(57)【要約】【課題】本発明は、内圧増大時に電解液が外部に漏出し難い蓄電素子、蓄電装置及び蓄電素子の内圧検知方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る蓄電素子は、蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体とを備え、上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体と、を備え、
上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、
上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、
上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、
上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さい蓄電素子。
【請求項２】
上記第二溶着部が上記外装体の封止領域の二箇所を結ぶ線状に形成されている、請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度の１／５以上２／３以下である請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
上記蓄電要素が一方向に突出する正極端子及び負極端子を有し、
上記第二溶着部が、上記蓄電要素に対して上記正極端子と上記負極端子が設けられた側の反対側に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子と、
上記蓄電素子の第二溶着部の剥離を検出するセンサと
を備える蓄電装置。
【請求項６】
蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体と、を備え、
上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、
上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、
上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間の上記外装体内部でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、
上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さくなるように、第二溶着部が溶着されている蓄電素子を用い、
上記第二溶着部の剥離により電池内圧の増大を検知する、蓄電素子の内圧検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子、蓄電装置及び蓄電素子の内圧検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極及び負極をセパレータを介して積層した蓄電要素を外装体の中に収容した蓄電素子が、例えば自動車、携帯電話等の多様な機器の電源として利用されている。
【０００３】
蓄電素子は、例えば過充電、過放電等の原因により内部にガスが発生して内圧が増大する可能性がある。そこで、蓄電素子には、内圧が増大した場合に内部のガスを外部に放出する安全機構を設けることが一般的である。
【０００４】
また、蓄電素子の中で、外装体として、可撓性を有するシートを袋状に成形したものを用いることがある。このような蓄電素子の外装体は、通常、２枚の方形状のシートの四辺を溶着するか、一枚の方形状のシートを二つ折りにして折り目以外の三辺を溶着（シール）することで形成される。
【０００５】
このようにシートを袋状に成形した外装体を備える蓄電素子において、内圧増大時に内部のガスを外部に放出する安全機構として、シール強度が弱い部分を設けることが提案されている（特開２００７−２６５７３８号公報参照）。この公報に記載の蓄電素子は、シール強度が弱い部分を平面視で内側に凹ませて形成することにより、この凹部の中に電解液を保持することができるよう構成されている。しかしながらこの構成では、凹部の内側に電解液が付着している状態で凹部のシールが剥離するとガス圧により電解液が凹部の外側まで噴き出すおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６５７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記不都合に鑑みて、本発明は、内圧増大時に電解液が外部に漏出し難い蓄電素子、蓄電装置及び蓄電素子の内圧検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る蓄電素子は、蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体とを備え、上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さい。
