(57)【要約】【課題】  内圧上昇に対する接合部の耐久性を効率よく向上させたフィルム外装型蓄電装置を提供する。【解決手段】  本発明のフィルム外装型蓄電装置は、正極及び負極を有する電極体ユニット２０と、内部に該電極体ユニットを収容する空間が形成されたフィルム外装体１０とを備える。電極体ユニット収容空間の外周には、フィルム外装体１０を構成する外装フィルム１１，１２が重ね合わされたフランジ部１４が形成されている。そのフランジ部１４には外装フィルム１１，１２が接合されて成る接合部１６が形成され、これにより前記収容空間が封止されている。接合部１６のうち少なくとも一部長さには、外装フィルム１１の外側に、接合部の内周端１６Ａを構成する外装フィルム１１が接合部１６の剥がれ方向に変形することを防止する剥がれ止め部材２０が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極を有する電極体ユニットと、内部に該電極体ユニットを収容する空間が形成されたフィルム外装体とを備えたフィルム外装型蓄電装置であって、
前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも一部長さには、前記フィルム外装体を構成する外装フィルムにより該収容空間から外方に広がるフランジ部が形成され、該フランジ部において重ね合わされた前記外装フィルム同士が接合されて成る帯状の接合部によって前記収容空間が封止されており、
その接合部のうち少なくとも一部長さには、前記外装フィルムの外側に、該接合部の内周端を構成する前記外装フィルムが該接合部の剥がれ方向に変形することを防止する剥がれ止め部材が設けられている、蓄電装置。
【請求項２】
前記剥がれ止め部材は前記接合部の内周端を含む範囲に設けられている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記剥がれ止め部材は前記フランジ部の内周端を含む範囲に設けられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記剥がれ止め部材は前記フランジ部の一面及び他面に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記接合部は前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも一辺に設けられており、前記剥がれ止め部材は該辺に設けられた前記接合部の中央部のみに設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記接合部は前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも対向する一組の辺に設けられており、それらの辺に設けられた接合部間に跨って前記剥がれ止め部材が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装型の蓄電装置に関し、詳しくは外装フィルムの接合により封止されたフィルム外装型蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネートフィルム等の封止用フィルム同士を熱融着等により接合して形成されるフィルム外装体の内部に電極体ユニットを収容して密閉した構造のいわゆるフィルム外装型蓄電装置が知られている。このようなフィルム外装型蓄電装置は、硬質の外装体（例えば金属製の外装缶）を備えた蓄電装置に比べて小型化・軽量化が容易であるという利点を有する。この種のフィルム外装型蓄電装置に関する従来技術文献として特許文献１及び２が挙げられる。特許文献１には、フィルム外装型蓄電装置の内圧上昇（装置内におけるガス発生等によって起こり得る。）による外装体の変形を防止するために、該外装体の外部周辺に補強部材を配置する技術が記載されている。特許文献２には、封止用フィルムの熱融着部に枠体を挟み込むことによって有効シール長さを確保しつつ電池の占有面積を減らす技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１０２１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、電極体ユニット収容部から外方に広がる外装フィルムを熱融着等により相互に接合して成るフィルム外装型蓄電装置では、該装置の内圧が上昇すると外装フィルムの接合部を引き剥がす方向に力が働く。かかる力によって接合部が引き剥がされると蓄電装置の封止性が低下し、更に剥がれが進行すると封止が破られる不具合が生じる虞があり好ましくない。この点に関し、特許文献１記載の技術は、内圧上昇により変形した外装体が電極体ユニットを押さえつけて該ユニットに過剰な圧力を加えることを防止するものであって、接合部が引き剥がされる現象自体の防止を意図したものではない。また、引用文献２記載の技術は蓄電装置の内圧変動が該蓄電装置に及ぼす影響に関するものではない。
【０００５】
