(57)【要約】【課題】発電部の位置ずれを抑制でき、組み付け性に優れる組電池又は当該組電池の製造方法を提供する。【解決手段】集電体を介して発電部が複数連ねられて連結体とされ、該連結体において一端となる集電体と他端となる集電体とが、絶縁部を介して連結されている、組電池とし、集電体を介して複数の発電部を連結し連結体とする、連結体作製工程、及び、連結体において一端となる集電体と他端となる集電体とを、絶縁部を介して連結する、端部連結工程を有する、組電池の製造方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体を介して発電部が複数連ねられて連結体とされ、該連結体において一端となる前記集電体と他端となる前記集電体とが、絶縁部を介して連結されている、組電池。
【請求項２】
前記絶縁部を介して正極側端子及び負極側端子が設けられ、前記連結体の前記一端となる集電体が前記正極側端子に、前記他端となる集電体が前記負極側端子に接続されている、請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記絶縁部が、絶縁体を熱融解により結着してなるものである、請求項１又は２に記載の組電池。
【請求項４】
前記絶縁部が、嵌合により一体とされたものである、請求項１〜３のいずれかに記載の組電池。
【請求項５】
前記絶縁部が、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／１０、ナイロン１２、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンから選ばれるいずれか一種以上からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の組電池。
【請求項６】
集電体を介して複数の発電部を連結し連結体とする、連結体作製工程、及び、
前記連結体において一端となる前記集電体と他端となる前記集電体とを、絶縁部を介して連結する、端部連結工程、
を有する、組電池の製造方法。
【請求項７】
正極側端子に前記連結体の前記一端となる集電体を接続し、負極側端子に前記他端となる集電体を接続する、端子接続工程をさらに有する、請求項６に記載の組電池の製造方法。
【請求項８】
前記正極側端子に絶縁体を取り付け、前記負極側端子に絶縁体を取り付け、前記絶縁体同士を熱融解により結着し、前記絶縁部とする、請求項７に記載の組電池の製造方法。
【請求項９】
前記正極側端子に絶縁体を取り付け、前記負極側端子に絶縁体を取り付け、前記絶縁体同士を嵌合により一体とし、前記絶縁部とする、請求項７又は８に記載の組電池の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁部が、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／１０、ナイロン１２、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンのいずれか一種以上からなる、請求項６〜９のいずれかに記載の組電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は組電池及び組電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、低公害車としての電気自動車やハイブリッド自動車等に適用するべく、高出力かつ高容量な二次電池が必要とされている。また、二次電池の高出力化及び高容量化に伴って、安全性の向上も一層要求されている。
【０００３】
二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層は、非水系の液体電解質又は固体電解質によって構成される。このうち、特に、電解質として固体電解質を用いた場合、当該固体電解質が本質的に不燃であるため、安全性の向上が図り易い。
【０００４】