【０００９】
本発明の別の態様に係る蓄電素子の内圧検知方法は、蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体と、を備え、上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間の上記外装体内部でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さくなるように、第二溶着部が溶着されている蓄電素子を用い、上記第二溶着部の剥離により電池内圧の増大を検知する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の蓄電素子及び蓄電素子の内圧検知方法は、内圧増大時に電解液が外部に漏出し難い。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の蓄電素子を示す模式的正面図である。
【図２】図１の蓄電素子の模式的Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の蓄電素子の内圧増大時の模式的Ａ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の蓄電素子を備える蓄電装置の模式的断面図である。
【図５】本発明の図１とは異なる実施形態の蓄電素子を示す模式的正面図である。
【図６】本発明の図１及び５とは異なる実施形態の蓄電素子を示す模式的正面図である。
【図７】本発明の図１、５及び６とは異なる実施形態の蓄電素子を示す模式的正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一態様に係る蓄電素子は、蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体とを備え、上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さい。
【００１３】
また、当該蓄電素子は、外縁の少なくとも一部分を形成する第一溶着部よりも剥離強度が小さい第二溶着部が、蓄電要素と封止領域との間に形成されているので、初期状態（内圧が一定以上に増大する前）では内部空間の容積が限定されているが、内圧が増大すると先ず第二溶着部が剥離することによって内部空間の体積を増大することができる。このため、当該蓄電素子は、第二溶着部が剥離することにより電解液を外部に漏出させることなく一旦内圧を減少させられるので、第二溶着部が剥離したときに適切な処置をすることによって、電解液が外部に漏出することを防止することができる。従って、蓄電素子は、内圧増大時に電解液が外部に漏出し難い。
【００１４】
上記第二溶着部が上記外装体の封止領域の二箇所を結ぶ線状に形成されているとよい。このように、上記第二溶着部が上記外装体の封止領域の二箇所を結ぶ線状に形成されることにより、内部空間を二分し、初期状態で電解液が存在しない空間を形成することができる。このため、初期状態で電解液が存在しない空間への電解液の浸入を検知することで、比較的容易に内圧増大による第二溶着部の剥離を検知することができる。また、このようにすることで、後述する内圧の増大の検知において、外装体の体積変化を大きくすることができ、より容易な検知が可能となる。
【００１５】
上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度の１／５以上２／３以下であるとよい。このように、上記第二溶着部の剥離強度が上記範囲内であることによって、内圧増大時に第一溶着部が剥離する前に確実に第二溶着部を剥離させることができる。
【００１６】
上記蓄電要素が一方向に突出する正極端子及び負極端子を有し、上記第二溶着部が、上記蓄電要素に対して上記正極端子と上記負極端子が設けられた側の反対側に設けられているとよい。このように、上記蓄電要素が一方向に突出する正極端子及び負極端子を有し、上記第二溶着部が上記蓄電要素に対して上記正極端子と上記負極端子が設けられた側の反対側に設けられていることによって、正極端子及び負極端子と外部回路との電気的な接続構造に干渉しないよう、第二溶着部の剥離を検出するセンサ等の構成を設けることが比較的容易である。
【００１７】
本発明の別の態様に係る蓄電装置は、当該蓄電素子と、上記蓄電素子の第二溶着部の剥離を検出するセンサとを備える。
【００１８】
当該蓄電装置は、第二溶着部の剥離を検出するセンサを備えるので、比較的確実に蓄電素子の内圧増大を検出できるため、電解液の漏出を比較的確実に防止することができる。
【００１９】
本発明の別の態様に係る蓄電素子の内圧検知方法は、蓄電要素と、上記蓄電要素を収納する外装体と、を備え、上記外装体は、シートからなり、内部を封止する封止領域を有しており、上記封止領域の全部又は一部は上記シート同士を溶着した第一溶着部から形成されており、上記外装体は、上記蓄電要素と上記封止領域との間の上記外装体内部でシート同士が溶着された第二溶着部をさらに有し、上記第二溶着部の剥離強度が上記第一溶着部の剥離強度より小さくなるように、第二溶着部が溶着されている蓄電素子を用い、上記第二溶着部の剥離により電池内圧の増大を検知する。