そこで本発明は、電極体ユニット収容部から外方に広がる外装フィルムの接合により封止されたフィルム外装型蓄電装置であって、内圧上昇に対する接合部の耐久性（典型的には耐圧性）を効率よく向上させたフィルム外装型蓄電装置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】
【０００６】
本発明者は、フィルム外装型蓄電装置の内圧上昇により接合部が引き剥がされる現象は接合部の内周端（電極体ユニットが収容される側の端）から起こる点に着目した。そして、少なくとも該内周端を対象として接合部の剥がれ防止策を講じることにより該接合部の耐久性を効率よく向上し得ることを見出して本発明を完成した。
【０００７】
本発明により提供される蓄電装置は、正極及び負極を有する電極体ユニットと、内部に該電極体ユニットを収容する空間が形成されたフィルム外装体とを備えたフィルム外装型蓄電装置であって、前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも一部長さには、前記フィルム外装体を構成する外装フィルムによって、該収容空間から外方に広がるフランジ部が設けられている。該フランジ部において重ね合わされた前記外装フィルム同士が接合されて成る帯状の接合部によって前記収容空間が封止されている。その帯状接合部のうち少なくとも一部長さには、前記外装フィルムの外側に、前記接合部の内周端を構成する前記外装フィルムが該接合部の剥がれ方向に変形することを防止する剥がれ止め部材が設けられている。
前記電極体ユニット収容空間の圧力（即ち、蓄電装置の内圧）が装置外部の圧力に対して相対的に高くなると、該内圧によって、前記接合部（外装フィルムの合わせ目）が剥がれる方向に外装フィルムを変形させようとする力が働く。かかる引き剥がし力は主として接合部の内周端に作用する。前記構成のフィルム外装型蓄電装置では、該内周端を構成する外装フィルムの剥がれ方向への変形が前記剥がれ止め部材によって防止されている。かかる構成によると、内圧上昇によって接合部が引き剥がされることを効率よく防止又は抑制することができる。その結果、蓄電装置の耐圧性向上、耐久性（寿命）向上、封止性向上、信頼性向上等のうち少なくとも一つの効果が実現される。
【０００８】
このような剥がれ止め部材を設ける好ましい範囲として、(1).前記接合部の内周端を含む範囲、及び、(2).前記フランジ部の内周端を含む範囲、を例示することができる。前記(1).及び(2).の双方を満たす範囲に剥がれ止め部材を設けることがより好ましい。ここに開示される蓄電装置は、前記接合部の内周端が前記フランジ部の内周端とほぼ一致する構成を有するものであり得る。かかる構成のフィルム外装型蓄電装置においては、本発明の適用効果が特によく発揮され得る。
【０００９】
前記剥がれ止め部材は、前記フランジ部の一面のみに設けられてもよく、一面及び他面に設けられてもよい。フランジ部の一面及び他面に剥がれ止め部材を設けることにより、接合部の剥がれをよりよく防止することができる。この場合、フランジ部の一面に設けられる剥がれ止め部材と他面に設けられる剥がれ止め部材とは別部材であってもよく、フランジ部の一面から他面に跨る一つの部材であってもよい。
【００１０】
ここに開示される蓄電装置の一つの好ましい態様では、前記接合部が前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも一辺に設けられており、該辺の中央部のみに前記剥がれ止め部材が設けられている。かかる構成によると、剥がれ止め部材の設置にともなう蓄電装置の質量増、大型化、コスト増等を抑えて、接合部の剥がれを効果的に抑制することができる。このことは、金属缶等からなる外装体を備えた蓄電装置に対する小型軽量化及びコスト低減の容易性を特長とするフィルム外装型蓄電装置にとって特に重要である。
【００１１】
ここに開示される蓄電装置の他の一つの好ましい態様では、前記接合部は前記電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも対向する一組の辺に設けられており、それらの辺に設けられた接合部間に跨って前記剥がれ止め部材が設けられている。かかる構成によると、前記剥がれ止め部材を利用して、前記対向する一組の辺で挟まれた面が内圧上昇等により変形する事象を抑制することができる。即ち、この剥がれ止め部材によって、電極体ユニット収容空間の外周に設けられた接合部の剥がれを防止する効果と、その外周に囲まれた部分（電極体ユニットを覆う部分）における外装フィルムの変形（典型的には膨れ）を防止する効果とを共に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項（例えば剥がれ止め部材の配置）であって本発明の実施に必要な事項（例えば、電極体ユニットの構成や電解質の種類、封止用フィルムの接着方法その他フィルム外装体の構築方法）は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている技術内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１３】
