板セル６１，７１においても、合計数（ｍ＋ｎ）は６となる。
【００６１】
図８では、図３と同様に、各接続界面Ｍ，Ｎにおける接続抵抗をＸで示している。また、ブロック６０を構成する単板セルをＲ、ブロック７０を構成する単板セルをｒでそれぞれ示し、各ブロックがｎ個の単板セルで構成されているものとする。単板セルＲ１，ｒ１の正極リードが正極端子に直接接続され、単板セルＲｎ，ｒｎの負極リードが負極端子に直接接続されている。
【００６２】
図８に示すように、ブロック６０の単板セルＲ１の接続界面Ｍの数（ｍ）は１であり、正極端子に対する単板セルＲ１の正極側の接続抵抗はＸである。一方、単板セルＲ１の負極リードと負極端子との間にはｎ個の負極リードが介在しており、負極側の接続抵抗はｎＸとなる。そして、単板セルＲ１では正極端子との接続抵抗と負極端子との接続抵抗の和が（ｎ＋１）Ｘとなる。ブロック６０を構成する他の単板セル、及びブロック７０を構成する各単板セルについても、各電極端子との接続抵抗の和が（ｎ＋１）Ｘとなる。したがって、電池５０によれば、ブロック６０，７０を構成する各単板セル６１，７１において電極端子との接続抵抗の和を均一化することができ、各単板セル６１，７１の利用率のバラつきを小さくして、サイクル特性を向上させることができる。
【００６３】
図９〜図１２は、実施形態の一例（第２実施形態の変形例）である電池５０ｖ，５０ｗ，５０ｘ，５０ｙを示す図である。
【００６４】
図９は、電池５０ｖの断面図である。図９に示すように、電池５０ｖでは、ブロック６０ｖ，７０ｖの正極リード６４ｖ，７４ｖが撓んでいる点で、電池５０と異なる。電池５０では、各正極リード６４，７４の付け根から正極端子８０のリード接続面まで略真っ直ぐである。なお、単板セルの合剤層は充放電を繰り返すと膨化する。そのため、正極リードと正極端子が略真っ直ぐに接続され、正極リードが正極リードのリード接続面の遠い方の面に接続されていると、ストレスが作用し易い。更に、正極リード６４，７４は、正極端子８０のリード接続面のうち遠い方の面に断面視において交差した状態で接続されているため、負極リード６５，７５に比べてストレスが作用し易い。ゆえに、正極リード６４ｖ，７４ｖを撓ませてストレスを許容できる余裕を持たせることが好適である。撓みを持たせた正極リード６４ｖ，７４ｖは、正極リード６４，７４に比べて破断し難くなる。
【００６５】
正極リード６４ｖ，７４ｖは、付け根から正極端子８０のリード接続面まで緩やかに湾曲していることが好適である。正極リード６４ｖ，７４ｖは、本体部６８，７８側に向かって湾曲していてもよいし、反対側（外側）に向かって湾曲していてもよい。図９に示す例では、正極リード６４ｖ，７４ｖが撓んでいるが、負極リード６５，７５に撓みを持たせてもよい。また、負極リード６５，７５が負極端子８１のリード接続面のうち遠い方の面に接続される場合は、少なくとも負極リード６５，７５に撓みを持たせることが好ましい。
【００６６】
図１０は、電池５０ｗの各電極端子及びその近傍を拡大して示す断面図であって、併せて正極端子８０ｗの斜視図を示している。図１０に示すように、電池５０ｗは、平板状の正極端子８０に代えて、断面視Ｔ字状をなす正極端子８０ｗを備える点で、電池５０と異なる。また、ブロック６０ｗの正極リード６４ｗａ〜６４ｗｅは、上方に凸となる略Ｕ字状をなし、ブロック７０ｗの正極リード７４ｗａ〜７４ｗｅは下方に凸となる略Ｕ字状をなしている。
【００６７】