また、二次電池の高出力化、高容量化には、複数の発電部（或いは単電池）を電気的につなぎ合わせ、同一の筐体或いはラミネートパック内に収容した組電池とすることが有効である。一方で、電池を組電池として高出力化、高容量化させると、過充電時等の発熱量が大きくなるため、過充電時等に組電池単位で短絡を行い得る構成とすることで、電池の安全性をより高めることができる。例えば、特許文献１には、複数の平板状の単電池を積層し、電池パッケージ内に収容してなる組電池が提案されている。特許文献１の組電池は、一端側において纏めて拘束されるとともに他端側に向かって互いに離隔して伸びる複数の正極集電体の隙間に、他端側において纏めて拘束されるとともに一端側に向かって互いに離隔して伸びる複数の負極集電体と固体電解質とを介在させるような形態とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、上記のような複雑な形態で複数の平板状の単電池を積層し、電池パッケージ内に収容して組電池を構成することで、複数の単電池の接続箇所における抵抗が低減され、比較的高いエネルギー効率を有する平板状単電池の組電池が得られる、としている。しかしながら、特許文献１の組電池にあっては、電池製造時或いは製造後、単電池同士（発電部同士）がずれて、短絡などの電池性能の低下を引き起こす虞があった。また、上記のように複雑な形態とするため、積層時の位置決めが容易でなく、電池の組み付け性に課題があった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、発電部の位置ずれを抑制でき、組み付け性に優れる組電池又はその製造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】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。すなわち、
第１の本発明は、集電体を介して発電部が複数連ねられて連結体とされ、当該連結体において一端となる集電体と他端となる集電体とが、絶縁部を介して連結されている、組電池である。
【０００９】
第１の本発明において、「発電部」とは、正極及び負極における電気化学反応により外部に電気エネルギーを取り出し得るものであり、単電池、単電池パック、積層モノポーラ電池、積層バイポーラ電池等の積層型電池又はそのパック、或いは捲回型の電池等、その形態は特に限定されるものではない。「連結体」とは、集電体を介して複数の発電部同士を連結してなるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、集電体によって複数の発電部を電気的に直列に接続してなるものを挙げることができる。「絶縁部」とは、絶縁体からなる部分であり、当該絶縁部を介して、連結体の一端と他端とが連結される。
【００１０】
第１の本発明において、絶縁部を介して正極側端子及び負極側端子が設けられ、連結体の一端となる集電体が正極側端子に、他端となる集電体が負極側端子に接続されていることが好ましい。正・負極端子を一箇所にまとめることができ、より組み付け性に優れる組電池とすることができるためである。
【００１１】
第１の本発明において、絶縁部が、絶縁体を熱融解により結着してなるものであることが好ましい。絶縁部を容易に一体化することができ、より組み付け性に優れる組電池とすることができるためである。
【００１２】
第１の本発明において、絶縁部が、嵌合により一体とされたものであってもよい。絶縁部を容易に一体化することができ、より組み付け性に優れる組電池とすることができるためである。
【００１３】
第１の本発明において、絶縁部が、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／１０、ナイロン１２、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンから選ばれるいずれか一種以上からなることが好ましい。上記の熱融解を適切に行うことができ、或いは、嵌合のための嵌合部の形成が容易であり、より組み付け性に優れる組電池とすることができるためである。
【００１４】
第２の本発明は、集電体を介して複数の発電部を連結し連結体とする、連結体作製工程、及び、連結体において一端となる集電体と他端となる集電体とを、絶縁部を介して連結する、端部連結工程を有する、組電池の製造方法である。
【００１５】
第２の本発明において、正極側端子に連結体の一端となる集電体を接続し、負極側端子に他端となる集電体を接続する、端子接続工程をさらに有することが好ましい。正・負極端子を一箇所にまとめることができ、電池の組み付け性がより容易となるためである。
【００１６】
正極端子及び負極端子が備えられる形態の第２の本発明において、正極側端子に絶縁体を取り付け、負極側端子に絶縁体を取り付け、絶縁体同士を熱融解により結着し、上記の絶縁部とすることが好ましい。絶縁部を容易に一体化することができ、組電池の組み付けがより容易となるためである。また、正・負極端子を一箇所にまとめることができ、電池の組み付け性がより容易となるためである。
【００１７】