本発明により提供されるフィルム外装型蓄電装置は、外装フィルムが重ね合わされて成るフランジ部において該フィルム同士が帯状に接合され、前記接合部の内周端を構成する外装フィルムの剥がれ変形を防止する剥がれ止め部材が該フィルムの外側に設けられていればよく、その製造プロセスや蓄電装置に含まれる蓄電素子の種類等に特に制限はない。
ここに開示されるフィルム外装型蓄電装置に備えられる電極体ユニットは、所定の電力を貯蔵及び放出し得る蓄電素子構成要素（或いは発電素子構成要素ともいえる。）を構成し得るものであればよく、特に限定されない。典型的な蓄電素子としては、種々の形態の一次電池（例えばリチウム一次電池、マンガン電池）、二次電池（例えばリチウム二次電池、ニッケル水素電池）、或いはキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）を挙げることができる。例えば、リチウム二次電池等で使用されるような、シート形状の正極及び負極をセパレータとともに捲回して成る電極体ユニット又はシート形状の正極、負極及びセパレータを一又は複数積層して成る電極体ユニットは、ここに開示されるフィルム外装型蓄電装置（フィルム外装型電池）を構成する電極体ユニットの一典型例である。
【００１４】
本発明のフィルム外装型蓄電装置の典型的な態様では、該蓄電装置が少なくとも一つの蓄電素子を含む。好ましい一つの態様では、一つの電極体ユニット収容空間に一つの電極体ユニットを収容して成る一つの蓄電素子を含む。また、本発明のフィルム外装型蓄電装置は二以上の蓄電素子を備えるものであり得る。例えば、互いに離隔された二以上の電極体ユニット収容空間にそれぞれ電極体ユニットを収容して成る複数の蓄電素子を含む蓄電装置であり得る。或いは、電極体ユニットを他の容器に収容してなる二以上の蓄電素子（セル）が一つのフィルム外装体に収容された構成であってもよい。
以下、主として一つの電極体ユニット収容空間に一つの電極体ユニットを収容して成る一つの蓄電素子を含む態様のフィルム外装型蓄電装置を例として説明するが、本発明の蓄電装置をかかる態様のものに限定することを意図したものではない。
【００１５】
ここに開示されるフィルム外装型蓄電装置は、フィルム外装体に形成された電極体ユニット収容空間に電極体ユニットが収容された構成を有する。かかるフィルム外装体それ自体を構成する封止用フィルム（即ち外装フィルム）としては、この種のフィルム外装型蓄電装置（例えば二次電池）の外装体を構成し得るものであれば特に限定なく用いることができる。例えば、リチウム二次電池等の外装体として従来使用されているラミネートフィルムを用いることができる。好ましく使用されるラミネートフィルムとしては、金属箔（例えばアルミニウム、スチール）から構成されたバリア層（ガスや水分を遮断するバリア層）と、該バリア層の一面側に設けられた外面層であって高融点樹脂（例えば、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド系樹脂（ナイロン等））から構成された外面（保護）層と、該バリア層の他面側に設けられた接着層であって熱融着性樹脂（比較的低融点の熱可塑性樹脂、例えばエチレンビニルアセテート共重合体樹脂（ＥＶＡ）、或いはポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂）から構成される接着層と、の三層から主として構成されるラミネートフィルムを例示することができる。このような三層構造のラミネートフィルムは、適当な加熱圧着手段（例えばヒートプレス機）を用いてそれら接着層同士を容易に接着（融着）することができる。
【００１６】
本発明のフィルム外装型蓄電装置には、フィルム外装体を構成する外装フィルムによって、電極体ユニット収容空間の外周のうち少なくとも一部長さにフランジ部が形成されている。典型的には、前記フランジ部において外装フィルムは、該フィルムの内面（電極体ユニット収容空間に面する側）同士が対向するように重なり合っている。該フランジ部を構成する外装フィルムは、内面同士を向かい合わせて配置された二枚のフィルムであり得る。また、内面を内側にして折り曲げられた一枚のフィルムであってもよい。このような構成のフランジ部が電極体ユニット収容空間から外方に広がるように形成されている。従って、該フランジ部の少なくとも一面側では、外装フィルムのうち電極体ユニット収容空間を区画する部分（電極体ユニットを覆う部分）が該フランジ部の内周端において外向きに（即ち、外装フィルム外表面の成す角が１８０°以下となるように）屈曲している。ここに開示される蓄電装置の典型的な態様では、該フランジ部の一面側の内周端及び他面側の内周端において、外装フィルムのうち電極体ユニット収容空間を区画する部分がそれぞれ外向きに屈曲している。即ち、前記収容空間の外周において電極体ユニットの両側から寄せ集められた外装フィルムが出会い、該フィルムの内面同士が合わさって外方に広がることによりフランジ部が形成されている。
【００１７】