正極端子８０ｗは、単板セル積層方向αに対して略垂直に配置された基部８２と、基部８２に対して略垂直に形成された２つのリード接続部８３，８４（第１及び第２のリード接続部）とを有する。基部８２は、シール部５６を通って各フィルムの間から外装体５１の外部に引き出されている。各リード接続部は、本体部５４，５５内に設けられている。リード接続部８３は本体部５４側（上方）に延び、当該接続部にはブロック６０ｗの正極リード６４ｗａ〜６４ｗｅ（正極リード積層部６６ｗ）が接続されている。リード接続部８４は本体部５５側（下方）に延び、当該接続部にはブロック７０ｗの正極リード７４ｗａ〜７４ｗｅ（正極リード積層部７６ｗ）が接続されている。リード接続部８３，８４は互いに反対方向に延在しており、各リード接続部と基部８２とで略Ｔ字状の側面形状（基部８２の幅方向から見た状態）をなしている。
【００６８】
正極端子８０ｗは、例えば１枚の長方形状の金属板に切り込み８５を形成し、切り込み８５の両側部分を反対方向に折り曲げることによって形成される。切り込み８５の両側に形成されるリード接続部８３，８４は、本体部５４，５５内に位置する基部８２の一端に立設している。リード接続部８３，８４と基部８２とがなす角度は、例えば８０°〜１００°であり、好ましくは８５°〜９５°であり、より好ましくは約９０°である。
【００６９】
電池５０ｗによれば、正極端子８０ｗを用いて、ブロック６０ｗ，７０ｗの各正極リードを略Ｕ字状に曲げた状態で当該端子に接続することにより、電池内スペースの無駄を低減することができる。具体的には、各正極リードと正極端子８０ｗとの接続部分のスペース、即ち本体部６８，７８の側面６８Ａ，７８Ａと外装体５１との間隔を電池５０の場合よりも小さくすることができる。これにより、電池の小型化及び高エネルギー密度化を図ることが可能となる。
【００７０】
正極リード積層部６６ｗ，７６ｗは、電池の小型化等の観点から、いずれもリード接続部８３，８４の本体部６８，７８側を向いた面に接続されることが好適である。リード接続部８３には、正極リード積層部６６ｗを構成する正極リード６４ｗａ〜６４ｗｅのうち、正極リード６４ｗｅが直接接続されている。また、リード接続部８４には、正極リード積層部７６ｗを構成する正極リード７４ｗａ〜７４ｗｅのうち、正極リード７４ｗｅが直接接続されている。負極端子８１には、負極リード６５ａ，７５ａがそれぞれ直接接続されている。電池５０ｗにおいても、各電極端子に対する各極板リードの積層順は、正極側と負極側とで逆になっており、各単板セルの利用率のバラつきを小さくして、サイクル特性を向上させることができる。
【００７１】
図１１は、電池５０ｘの各電極端子及びその近傍を拡大して示す断面図である。図１１に示すように、電池５０ｘは、平板状の負極端子８１に代えて、断面視Ｔ字状をなす負極端子８１ｘを備える点で、電池５０ｗと異なる。負極端子８１ｘは、正極端子８０ｗと同様に、基部８６と、基部８６に対して略垂直に形成された２つのリード接続部８７，８８とを有し、リード接続部８７，８８は互いに反対方向に延在している。負極端子８１ｘには、正極端子８０ｗと同じものを適用することができる。
【００７２】
ブロック６０ｘの負極リード６５ｘａ〜６５ｘｅは、下方に凸となる略Ｕ字状をなし、ブロック７０ｘの負極リード７５ｘａ〜７５ｘｅは上方に凸となる略Ｕ字状をなしている。そして、負極端子８１ｘのリード接続部８７，８８には、電池５０ｗの場合と同様に負極リード６５ｘａ，７５ｘａがそれぞれ直接接続されている。電池５０ｘにおいても、各電極端子に対する各極板リードの積層順は正極側と負極側とで逆である。
【００７３】
電池５０ｘによれば、正極側、負極側の両方に略Ｔ字状の側面形状をなす電極端子を用いることで、電池５０ｗよりも更に電池の小型化及び高エネルギー密度化を図ることが可能となる。
【００７４】