【００２０】
当該蓄電素子の内圧検知方法は、上記第二溶着部の剥離により外装体の体積変化を検知するので、内圧の増大を比較的容易に検知することができるため、蓄電素子の使用を停止して電解液の漏出に至るさらなる内圧の増大を比較的確実に防止することができる。
【００２１】
なお、「剥離強度」とは、ＪＩＳ−Ｋ６８５４−３（１９９９）に準拠したＴ型剥離試験によって測定される値である。
【００２２】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００２３】
［第一実施形態］
図１及び図２に示す本発明の一実施形態に係る蓄電素子１は、蓄電要素２と、この蓄電要素２を収納する外装体３とを備える。また、外装体３の内部には、蓄電要素２と共に電解液が封入される。
【００２４】
＜蓄電要素＞
蓄電要素２は、正極板４及び負極板５をセパレータ６を介して積層してなる電極体７と、この電極体７から突出する正極端子８及び負極端子９とを有する。
【００２５】
蓄電要素２の電極体７は、各一枚の正極板４、負極板５及びセパレータを積層したものであってもよく、複数の正極板４及び複数の負極板５をセパレータ６を介して交互に積層したものであってもよく、長尺帯状の正極板４及び負極板５をセパレータ６を介して扁平に巻回したものであってもよい。
【００２６】
（正極板）
正極板４は、導電性を有する箔状乃至シート状の正極集電基材と、この正極集電基材の両面に積層される多孔性の正極合材層とを有するものとすることができる。
【００２７】
正極集電基材の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。また、正極集電基材の形状としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極集電基材としてはアルミニウム箔が好ましい。
【００２８】
また、正極集電基材の平均厚さとしては、例えば５μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。
【００２９】
正極合材層は、正極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、正極合材層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでもよい。
【００３０】
上記正極活物質としては、例えばＬｉｘＭＯｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎＯ３、ＬｉｘＮｉαＣｏ（１−α）Ｏ２、ＬｉｘＮｉαＭｎβＣｏ（１−α−β）Ｏ２、ＬｉｘＮｉαＭｎ（２−α）Ｏ４等）、ＬｉｗＭｅｘ（ＸＯｙ）ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ等を表す）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ等）が挙げられる。
【００３１】
上記導電剤としては、電池性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックスなどが挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。
【００３２】
上記結着剤としては、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂；エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のエラストマー；多糖類高分子などが挙げられる。
【００３３】
上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。
【００３４】
（負極板）
負極板５は、導電性を有する箔状乃至シート状の負極集電基材と、この負極集電基材の両面に積層される多孔性の負極合材層とを有するものとすることができる。
【００３５】
負極集電基材は、上述の正極集電基材と同様の形状とすることができるが、材質としては、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極板５の負極集電基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、例えば圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。
【００３６】
負極合材層は、負極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。この負極合材層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤（バインダ）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでもよい。