かかるフランジ部を構成する外装フィルム同士（内面同士）の接合により形成された接合部によって電極体ユニット収容空間が封止されている。典型的には、フランジ部の周方向（長さ方向）に延びる帯状の接合部によって前記収容空間が封止されている。外装フィルム同士を接合する方法は特に限定されず、該フィルム同士を加熱圧着して接合（融着）する方法、該フィルム同士を接着剤により接合（接着）する方法等を適宜採用し得る。上記三層構造のラミネートフィルムのように少なくとも内面（対向面）が熱融着性樹脂からなる外装フィルムでは、それらのフィルムを加熱圧着により接合する方法を好ましく採用することができる。
【００１８】
上記接合部は、フランジ部の幅のほぼ全体に（即ち、フランジ部の内周端から外周端まで）形成されていてもよく、フランジ部の幅のうち一部（例えば、フランジ部の幅の中央部）に形成されていてもよい。また、フランジ部の周方向（長さ方向）の一部と他部とで接合部の幅が異なってもよい。好ましい一つの態様では、接合部の内周端とフランジ部の内周端とが近接（より好ましくはほぼ一致）している。例えば、フランジ部に垂直な方向からみて、該フランジ部の内周端と接合部の内周端との間隔が平均して３ｍｍ（好ましくは１ｍｍ）以下である。
【００１９】
この接合部のうち少なくとも一部長さには、前記外装フィルムの外側に、該接合部の内周端を構成する外装フィルムが該接合部の剥がれ方向に変形することを防止する剥がれ止め部材が設けられている。接合部の内周端を構成する外装フィルムの剥がれ変形は、蓄電装置の通常の使用状態における形状を基準として、当該部分の外装フィルムが内向きに屈曲する（外方に膨らむ）方向への変形として把握され得る。また、接合部の内周端とフランジ部の内周端とが近接している態様の蓄電装置では、フィルム外装体の内圧（電極体ユニット収容空間内の圧力）が上昇すると、フランジ部の内周端において外向きに屈曲している外装フィルムの該屈曲が解消される方向に内圧が作用する。かかる内圧に抗して外装フィルムの屈曲形状を保持することによって、上記剥がれ変形を抑制することができる。
【００２０】
上記剥がれ防止部材が設けられる位置は特に限定されず、上記剥がれ変形を抑制する効果を適切に発揮し得るように設けられていればよい。好ましい一つの態様では、少なくとも前記接合部の内周端を含む範囲に前記剥がれ止め部材が設けられる。このことによって、該接合部の内周端を構成する外装フィルムの剥がれ変形を効果的に抑制することができる。また、通常状態において外向きに屈曲しているフランジ部の内周端は内圧上昇による変形（屈曲を解消する方向への変形）を受けやすいことから、該フランジ部内周端を含む範囲に剥がれ止め部材を設けることが有効である。接合部の内周端及びフランジ部の内周端を含む範囲に剥がれ止め部材を設けることによって更に良好な結果が得られる。接合部の内周端とフランジ部の内周端とが近接している態様の蓄電装置では、接合部の内周端及びフランジ部の内周端を含む範囲に剥がれ止め部材を設けることが容易である。従って、このように接合部の内周端とフランジ部の内周端とが近接している態様の蓄電装置は本発明の好ましい適用対象となり得る。
【００２１】
上記剥がれ防止部材の形状は特に限定されず、例えば薄板状、帯状（又は紐状）等の形状であり得る。このような剥がれ防止部材が、典型的には外装フィルムの外表面に沿って設けられている。例えば、フランジ部の内周端を含む範囲に設けられる剥がれ防止部材であれば、該内周端を構成する外装フィルムの屈曲により形成された凹部の表面に沿った内面形状を有する剥がれ防止部材を設置するとよい。かかる範囲に設けられる剥がれ防止部材は、該凹部を少なくとも部分的に埋めるように形成された凸部を有する形状であってもよい（例えば、図８を参照）。
接合部の長さ（フランジ部の周方向の長さ）の実質的に全範囲に亘って剥がれ防止部材を設けてもよく、接合部の長さのうち一部範囲のみに設けてもよい。フィルム外装型蓄電装置の特長（小型軽量化が容易であること等）を生かすという観点からは、接合部の長さの一部範囲のみに剥がれ防止部材を設けることが好ましい。例えば、接合部の合計長さを１００％として、剥がれ防止部材が設けられている範囲の合計長さを５０％以下（例えば２〜５０％）とすることが好ましく、３０％以下（例えば５〜３０％）とすることがより好ましい。剥がれ止め部材の形状が例えば帯状である場合、接合部の長さ方向（フランジ部の周方向）に沿って剥がれ止め部材を設けてもよく、該長さ方向と交差（例えば、ほぼ直交）するように設けてもよい。
【００２２】
ここに開示される蓄電装置の典型的な態様では、電極体ユニット収容空間の外周が概ね多角形（例えば四角形）状であって、該多角形の少なくとも一辺に前記接合部が設けられている。該辺のほぼ全長に亘って接合部が設けられていてもよく、該辺の一部長さ（好ましくは、該辺の中央部を含む範囲）に接合部が設けられていてもよい。かかる態様の蓄電装置においてフィルム外装体の内圧が上昇すると、通常、該辺の中央部に両端部よりも大きな引き剥がし力が加わる。従って、少なくともこの中央部を含む範囲に前記剥がれ止め部材を設けることが効果的である。例えば、該辺の中央部のみに剥がれ止め部材を設けることにより、剥がれ止め部材の設置にともなう蓄電装置の質量増、大型化、コスト増等を抑えて、接合部の剥がれを効率よく抑制することができる。
【００２３】