正極端子及び負極端子が備えられる形態の第２の本発明において、正極側端子に絶縁体を取り付け、負極側端子に絶縁体を取り付け、絶縁体同士を嵌合により一体とし、上記の絶縁部としてもよい。絶縁部を容易に一体化することができ、組電池の組み付けがより容易となるためである。また、正・負極端子を一箇所にまとめることができ、電池の組み付け性がより容易となるためである。
【００１８】
第２の本発明において、絶縁部が、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／１０、ナイロン１２、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンのいずれか一種以上からなることが好ましい。上記の熱融解を適切に行うことができ、或いは、嵌合のための嵌合部の形成が容易であり、より組み付け性に優れる組電池とすることができるためである。
【発明の効果】
【００１９】
第１の本発明によれば、集電体を介して複数の発電部が連結され、且つ、連結体の一端と他端とが絶縁体を介して連結されているので、連結体の一端と他端との固定によって、複数の発電部が位置決め・固定され、発電部同士の位置ずれを抑制でき、組み付け性に優れる組電池とすることができる。
【００２０】
第２の本発明によれば、集電体を介して複数の発電部を連結し、連結体の一端と他端とを絶縁体を介して連結して組電池を製造しているので、連結体の一端と他端との固定によって、複数の発電部を容易に位置決め・固定することができ、発電部同士の位置ずれが抑制され、容易に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る本発明の組電池を説明するための概略図である。
【図２】第１実施形態に係る本発明の組電池を説明するための概略図である。
【図３】絶縁部及び端子部を説明するための概略図である。
【図４】第２実施形態に係る本発明の組電池を説明するための概略図である。
【図５】第２実施形態に係る本発明の組電池を説明するための概略図である。
【図６】絶縁部及び端子部を説明するための概略図である。
【図７】組電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、全固体リチウム二次電池を例示して、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、当該形態に限定されるものではなく、種々の組電池に適用することができる。
【００２３】
１．第１実施形態
図１〜３に第１実施形態に係る本発明の組電池１００の構成を概略的に示す。図１〜３では、説明のため、筐体或いは電池パックや、配線等を省略して示している。図１、２に示されるように、組電池１００は、複数の発電部１０、１０、…が集電体２０、２０、…を介して連結され、連結体３０とされており、当該連結体３０の一端となる集電体２０ａと他端となる集電体２０ｅは、絶縁部５０を介して連結されている。当該絶縁部５０は台座５３、５４に固定されており、台座５３、５４には、絶縁部５０を挟んで両側に、正・負極側端子５１、５２（正極側端子先端５１ａ、端子箔５１ｂ、負極側端子先端５２ａ、端子箔５２ｂ）が設けられている。正極側端子５１及び負極側端子５２は、端子先端５１ａ、５２ａが、それぞれ台座５３、５４の内部或いは外周部の配線（不図示）と接続され、さらに、当該配線が、端子箔５１ｂ、５２ｂと接続されて、台座５３、５４から連結体３０側に突出している。そして、連結体５０の集電体２０ａが端子箔５１ｂに接続され、連結体５０の集電体２０ｅが端子箔５２ｂに接続されることで、連結体３０と各端子５１、５２とが接続され、発電部１０、１０、…で発生した電気エネルギーを、端子５１、５２を介して外部に取り出し可能とされ、或いは、組電池１００の過充電時に短絡が可能とされている。また、図１に示されるように、対向する発電部１０ａと発電部１０ｄ、及び対向する発電部１０ｂと発電部１０ｃ、の間に介在するように、絶縁体４０が設けられており、発電部１０、１０、…同士の不要な接触による短絡等を防止している。さらに、図２、３に示されるように、絶縁部５０は、絶縁体５０ａ、５０ｂを熱融解によって互いに結着させてなるものである。
【００２４】
＜発電部１０＞
発電部１０は、電気化学反応により外部に電気エネルギーを取り出し可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば、正極集電体及び当該正極集電体に設けられた正極層と、負極集電体及び当該負極集電体に設けられた負極層と、正極層及び負極層の間に介在するように設けられた固体電解質層とを有する発電部とすることができる。
【００２５】
（正極層、負極層）