【００３７】
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が好適に用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばリチウム、リチウム合金等の金属；金属酸化物；ポリリン酸化合物；黒鉛、非晶質炭素（易黒鉛化炭素または難黒鉛化性炭素）等の炭素材料などが挙げられる。
【００３８】
（セパレータ）
セパレータ６は、多孔性を有するシート状乃至フィルム状の樹脂から形成され、電解液が浸潤する。このセパレータ６は、正極板４と負極板５とを隔離すると共に、正極板４と負極板５との間に電解液を保持する。
【００３９】
このセパレータ６の主成分としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、セパレータ６の主成分としては、耐電解液性、耐久性及び溶着性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。
【００４０】
＜正極端子及び負極端子＞
正極端子８及び負極端子９は、外装体３の外側に延出し、蓄電要素２の充電又は放電のための電路となる。これら正極端子８及び負極端子９は、電極体７から一方向に突出するよう互いに平行に配設されることが好ましい。このように、正極端子８及び負極端子９が一方向に突出することで、後述する外装体３の封止が比較的容易となる。
【００４１】
この正極端子８及び負極端子９は、正極集電基材及び負極集電基材を延長したものであってもよく、正極集電基材及び負極集電基材に接続した導体から形成されてもよい。
【００４２】
＜電解液＞
外装体３に封入される電解液としては、蓄電素子に通常用いられる公知の電解液が使用でき、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）等の環状カーボネート、又はジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネートを含有する溶媒に、リチウムヘキサフルオロホスフェート（ＬｉＰＦ６）等を溶解した溶液を用いることができる。
【００４３】
＜外装体＞
外装体３は、シート１０からなり、蓄電要素２の一方側を覆う第一シート部１１と他方側を覆う第二シート部１２とを有する。この外装体３は、図１に示すように、平面視（蓄電要素２の正極板４及び負極板５の積層方向視）で蓄電要素２の外側において第一シート部１１と第二シート部１２とを気密に接続することによって蓄電要素２を収容する内部空間を封止する封止領域１３を有する。つまり、外装体３は、袋状に形成され、封止領域１３は、平面視で連続して蓄電要素２を取り囲むよう形成される。本実施形態において、封止領域１３は、平面視方形枠状に形成されている
【００４４】
封止領域１３の一部は、シート１０同士を溶着した第一溶着部１４から形成されている。つまり、封止領域１３は、第一シート部１１と第二シート部１２とを溶着した第一溶着部１４（図２の断面図において２方向の斜線でハッチングした部分）を含んでいる。また、封止領域１３は、本実施形態のように、一枚のシート１０を折り返して第一シート部１１と第二シート部１２とに分ける折り返し部１５を含むことができる。
【００４５】
加えて、外装体３は、蓄電要素２と封止領域１３との間の内部でシート１０同士が溶着された第二溶着部１６（図２の断面図において２方向の斜線でハッチングした部分）をさらに有する。
【００４６】
（シート）
シート１０としては、十分な強度、バリア性及び溶着性を有するものであればよく、多層構造を有するラミネートフィルムを用いることができる。
【００４７】
シート１０を構成するラミネートフィルムとしては、外面側（蓄電要素２と反対側）に配置され、強度を担保する樹脂製の基材層と、内面側（蓄電要素２に対向する側）に配置され、溶着性を担保する樹脂製のシーラント層と、基材層及びシーラント層間に配置され、バリア製を担保する金属製のバリア層と、を有するものを用いることが好ましい。
【００４８】
上記基材層を形成する樹脂の主成分としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。
【００４９】
上記シーラント層を形成する樹脂の主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が上げられる。このシーラント層の平均厚さとしては例えば５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【００５０】
上記バリア層を形成する金属としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼等を挙げることができ、中でもアルミニウムが好適に用いられる。バリア層は、金属箔から形成されてもよく、基材層に金属を蒸着することによって形成してもよい。
【００５１】
（第一溶着部）
第一溶着部１４は、第一シート部１１のシーラント層と第二シート部１２のシーラント層とを溶着することにより形成される。この第一溶着部１４は、例えばヒートシール、超音波シール等によって形成することができる。