好ましい一つの態様では、電極体ユニット収容空間の外周が概ね多角形（例えば四角形）状であって、該多角形を構成する辺のうち少なくとも対向する一組の辺（好ましくは、対向する二組以上の辺）に前記接合部が形成され、該対向する辺に形成された接合部間に跨って前記剥がれ止め部材が設けられている。例えば、電極体ユニット収容空間の外周が概ね四角形状であって該四角形を構成する四つの辺に前記収容空間を囲む環状の接合部が形成された態様の蓄電装置であって、対向する一組の辺及び他の一組の辺にそれぞれ跨る十字状部分を有する剥がれ止め部材が設けられている（例えば、図１を参照）。このように設置された剥がれ止め部材によると、接合部の剥がれを防止する効果に加えて、外装フィルムの中央部（電極体ユニットを覆う部分）の変形（典型的には膨れ）を防止する効果が得られる。かかる効果が特によく発揮され得ることから、対向する辺の中央部同士を結ぶように剥がれ止め部材を設けることが好ましい。
【００２４】
ここに開示される蓄電装置は、フランジ部の一面のみに剥がれ止め部材が設けられた構成であり得る。このような構成によると、蓄電装置の質量増、大型化、コスト増等を抑えつつ接合部の剥がれを抑制することができる。また、フランジ部の一面及び他面に剥がれ止め部材が設けられた構成であってもよい。このような構成によると、接合部の剥がれをよりよく防止することができる。この場合、フランジ部の一面及び他面にそれぞれ剥がれ止め部材を設けてもよく（例えば、図６を参照）、フランジ部の一面から他面に跨る一つの剥がれ止め部材を設けてもよい（例えば、図７を参照）。
【００２５】
剥がれ止め部材の構成材料は、蓄電装置の通常の使用温度において固体状を維持し得るものであればよく、特に限定されない。例えば、高融点樹脂（ＰＥＴ，ＰＴＦＥ，ポリアミド系樹脂等）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等）、金属（アルミニウム、スチール等）、セラミックス（低融点ガラス等）又はこれらの複合材料からなる剥がれ止め部材であり得る。基材（高融点樹脂フィルム、金属箔等）の一面（外装フィルムに対向する面）に接着層を有する構成の剥がれ止め部材であってもよい。該接着層は、例えば熱融着性樹脂（ＥＶＡ、オレフィン系樹脂等）又は接着剤（ホットメルト型接着剤、湿気硬化型接着剤、感圧性接着剤等）からなる層であり得る。金属箔の一面に接着層を有し、他面に高融点樹脂層を有する構成の剥がれ止め部材であってもよい。
少なくとも上記外装フィルムよりも剛性の高い（変形しにくい）剥がれ止め部材を好ましく使用し得るが、かかる剛性を有するものに限定されない。剛性が外装フィルムと同等以下の剥がれ止め部材であっても、該部材を設けることにより、該部材が設けられていない従来の蓄電装置に比べて接合部の剥がれを抑制する効果が発揮され得る。
【００２６】
このような剥がれ止め部材を外装フィルムの外側に設ける方法の典型例として、所定形状の剥がれ止め部材を外装フィルムの外表面に接合する方法が挙げられる。例えば、少なくとも外装フィルムに接合される側の表面（接合面）に熱融着性樹脂を有する構成の剥がれ止め部材を外装フィルムの外面に加熱圧着（融着）する。上記接合面に接着剤層（ホットメルト型接着剤、湿気硬化型接着剤、感圧性接着剤等）を有する所定形状の剥がれ止め部材を外装フィルムに接合（接着）してもよい。剥がれ止め部材とは別に用意された接着剤等を用いて剥がれ止め部材を外装フィルムに接着することも可能である。或いは、溶融状態の剥がれ止め部材構成材料（熱可塑性樹脂、低融点ガラス、低融点金属等）を外装フィルムの外表面に付与し、そこで該構成材料を硬化させることによって剥がれ止め部材を設けてもよい。溶融状態の剥がれ止め部材構成材料に代えて、熱硬化性樹脂又は反応硬化性樹脂（例えば湿気硬化性樹脂）のプレポリマーを使用してもよい。
【００２７】
このような剥がれ止め部材をフィルム外装体の成形後に設けてもよく、フィルム外装体の成形（接合部の形成）と同時に設けてもよい。また、あらかじめ剥がれ止め防止部材を設けた外装フィルムを用いてフィルム外装体を成形してもよい。通常は、より高い剥がれ止め効果が得られること、剥がれ止め部材の形状及び配置を制御しやすいこと等から、フィルム外装体の成形時又は成形後に剥がれ止め部材を設置することが好ましい。
【００２８】
以下、本発明に関する具体的実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００２９】
＜第一実施例＞
本発明をフィルム外装型リチウム電池に適用した例につき、図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は、本実施例に係るフィルム外装型蓄電装置の概略を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す蓄電装置のII−II線断面を模式的に示す図である。これらの図に示されるように、本実施例に係るフィルム外装型蓄電装置１は、大まかにいって、フィルム外装体１０と、その外装体１０の外表面に設けられた剥がれ止め部材２０と、外装体１０に収容された電極体ユニット３０と、該ユニット３０に接続された一対の薄板状外部端子である正極端子３及び負極端子５とから構成されている。