発電部１０に備えられる正極層及び負極層は、活物質や電解質を含み、任意に導電助剤及び結着剤等を含む層である。組電池１００が全固体のリチウム二次電池である場合、活物質としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ１＋ｘＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘ−ｙＭｙＯ４（ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎのいずれか）で表される異種元素置換Ｌｉ−Ｍｎスピネル、ＬｉｘＴｉＯｙ、ＬｉＭＰＯ４（ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれか）、Ｖ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＴｉＳ２、グラファイト、ハードカーボン等の炭素材料、ＬｉＣｏＮ、ＬｉｘＳｉｙＯｚ、リチウム金属又はリチウム合金（ＬｉＭ、ＭはＳｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｐ等のいずれか）、リチウム貯蔵性金属間化合物（ＭｇｘＭ、ＭはＳｎ、Ｇｅ、Ｓｂのいずれか、或いは、ＮｙＳｂ、ＮはＩｎ、Ｃｕ、Ｍｎのいずれか）や、これらの誘導体等を用いることができる。ここで、正極活物質と負極活物質には明確な区別はなく、２種類の化合物の充放電電位を比較して貴な電位を示すものを正極層に、卑な電位を示すものを負極層に用いて、任意の電圧のリチウム二次電池を構成することができる。また、組電池１００が全固体のリチウム二次電池である場合、電解質としては、固体電解質が用いられる。具体的には、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ等の酸化物系非晶質固体電解質、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｂ２Ｓ３、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−Ｓｉ２Ｓ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ−Ｌｉ３ＰＯ４−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５等の硫化物系非晶質固体電解質、或いは、ＬｉＩ、ＬｉＩ−Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ３Ｎ、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ等や、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ０．７（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ｘ＋ｙＡｘＴｉ２−ｘＳｉｙＰ３−ｙＯ１２（ＡはＡｌ又はＧａ、０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．６）、[（Ｂ１／２Ｌｉ１／２）１−ｚＣｚ]ＴｉＯ３（ＢはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍのいずれか、ＣはＳｒ又はＢａ、０≦ｚ≦０．５）、Ｌｉ５Ｌａ３Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ３ＰＯ（４−３／２ｗ）Ｎｗ（ｗ＜１）、Ｌｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４等の結晶質酸化物・酸窒化物を用いることができる。一方、導電助剤としては、従来のものを特に限定されることなく用いることができ、例えば、アセチレンブラック等の炭素材料を用いることが好ましい。結着剤についても、従来のものを特に限定されることなく用いることができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のゴム性状樹脂等を用いることが好ましい。正極層や負極層に含まれる各物質の混合比については、組電池１００を適切に作動可能な比率であれば、特に限定されるものではない。例えば、質量比で、活物質：電解質：導電助剤：結着剤＝９９〜４０：１〜５０：０〜５：０〜５の混合比とすることができる。また、正極層や負極層は、後述する正極集電体や負極集電体上に、適切に形成されてい���ば、厚みや形状等は特に限定されるものではない。例えば、５〜５００μｍ程度の厚みとすることができる。正極層及び負極層は、上記活物質等を含むペーストを正極集電体、負極集電体上にドクターブレード等によって塗布・乾燥することにより、或いは、粉体状の上記活物質等をプレス成型することにより、形成・作製することができる。