図１２は、電池５０ｙの平面図であって、外装体５１を二点鎖線で示している。図１２では、電極端子及びその近傍を矢印の方向から見た側面図を併せて示す。図１２に示すように、電池１０ｙは、ブロック６０ｙ，７０ｙの各極板リード（各リード積層部）が同じ方向に延出していると共に、外装体５１から同じ方向に一対の電極端子が引き出されている点で、電池５０ｘと異なる。各極板リード（各リード積層部）は、積層電極体５８ｙの長手方向一端部において、当該電極体の幅方向に間隔をあけて並び、幅方向一端側から順に正極リード６４ｙ、正極リード７４ｙ、負極リード６５ｙ、負極リード７５ｙが配置されている。
【００７５】
正極端子８０ｙ及び負極端子８１ｙは、それぞれ、基部８２ｙ，８６ｙと、リード接続部８３ｙ，８４ｙ，８７ｙ，８８ｙとを有し、Ｔ字状の側面形状をなす点で、正極端子８０ｘ及び負極端子８１ｘと共通している。但し、外装体５１の幅方向に沿った正極端子８０ｙ及び負極端子８１ｙの長さは、例えば正極端子８０ｘ及び負極端子８１ｘの当該長さの半分以下である。外装体５１の長手方向一端部において、互いに接触しないように外装体５１の幅方向に間隔をあけた状態で、正極端子８０ｙが外装体５１の幅方向一端側から、負極端子８１ｙが外装体５１の幅方向他端側からそれぞれ引き出されている。
【００７６】
電池５０ｘの場合と同様に、ブロック６０ｙの正極リード６４ｙとブロック７０ｙの負極リード７５ｙは上方に凸となる略Ｕ字状をなし、ブロック７０ｙの正極リード７４ｙとブロック６０ｙの負極リード６５ｙは下方に凸となる略Ｕ字状をなしている。また、正極端子８０ｙ、負極端子８１ｙの各リード接続部に直接接続される極板リードは電池５０ｘの場合と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、電池に利用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  電池、
１１  外装体
１２，１３  ラミネートフィルム
１４  本体部
１５  シール部
１６  正極端子
１７  負極端子
１６Ａ，１７Ａ  第１面
１６Ｂ，１７Ｂ  第２面
２０  積層電極体
２１  単板セル
２２  正極
２３  負極
２４，２４ａ〜２４ｅ  正極リード
２５，２５ａ〜２５ｅ  負極リード
２６  正極リード積層部
２７  負極リード積層部
２８  本体部
２８Ａ  側面
３０，３２  基部
３１，３３  リード接続部
３１Ａ，３３Ａ  第１面
３１Ｂ，３３Ｂ  第２面
５０  電池
５１  外装体
５２，５３  ラミネートフィルム
５４，５５  本体部
５６  シール部
５８  積層電極体
６０，７０  ブロック
６１，７１  単板セル
６２，７２  正極
６３，７３  負極
６４，６４ａ〜６４ｅ，７４，７４ａ〜７４ｅ  正極リード
６５，６５ａ〜６５ｅ，７５，７５ａ〜７５ｅ  負極リード
６６，７６  正極リード積層部、６７，７７  負極リード積層部
６８，７８  本体部
６８Ａ，７８Ａ  側面
８０  正極端子
８１  負極端子
８０Ａ，８１Ａ  第１面
８０Ｂ，８１Ｂ  第２面
８２，８６  基部
８３，８４，８７，８８  リード接続部
８５  切り込み
Ｍ，Ｎ  接続界面
α  単板セル積層方向
【図１】
2017038044.tif 000003
【図２】
2017038044.tif 000004
【図３】
2017038044.tif 000005
【図４】
2017038044.tif 000006
【図５】
2017038044.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017038044.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2017038044.tif 000015
2017038044.tif 000016
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