【００３０】
フィルム外装体１０は、この種の一般的なフィルム外装型扁平電池と同様、対向配置された二つの長方形状の外装フィルム１１，１２によって構成されている。図１及び図２に示すように、該扁平電池の平面側（厚み方向）からみて外装体１０の中央部には、外装フィルム１１，１２が該平面側及びその反対側に長方形状に張り出した電極体ユニット収容部１３が形成されている。かかる収容部１３の内部空間に電極体ユニット３０及び図示しない電解質が収容される。一方、収容部１３を囲む外縁（外周）部分には、外装フィルム１１，１２の外縁によってフランジ部１４が形成されている。該フランジ部１４は、収容部１３の外周（平面側からみて長方形状）の各辺から該収容部１３の外方に広がっている。そのフランジ部１４には、図２に示すように、該フランジ部１４を構成する外装フィルム１１，１２が互いに熱融着されて成る接合部１６が形成されている。この結合部２２はフランジ部１４の周方向に延びる帯状に形成され、これにより電極体ユニット収容空間の密閉性が確保されている。外装体１０を構成する外装フィルム１１の外表面には、収容部１３の外周に沿って長方形状に設けられたフランジ部１４の対向する辺に跨る十字形状の剥がれ止め部材２０が設けられている。この剥がれ止め部材２０については後に詳しく説明する。
【００３１】
本実施例に係る外装フィルム１１，１２は、従来の一般的な三層構造ラミネートフィルムを用いて構築されている。この外装フィルム１１，１２は、図３に示すように、ポリエチレンナフタレート樹脂製の外面層（保護層）１０２と、アルミニウム箔から成るバリア層１０４と、ポリプロピレン樹脂から成る接着層１０６とがこの順に積層された構造を有する。
図２に示すように、フランジ部１４では、上記構成の外装フィルム１１，１２を接着層１０６同士が向かい合うように重ね合わされている。該フランジ部１４の内周端１４Ａから外周端１４Ｂに至る幅全体に亘って、これら外装フィルム１１，１２の接着層１０６が熱融着されて成る接合部１６が形成されている。例えば、フランジ部１４の幅全体に一般的な加熱圧着手段（例えばヒートプレス機）を適用して接合部１０６を形成することによってフィルム外装体１０が構築される。本実施例に係る蓄電装置１では、上記平面側（扁平電池の厚み方向、即ち図２の上方）からみて、フランジ部の内周端１４Ａの位置と接合部の内周端１６Ａの位置は概ね一致し、フランジ部の外周端１４Ｂの位置と接合部の外周端１６Ｂの位置も概ね一致している。
【００３２】
電極体ユニット収容部１３の内部空間に収容される電極体ユニット３０としては、従来のフィルム外装型扁平電池で用いられる形態のものをそのまま使用することができる。例えば図４に示すように、正極集電体３２２の表面（図４に示す例では両面）に正極活物質を含む層（正極活物質層）３２４を有する正極シート３２と、負極集電体３４２の表面（図４に示す例では両面）に負極活物質層３４４を有する負極シート３４とが、セパレータシート３６を介して重ね合わされた構造を有する電極体ユニット３０を使用し得る。正極集電体３２４としてはアルミニウム等の金属箔が好適に使用される。正極活物質層３４２を構成する正極活物質としては、リチウム二次電池の正極活物質として従来から用いられている物質の一種又は二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例としては、ＬｉＭｎ2Ｏ4，ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2等のリチウム遷移金属酸化物が挙げられる。また、負極集電体３４２としては銅箔等の金属箔が好適に使用される。負極活物質層３４４を構成する負極活物質としては、リチウム二次電池の負極活物質として従来から用いられている物質の一種又は二種以上を特に限定なく使用することができる。好適例としては、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素材料、リチウム遷移金属酸化物、遷移金属窒化物等が挙げられる。正負極シート間に配置されるセパレータシート３６としては、例えば、オレフィン系樹脂からなる多孔質シートを使用することができる。電極体ユニット３０としては、このように重ね合わされたシートが長尺方向に捲回された捲回型電極体ユニット、上記重ね合わせ構造が繰り返された積層型電極体ユニット等を使用することができる。本実施例に係る蓄電装置１は積層型の電極体ユニット３０を備える。
【００３３】
収容部１３の内部空間には、電極体ユニット１３とともに図示しない液状電解質（電解液）が収容され、電極体ユニット１３に含浸されている。使用する電解液の組成は特に限定されない。例えば、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）との混合溶媒（ＤＥＣ：ＥＣの質量比が７：３である混合溶媒等）に支持塩としてリチウム塩（ＬｉＰＦ6等）を例えば１ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度で溶解させた非水電解液を好適に用いることができる。
【００３４】