【００２６】
（固体電解質層）
固体電解質層は、電解質と任意に結着剤等を含む層である。組電池１００が、全固体のリチウム二次電池である場合には、固体電解質としては、上記した固体電解質を用いることができる。結着剤についても上記と同様のものを用いることができる。固体電解質層に含まれる各物質の混合比については、組電池１００を適切に作動可能な比率であれば、特に限定されるものではない。例えば、質量比で、電解質：結着剤＝１００〜７０：０〜３０の混合比とすることができる。また、固体電解質層は、正極層及び負極層の間に適切に設けられ、正極層と負極層との間のイオン伝導に寄与することができる形態であれば、厚みや形状等は特に限定されるものではない。例えば、０．１〜５００μｍ程度の厚みとすることができる。電解質層は、上記電解質等を含むペーストを正極層或いは負極層上にドクターブレード等によって塗布・乾燥することにより、或いは、粉体状の上記固体電解質等をプレス成型することにより、形成・作製することができる。
【００２７】
（正極集電体、負極集電体）
正極集電体及び負極集電体は、全固体のリチウム二次電池に適用できる集電体であれば、その材質等は特に限定されるものではない。例えば、金属箔や金属メッシュ、金属蒸着フィルム等を用いることができる。具体的には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、ステンレス鋼等の金属箔やメッシュ、或いは、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレンなどのフィルムやガラス、シリコン板等の上に上記金属を蒸着したもの等を用いることができる。正極集電体及び負極集電体の厚みや大きさは特に限定されるものではない。例えば、５〜５００μｍ程度の厚みとすることができる。尚、正極集電体及び負極集電体には任意に正極リード、負極リード等が取り付けられていてもよい。
【００２８】
発電部１０は、上記の正極層、電解質層及び負極層の構成単位、並びに、正極集電体及び負極集電体を備えていればよく、モノポーラ電池であっても、バイポーラ電池であってもよい。また、上記構成単位が集電体を介して複数積層されてなる積層型電池であってもよいし、上記構成単位が集電体を介して捲回されてなる電池であってもよい。また、発電部１０は、上記各層が露出しているような形態であってもよいし、電池パック等に収納されてなるものであってもよい。電池パックとしては、公知のラミネートフィルム（樹脂とアルミ箔との積層フィルム）等を用いることができる。ただし、発電部１０の各層が露出しているような形態の場合は、図１に示されるように、発電部１０間の不要な接触による短絡等を防ぐため、発電部１０同士が接触する虞のある箇所に後述する絶縁体４０を設けたほうがよい。
【００２９】
＜集電体２０＞
組電池１００においては、複数の発電部１０、１０、…が集電体２０、２０、…を介して連結されている。集電体２０としては、一の発電部１０の正極（正極集電体）と他の発電部１０の負極（負極集電体）とを接続可能なものであれば、材質、形状、大きさ等は特に限定されるものではなく、上記した正極集電体及び負極集電体と同様のものを用いることができる。集電体２０と発電部１０との接続については、溶接等による溶着の他、上記した発電部に用いられる正極集電体及び負極集電体を集電体２０として兼用することもできる。例えば、図１、２において、発電部１０ａに着目した場合、発電部１０ａに設けられた正極集電体を集電体２０ａとして兼用し、負極集電体を集電体２０ｂとして兼用することができる。また、発電部１０ａの負極集電体として兼用された集電体２０ｂを、発電部１０ｂの正極集電体として兼用することもできる。すなわち、隣接する一の発電部１０と他の発電部１０とにおいては、一の発電部１０の正極集電体と他の発電部１０の負極集電体とを共通の集電体２０により構成することができる。
【００３０】
＜連結体３０＞
上記のような集電体２０、２０、…を介して複数の発電部１０、１０、…が連結されることにより、連結体３０とされる。例えば、図１、２に示されるように、発電部１０ａ、１０ｂ、…、１０ｄが、集電体２０ａ、２０ｂ、…、２０ｅによって電気的に直列に接続されてなるものを連結体３０とすることができる。図２において、集電体２０の、連結体３０の長手方向長さ（図２の長さＸ）は、２〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。図２に示されるように、連結体３０は、発電部１０、１０、…が一方向に連ねられた長尺の連結体であり、電池組み付け時には、図１に示されるように、連結体５０の一端である集電体２０ａと他端である集電体２０ｅとが、端子５１、５２及び絶縁部５０を介して連結される。