【００５２】
第一溶着部１４は、連続して延在し、幅が略一定の線状に形成されることが好ましい。なお「略一定」とは、最大幅と最小幅との差が平均幅の２０％以下、好ましくは１０％以下であることを意味するものとする。
【００５３】
第一溶着部１４の平均幅としては、例えばシート１０の構成、溶着の温度、圧力、時間等の条件などによっても異なるが、例えば０．２ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とすることができる。
【００５４】
第一溶着部１４の剥離強度の下限としては、５Ｎ／ｃｍが好ましく、１０Ｎ／ｃｍがより好ましい。一方、第一溶着部１４の剥離強度の上限としては、１５０Ｎ／ｃｍが好ましく、１００Ｎ／ｃｍがより好ましい。第一溶着部１４の剥離強度を上記下限に以上とすることによって、蓄電要素２及び電解液をより確実に封止できる。また、第一溶着部１４の剥離強度を上記上限以下とすることによって、シート１０として一般的なものを用いることができるので当該蓄電素子１を比較的安価にすることができる。
【００５５】
（折り返し部）
折り返し部１５は、シート１０の法線方向（図２の上下方向）が正極板４及び負極板５の積層方向と垂直な方向となり、図１に示すように平面視で外装体３の外縁を画定する部分を意味し、シート１０に明確な折り曲げ線が形成されていなくてもよい。また、折り返し部１５は、第一シート部１１と第二シート部１２とを明確に区分するものでなくてもよい。
【００５６】
（第二溶着部）
本実施形態における第二溶着部１６は、図１に示すように平面視において、蓄電要素２に対して正極端子８及び負極端子９が設けられた側の反対側に設けられている。このように、第二溶着部１６を正極端子８及び負極端子９と反対側に設けることによって、正極端子８及び負極端子９と外部の回路との電気的な接続構造に干渉しないよう、第二溶着部１６の剥離を検出するセンサ等の構成を設けることが比較的容易となる。
【００５７】
第二溶着部１６は、図２に示すように、封止領域１３の内側の内部空間の高さ（第一シート部１１と第二シート部１２との間隔）を少なくとも局所的にゼロにする。従って、第二溶着部１６が設けられた外装体３の内容積は、第二溶着部１６を設けない場合の外装体３の内容積よりも小さくなっている。
【００５８】
この第二溶着部１６の剥離強度は、第一溶着部１４の剥離強度よりも小さい。これにより、外装体３の内部空間の内圧（電池内圧）が増大した場合に、先ず、図３に示すように、この第二溶着部１６が剥離して、内部空間の体積を増大する。このため、当該蓄電素子は、第二溶着部１６が剥離することにより電解液を外部に漏出させることなく一旦内圧を減少させられる。従って、第二溶着部１６が剥離した段階で当該蓄電素子１の使用を停止すれば、電解液が外部に漏出することはない。
【００５９】
第二溶着部１６の剥離強度は、例えば平面寸法、溶着条件、シーラント層の材質等によって調節することができる。本実施形態では、第二溶着部１６は、複数の点状乃至１本の破線状に第一シート部１１と第二シート部１２とを断続的に溶着して形成されている。このため、線状に形成される第一溶着部１４では第一シート部１１と第二シート部１２とを引き剥がす力が分散するのに対して、点状に形成される第二溶着部１６には第一シート部１１と第二シート部１２とを引き剥がす力が集中するので、第二溶着部１６の実効的な剥離強度が第一溶着部１４の実効的な剥離強度よりも小さくなっている。
【００６０】
第二溶着部１６の剥離強度の下限としては、第一溶着部１４の剥離強度の１／５が好ましく、２／５がより好ましい。一方、第二溶着部１６の剥離強度の上限としては、第一溶着部１４の剥離強度の２／３が好ましく、３／５がより好ましい。第二溶着部１６の剥離強度を上記下限以上とすることによって、平常時に第二溶着部１６が剥離することを防止できると共に、当該蓄電素子１が不必要に高価となることを防止できる。また、第二溶着部１６の剥離強度を上記上限以下とすることによって、第二溶着部１６の剥離と第一溶着部の剥離との時間間隔を大きくすることで、電解液の漏出をより確実に防止することできる。
【００６１】
［蓄電装置］
図４に、本発明の別の実施形態に係る蓄電装置を示す。当該蓄電装置は、１又は複数の図１の蓄電素子１と、この蓄電素子１の第二溶着部１６の剥離を検出する１又は複数のセンサ１７とを備える。この当該蓄電装置は、蓄電素子１を保持し、センサ１７が取り付けられるフレーム１８をさらに備える。また、当該蓄電装置は、１又は複数の蓄電素子１の正極端子８及び負極端子９に接続される一対の外部端子１９を有する。また、当該蓄電装置は、センサ１７が第二溶着部１６の剥離を検出した場合に警報を発したり蓄電素子１の充放電を停止したりする制御回路（不図示）を備えることが好ましい。
【００６２】
センサ１７は、第二溶着部１６の剥離を検出できればどのようなものであってもよいが、図４に示すように、蓄電素子１の第二溶着部１６が剥離したときに第二溶着部１６の第一シート部１１が膨出することによって動作するものを用いることができる。このような動作をするセンサ１７としては、例えばリミットスイッチ、光電管等を用いることができる。