図１に示されるように、正極端子３及び負極端子５の一端は、外装フィルム１１，１２の合わせ目であるフランジ部１４から外装体１０を貫通して外方に突出している。また、正極端子３及び負極端子５の他端はそれぞれ正極シート３２及び負極シート３４に電気的に接続されている。これら正極端子３及び負極端子５を介して電極体ユニット３０から電流を取り出すことができる。正極端子３の表裏両面と外装フィルム１１，１２との間には、これらの外装フィルム１１，１２と正極端子３との絶縁をより確実に行うための絶縁シート４が挟み込まれている。負極端子５の表裏両面と外装フィルム１１，１２との間にも同様に絶縁シート４が挟み込まれている。これらの絶縁シート４は、外装フィルム１１，１２の内面と熱融着可能な熱可塑性樹脂により構成されている。
【００３５】
次に、外装フィルム１１の外面に設けられた剥がれ止め部材２０について説明する。
図１に示すように、この剥がれ止め部材２０は、長方形状の収容部１３の周囲に設けられたフランジ部１４のうち対向する一組の辺の一辺の中央部から他辺の中央部に向かってそれらの辺と垂直に延びる第一直線部２０１と、他の一組の辺の一辺の中央部から他辺の中央部に向かってそれらの辺と垂直に延びる第二直線部２０２とを備える。従って、剥がれ止め部材２０の全体形状は、第一直線部２０１と第二直線部２０２とが収容部１３の中央付近で交差する十字状である。第一直線部２０１及び第二直線部２０２は、それぞれ、フランジ部１４の一辺の外周端１４Ｂ（即ち、接合部の外周端１６Ｂ）から内周端１４Ａ（即ち、接合部の内周端１６Ａ）を通過して収容部１３の平面部を横切り、対向する辺の内周端１４Ａ（接合部の内周端１６Ａ）を通過して外周端１４Ｂ（接合部の外周端１６Ｂ）に至っている。本実施例では、第一直線部２０１の幅と第二直線部２０２の幅とはほぼ等しい。フランジ部１４の一辺に設けられた接合部１６の長さ（該辺に隣接する辺に設けられた接合部１６の内周端１６Ａ間の長さ、即ち図１に示す長さＬ１）に対して第一直線部２０１の幅はその約１／８であり、該辺に隣接する一辺に設けられた接合部１６の長さ（図１に示す長さＬ２）に対して第二直線部２０２の幅はその約１／６である。
【００３６】
図２に示すように、剥がれ止め部材２０はほぼ一様な厚みを有しており、外装フィルム１１の外面形状に沿って設けられている。この剥がれ止め部材２０は例えば高融点樹脂製のフィルム（ＰＥＴフィルム等）により構成されている。剥がれ止め部材２０の裏面（図２の下側面）と外装フィルム１１の外表面とは図示しない接着剤により接合されている。例えば、フィルム外装体１０に電極体ユニット３０を収容して封止した後、ＰＥＴフィルムからなる基材の裏面に感圧接着剤層を有する帯状体（接着テープ）を外装フィルム１１の外面に貼り付けることにより、外装フィルム１１の外面形状に沿って剥がれ止め部材２０を設置することができる。
【００３７】
かかる構成の蓄電装置１によると、電極体ユニット収容部１３内の圧力が上昇したとき、外装フィルム１１，１２の合わせ目である接合部１６の内周端１６Ａを含む範囲に剥がれ止め部材２０が設けられていることによって、該内周端１６Ａを構成する外装フィルム１１（フランジ部の内周端１４Ａ）が接合部１６の剥がれ方向（図２の上方）に変形することが防止される。これにより接合部１６の耐久性（耐圧性）が向上されている。この剥がれ止め部材２０は、収容部１３の各辺に設けられた接合部１６の中央部のみに設けられているので、該部材２０の設置による質量増等を抑えて上記耐久性を効率よく向上させることができる。同様の剥がれ止め部材を外装フィルム１２の外表面にも設けてもよい。これにより耐久性向上効果を更に高めることができる。本実施例の剥がれ止め部材２０は収容部１３の平面部を横切って設けられているので、この剥がれ止め部材２０によって該平面部における外装フィルム１１の膨れをも抑制することができる。これにより、例えば収容部１３の内圧が所定の圧力値まで上昇すると該内圧を解放する内圧開放機構（フランジ部１４の周方向の一部長さを他の部分よりも弱く封止して成るもの等）が設けられている場合、該内圧開放機構をより的確に作動させることができる。
【００３８】
＜第二実施例＞
本発明をフィルム外装型リチウム電池に適用した他の例につき、図５及び図６を参照しつつ説明する。本実施例に係る蓄電装置は、剥がれ止め部材の形状（数、配置等）以外の点については第一実施例と同様に構成されている。それら第一実施例と同様の部分については同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、本実施例に係る蓄電装置１では、フィルム外装体１０を構成する外装フィルム１１の外表面に設けられた四つの長方形状の剥がれ止め部材２２を有する。それらの剥がれ止め部材２２は同一形状であって、それぞれ電極体ユニット収容部１３の各辺に設けられたフランジ部１６の中央部に設けられている。また、図６に示すように、外装フィルム１２の外表面にも、フランジ部１６の各辺の中央部に同形状の剥がれ止め部材２２が設けられている。即ち、本実施例の蓄電装置１には、長方形状のフランジ部１４の各辺の中央部に、該フランジ部１４の一面（外装フィルム１１側）及び他面（外装フィルム１２側）にそれぞれ四つ（合計八つ）の剥がれ止め部材２２が設けられている。これらの剥がれ止め部材２２は、例えば第一実施例に係る剥がれ止め部材と同様に、高融点樹脂製のフィルム（ＰＥＴフィルム等）をフィルム外装体１０の外表面に接着剤等により接合することにより、外装体１０の外面形状に沿って設置されている。