【００３１】
（絶縁体４０）
絶縁体４０は、連結体３０の発電部１０、１０、…同士が接触する虞がある箇所に設けられる絶縁部材である。絶縁体４０は、絶縁性の材料からなるものであれば、材質は特に限定されるものではない。また、絶縁体４０の形状や大きさについても、発電部１０、１０、…同士が接触する虞がある箇所に適切に設けられる形状や大きさであれば特に限定されるものではない。図１においては、略環状とされた連結体３０の当該環状の内側に、発電部１０、１０により挟持されるように絶縁体４０が設けられている。尚、発電部１０、１０、…の一つ一つが、外装体等によって電池パックとされている場合は、必ずしも絶縁体４０を設けなくてもよい。
【００３２】
＜絶縁部５０＞
絶縁部５０は、絶縁体からなる部分であって、図１に示されるように、連結体３０の一端となる集電体２０ａと他端となる集電体２０ｅとを、端子５１等を介して連結するものである。組電池１００において、正極側端子５１及び負極側端子５２は、絶縁部５０を介して離隔するように設けられている。絶縁部５０（図２においては絶縁体５０ａ、５０ｂ）は、連結体３０の一端と他端とを連結可能であるとともに絶縁可能なものであれば材質は特に限定されるものではないが、後述する熱融解性や、組電池１００が全固体リチウム二次電池である場合には耐アルカリ性等を考慮すると、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／１０、ナイロン１２、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンのいずれか一種以上からなるものが好ましい。この中でも、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート又はポリ塩化ビニリデンからなるものが特に好ましい。絶縁部５０の形状や大きさについては、集電体２０ａと集電体２０ｅとを、端子３１等を介して適切に連結可能な形状や大きさであれば特に限定されるものではない。例えば、厚み０．０２ｍｍ程度の絶縁シートを、適切な大きさ（例えば、一辺５〜５００ｍｍの略長方形状）に切り出し、当該切り出された絶縁シートを絶縁体５０ａ、５０ｂとすることができる。絶縁体５０ａ、５０ｂは、接着剤等による接着や熱融着によってそれぞれ端子５１、５２に取り付けられている。
【００３３】
絶縁部５０は、上記絶縁体５０ａ、５０ｂが一体化されてなるものであればよいが、特に図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、絶縁体５０ａと絶縁体５０ｂとの熱融解により結着されて一体化されたものであることが好ましい。すなわち、正極側端子５１や台座５３と負極側端子５２や台座５４との互いに対向する面に、それぞれ絶縁体５０ａ、５０ｂを接着等により取り付け（図３（Ａ））、絶縁体５０ａと絶縁体５０ｂとを突き合わせた後加熱することで、絶縁体５０ａと絶縁体５０ｂとの界面を熱融解によって結着することにより（図３（Ｂ））、絶縁部５０とすることができる（図３（Ｃ））。絶縁体５０ａ、５０ｂを熱融解させるための加熱温度は、上記にて例示した好ましい材料からなる場合は、概ね１００〜４００℃程度で適切な結着が可能となる。
【００３４】
（正極側端子５１、負極側端子５２）
組電池１００においては、正極側端子５１と負極側端子５２とが、絶縁部５０を介して互いに離隔するように設けられている。正極側端子５１は、端子先端５１ａが台座５３の内部或いは外周部に設けられた配線（不図示）等を介して端子箔５１ｂへと接続されている。そして、端子箔５１ｂと集電体２０ａとが超音波溶接等によって接続されることで、正極側端子５１と連結体３０とが電気的に接続されている。一方、負極側端子５２は、端子先端５２ａが台座５４の内部或いは外周部に設けられた配線（不図示）等を介して端子箔５２ｂへと接続されている。そして、端子箔５２ｂと集電体２０ｅとが超音波溶接等によって接続されることで、負極側端子５２と連結体３０とが電気的に接続されている。正極側端子５１及び負極側端子５２は、組電池において用いられる公知の正・負極端子を特に限定されることなく用いることができる。
【００３５】
（台座５３、５４）