【００６３】
当該蓄電装置は、蓄電素子１の第二溶着部１６の剥離を検出することで、蓄電素子１の外装体３の封止領域が破損する前に、外装体３の内圧の増大を検知することができる。このため、当該蓄電装置は、外装体３から電解液が漏出する前に蓄電素子１の内圧の増大を検出して、蓄電素子１の充放電を安全に停止することができる。
【００６４】
［蓄電素子の内圧検知方法］
また、本発明のさらに別の実施形態に係る蓄電素子の内圧検知方法は、図１の蓄電素子１又は図４の蓄電装置を用いて行うことができる。
【００６５】
当該蓄電素子の内圧検知方法は、上述のように、第二溶着部１６の剥離強度が第一溶着部１４の剥離強度より小さくなるように、第二溶着部１６が溶着されている蓄電素子１を用い、第二溶着部１６の剥離により電池内圧の増大を検知する。つまり、当該蓄電素子の内圧検知方法では、第二溶着部１６の剥離をセンサ１７若しくは他の手段によって検出又はオペレータが確認する。これにより、当該蓄電素子の内圧検知方法は、外装体３から電解液が漏出する前に電池内圧の増大を検知して充放電を停止する等の適切な処置をすることができる。
【００６６】
［第二実施形態］
図５に示す本発明の別の実施形態に係る蓄電素子１ａは、蓄電要素２と、この蓄電要素２を収納する外装体３ａとを備える。また、外装体３ａの内部には、蓄電要素２と共に電解液が封入される。
【００６７】
図５の蓄電素子１ａにおける蓄電要素２の構成としては、図１の蓄電素子１における蓄電要素２の構成と同様とすることができる。このため、図５の蓄電素子１ａについて、図１の蓄電素子１と同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６８】
＜外装体＞
外装体３ａは、シート１０からなり、蓄電要素２の一方側を覆う第一シート部１１と他方側を覆う第二シート部１２とを有する。この外装体３ａは、平面視蓄電要素２の外側において第一シート部１１と第二シート部１２とを気密に接続することによって蓄電要素２を収容する内部空間を封止する封止領域１３ａを有する。
【００６９】
封止領域１３ａは、シート１０同士を溶着した第一溶着部１４と、一枚のシート１０を折り返して第一シート部１１と第二シート部１２とに分ける折り返し部１５とを含んでいる。
【００７０】
加えて、外装体３は、蓄電要素２と封止領域１３ａとの間の内部でシート１０同士が連続的に溶着された第二溶着部１６ａをさらに有する。
【００７１】
（第二溶着部）
本実施形態における第二溶着部１６ａは、外装体３ａの封止領域１３ａの二箇所を結ぶ線状に形成されている。この第二溶着部１６ａは、平面視で蓄電要素２に対して正極端子８及び負極端子９が設けられた側の反対側に設けられている。
【００７２】
より具体的には、第二溶着部１６ａは、平面視方形枠状の封止領域１３ａの二辺を結ぶよう、封止領域１３ａの正極端子８及び負極端子９と反対側の一辺と略平行に形成されている。このような第二溶着部１６ａは、第一シート部１１及び第二シート部１２を一対の棒状の加熱体によって挟み込むことで比較的容易に形成できる。また、正極端子８及び負極端子９との干渉もなく、剥離強度の調節も比較的容易である。
【００７３】
この第二溶着部１６ａは、外装体３ａの内部空間を区分して、蓄電要素２を収容する空間と内圧上昇時に膨らむ空間とを隔離する。このため、初期状態において内圧上昇を検出するための空間には電解液が存在しない。
【００７４】
本実施形態の蓄電素子１ａにおいても、第二溶着部１６ａの剥離強度は、第一溶着部１４の剥離強度よりも小さい。本実施形態では、第一溶着部１４と比べて第二溶着部１６ａで第一シート部１１と第二シート部１２とを引き離す力が集中することは期待できないため、例えば溶着温度、溶着圧力、溶着時間等の溶着条件、シート１０の材質等によって剥離強度を調節することが好ましい。
【００７５】
図５の蓄電素子１ａは、図１の蓄電素子１に替えて、図４の蓄電装置に用いることができる。また、図５の蓄電素子１ａは、図１の蓄電素子１と同様に、本発明の別の実施形態に係る蓄電素子の内圧検知方法を実施するために用いることができる。
【００７６】
［第三実施形態］
図６に示す本発明のまた別の実施形態に係る蓄電素子１ｂは、蓄電要素２と、この蓄電要素２を収納する外装体３ｂと、外装体３ｂ内に配置される検出電極２０とを備える。また、外装体３ｂの内部には、蓄電要素２と共に電解液が封入される。
【００７７】
なお、図６の蓄電素子１ｂについて、図１の蓄電素子１又は図５の蓄電素子１ａと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７８】
＜外装体＞
外装体３ｂは、シート１０からなり、蓄電要素２の一方側を覆う第一シート部１１と他方側を覆う第二シート部１２とを有する。この外装体３ａは、平面視蓄電要素２の外側において第一シート部１１と第二シート部１２とを気密に接続することによって蓄電要素２を収容する内部空間を封止する封止領域１３ｂを有する。
【００７９】