【００４０】
図６によく示されるように、各剥がれ止め部材２２は、電極体ユニット収容部１３の平面部１３Ａとフランジ部１４との間に形成された立壁部１３Ｂから、フランジ部１４の内周端１４Ａを越えて、該フランジ部１４の幅方向の中央部に至っている。即ち、剥がれ止め部材２２は、フランジ部の内周端１４Ａ（第一実施例と同様に、接合部の内周端１６Ａと概ね一致する。）を含む範囲に設けられている。かかる構成によると、第一実施例よりも小型の剥がれ止め部材２２によって、外装フィルム１１，１２の接合部剥がれ方向への変形を効率よく防止することができる。
【００４１】
＜第三実施例＞
本発明をフィルム外装型リチウム電池に適用した更に他の例を図７に示す。本実施例に係る剥がれ止め部材２４は、第二実施例においてフランジ部１４の一面及び他面に設けられた一対の剥がれ止め部材２２（図６参照）が、フランジ部１４の外周端１４Ｂを越えて連結された形状を有する。このような剥がれ止め部材２４が、収容部１３の外周の各辺に形成されたフランジ部１４の中央部に合計四つ設けられている。このような剥がれ防止部材２４によっても、上記実施例と同様に、外装フィルム１１，１２の接合部剥がれ方向への変形を効率よく防止することができる。
なお、この図７には、フランジ部１４の幅方向の中央部に接合部１６が形成された形態を例示している。即ち、図７に示すフィルム外装体１０では、接合部の内周端１６Ａがフランジ部の内周端１４Ａよりもやや外側に位置し、接合部の外周端１６Ｂがフランジ部の外周端１４Ｂよりもやや内側に位置している。かかる形態のフィルム外装体１０を備える蓄電装置１においても、上記実施例と同様の剥がれ防止効果が発揮される。
【００４２】
＜第四実施例＞
本発明をフィルム外装型リチウム電池に適用した更に他の例を図８に示す。本実施例に係る剥がれ止め部材２６は、第一実施例の剥がれ防止部材２０における第一直線部２０１及び第二直線部２０２（図１及び図２参照）の両端に、フランジ部１４側に突出する肉厚部（凸部）２６２が設けられた形状を有する。この肉厚部２６２は、電極体ユニット収容部１３とフランジ部１４との境界（即ち、フランジ部の内周端１４Ａ）において外向きに屈曲する外装フィルム１１の形状に沿って、該屈曲により形成された凹部を埋めるように成形されている。図８には、剥がれ止め部材２６の先端（肉厚部２６２）がフランジ部の外周端１４Ｂよりも内側で止まる形態を例示しているが、この肉厚部２６２をフランジ部１４の幅全体（即ち、内周端１４Ａから外周端１４Ｂに至る範囲）に設けてもよい。このような剥がれ防止部材２４によっても、上記実施例と同様に、外装フィルム１１の接合部剥がれ方向への変形を効率よく防止することができる。
【００４３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独で或いは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第一実施例に係るフィルム外装型蓄電装置（リチウム二次電池）を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面を示す模式図である。
【図３】外装フィルムの断面構造を示す模式図である。
【図４】電極体ユニットの断面構造の一部を例示する模式図である。
【図５】第二実施例に係るフィルム外装型蓄電装置を模式的に示す平面図である。
【図６】図１のVI−VI線断面を示す模式図である。
【図７】第三実施例に係るフィルム外装型蓄電装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図８】第四実施例に係るフィルム外装型蓄電装置の要部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ：フィルム外装型蓄電装置（リチウム二次電池）
１０  ：フィルム外装体
１１  ，１２：外装フィルム
１３  ：電極体ユニット収容部
１４  ：フランジ部
１４Ａ：フランジ部内周端
１４Ｂ：フランジ部外周端
１６  ：接合部
１６Ａ：接合部内周端
１６Ｂ：接続部外周端
２０，２２，２４，２６：剥がれ止め部材
３０  ：電極体ユニット
１０６  ：接着層
２０１  ：第一直線部
２０２  ：第二直線部
２６２  ：肉厚部（凸部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006351361.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006351361.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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