図６の蓄電素子１ｂでは、封止領域１３ｂの全部がシート１０同士を溶着した第一溶着部１４から形成されている。つまり、外装体３ｂは、第一シート部１１と第二シート部１２とが互いに分離された２枚のシート１０から形成され、第一シート部１１及び第二シート部１２を略全周に渡って接続することで形成されている。なお、封止領域１３ｂは、部分的に第一シート部１１と第二シート部１２との間に検出電極２０を気密に挟み込むよう形成されている。
【００８０】
図６の蓄電素子１ｂの第一溶着部１４の構成は、平面視で蓄電要素の四方に形成されていることを除いて、図１の蓄電素子１の第一溶着部１４の構成と同様とすることができる。また、図６の蓄電素子１ｂのシート１０の構成は、第一シート部１１と第二シート部１２とが互いに分離されていることを除いて、図１の蓄電素子１のシート１０の構成と同様とすることができる。
【００８１】
また、外装体３ｂは、蓄電要素２と封止領域１３ｂとの間の内部でシート１０同士が溶着された第二溶着部１６ａをさらに有する。
【００８２】
＜検出電極＞
検出電極２０は、その先端部が第二溶着部１６ａによって蓄電要素２を収容する空間から隔離される内部空間に配置される。検出電極２０は、第二溶着部１６ａによって隔離された空間内への電解液の流入を検出できるものとすることが好ましい。
【００８３】
具体的には、検出電極２０は、電解液に接触した際に電極反応を生じ得る材料から形成することができる。これにより、第二溶着部１６ａが剥離して検出電極２０を収容する空間に電解液が流入したときに、検出電極２０には起電力を生じる。このため、この検出電極２０の起電力を検出することによって、外装体３ｂの内圧の増大を検知することができる。
【００８４】
従って、当該蓄電素子１ｂを用いる蓄電装置は、検出電極２０と正極端子８又は負極端子９との間の電位差を検出するコンパレータ等のセンサ（検出回路）を備えることが好ましい。
【００８５】
図６の蓄電素子１ｂは、図１の蓄電素子１と同様に、本発明の別の実施形態に係る蓄電素子の内圧検知方法を実施するために用いることができる。
［第四実施形態］
図７に示す本発明のさらに別の実施形態に係る蓄電素子１ｃは、蓄電要素２と、この蓄電要素２を収納する外装体３ｃとを備える。また、外装体３ｃの内部には、蓄電要素２と共に電解液が封入される。
【００８６】
図７の蓄電素子１ｃは、図１の蓄電素子１の封止領域１３を図６の蓄電素子１ｂの封止領域１３ｂに置き換えたものである。このため、図７の蓄電素子１ｃについて、図１の蓄電素子１又は図６の蓄電素子１ａと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８７】
図７の蓄電素子１ｃは、図１の蓄電素子１に替えて、図４の蓄電装置に用いることができる。また、図７の蓄電素子１ｃは、図１の蓄電素子１と同様に、本発明の別の実施形態に係る蓄電素子の内圧検知方法を実施するために用いることができる。
【００８８】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００８９】
当該蓄電素子の電極体は、正極端子と負極端子とが異なる方向に突出するものであってもよい。
【００９０】
当該蓄電素子において、第二溶着部は、封止領域の中のどこに形成されてもよい。具体例としては、第二溶着部は、正極端子と負極端子との間や、蓄電体の正極端子及び負極端子が延出する側及びその反対側とは異なる側方に形成されてもよい。
【００９１】
また、当該蓄電素子において、第二溶着部は、第一溶着部から離間した一つの点状又は短い一本の線状に形成されてもよい。また、第二溶着部は、曲線状又は仮想曲線上に配置される複数の点状に形成されてもよい。
【００９２】
当該蓄電素子において、封止領域が、シートの蓄電要素を覆う面に存在してもよい。具体例として、外装体は、スナック菓子の包装体のように、いわゆるセンターシール（背張り）により筒状に形成された袋体の両端をシールすることによって密封されてもよい。
【００９３】
当該蓄電素子において、検出電極に替えて、他の種類のセンサを配置してもよい。このようなセンサとしては、例えば電解液に浸漬されることによって開閉するスイッチ等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係る蓄電素子は、多様な機器の電源として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  蓄電素子
２  蓄電要素
３，３ａ，３ｂ，３ｃ  外装体
４  正極板
５  負極板
６  セパレータ
７  電極体
８  正極端子
９  負極端子
１０  シート
１１  第一シート部
１２  第二シート部
１３，１３ａ，１３ｂ  封止領域
１４  第一溶着部
１５  折り返し部
１６，１６ａ  第二溶着部
１７  センサ
１８  フレーム
１９  外部端子
２０  検出電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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