台座５３、５４は、各端子５１、５２を固定するために任意に設けられる部材である。台座５３、５４の内部或いは外周面には、配線（不図示）が設けられており、これを介して端子先端５１ａ、５２ａと端子箔５１ｂ、５２ｂとが電気的に接続されている。また、組電池１００を筐体やラミネートフィルム等の外装体に収納する場合、当該台座５３、５４部分を外装体に固定し、台座５３、５４から端子先端５１ａ、５２ｂに係る部分を外装体の外部に突出させることで、連結体３０にて発生した電気エネルギーを外部に取り出し可能な組電池１００とすることができる。台座５３、５４の材質としては特に限定されるものではなく、例えば、絶縁性の樹脂からなるものを用いることができる。また、台座５３、５４の形状、大きさについては、各端子５１、５２を適切に接続・固定可能であれば、特に限定されるものではない。例えば、一辺が５〜５００ｍｍ程度の直方体等とすることができる。
【００３６】
組電池１００は、上記のように、集電体２０、２０、…を介して発電部１０、１０、…が複数連ねられて連結体３０とされ、当該連結体３０において一端となる集電体２０ａと他端となる集電体２０ｅとが、絶縁部５０を介して連結されている。このようにすることで、連結体３０の一端と他端との固定によって、複数の発電部１０、１０、…が容易に位置決め・固定され、発電部１０、１０、…同士の位置ずれを抑制でき、組み付け性に優れる組電池１００とすることができる。また、端子５１、５２を一箇所に纏めることができるので、省スペース化が可能な組電池１００とすることができる。
【００３７】
２．第２実施形態
図４〜６は、第２実施形態に係る本発明の組電池２００を説明するための概略図である。図４〜６において、第１実施形態に係る組電池１００と同様の構成については、同符号を付し、適宜説明を省略する。図４〜６に示されるように、組電池２００は、絶縁部５０に替えて絶縁部１５０が設けられている以外は、組電池１００と同様の構成である。以下、絶縁部１５０について説明する。
【００３８】
＜絶縁部１５０＞
絶縁部１５０は、絶縁体からなる部分であって、図４に示されるように、連結体３０の一端となる集電体２０ａと他端となる集電体２０ｅとを、端子５１等を介して連結するものである。組電池２００において、正極側端子５１及び負極側端子５２は、絶縁部１５０を介して離隔するように設けられている。絶縁部１５０（絶縁体１５０ａ、１５０ｂ）は、連結体３０の一端と他端とを連結可能であるとともに絶縁可能なものであれば材質は特に限定されるものではないが、後述する嵌合可能な程度の強度を有し、組電池２００が全固体リチウム二次電池である場合には耐アルカリ性を有していることが好ましい。また絶縁体１５０ａ、１５０ｂを嵌合後、さらに熱融解によって絶縁体同士を結着する場合は、熱融解性に優れた絶縁材料からなることがより好ましい。具体的には、上記した絶縁部５０と同様の絶縁材料からなることが好ましい。
【００３９】
絶縁部１５０は、例えば図６に示されるように、絶縁体１５０ａに設けられた凸部を絶縁体１５０ｂに設けられた凹部に、絶縁体１５０ｂに設けられた凸部を絶縁体１５０ａに設けられた凹部に嵌め合わせることによって、一体とされている。また、当該嵌合後、加熱により熱融解させることにより、絶縁体１５０ａ、１５０ｂをより強固に一体化することもできる。各凹部、凸部の大きさや形状については、絶縁体１５０ａ、１５０ｂに適切に設けられる程度の大きさ、形状であれば特に限定されるものではない。
【００４０】
このような組電池２００によっても、連結体３０の一端と他端との固定によって、複数の発電部１０、１０、…が位置決め・固定され、発電部１０、１０、…同士の位置ずれを抑制でき、組み付け性に優れる組電池とすることができる。また、端子５１、５２を一箇所に纏めることができるので、省スペース化が可能な組電池２００とすることができる。
【００４１】
３．組電池の製造方法
上記のような組電池１００及び組電池２００（以下、組電池２００に係る符号については括弧書きにて示すことがある。）は例えば次のように製造することができる。図７は、一実施形態に係る組電池の製造方法Ｓ１０を説明するためのフローチャートである。図７に示されるように、組電池の製造方法は、発電部１０を作製する発電部作製工程Ｓ１、集電体２０を介して複数の発電部１０、１０、…を連結して連結体３０とする、連結体作製工程Ｓ２、事前に正極側端子５１及び負極側端子５２を作製しておく、端子部作製工程Ｓ３、連結体３０の一端となる集電体２０ａ及び他端となる集電体２０ｅをそれぞれ正極側端子５１、負極側端子５２に接続する、端子接続工程Ｓ４、及び、正極側端子５１及び負極側端子５２に絶縁体５０ａ、５０ｂ（１５０ａ、１５０ｂ）を取り付け、当該絶縁体５０ａ、５０ｂ（１５０ａ、１５０ｂ）を熱融解や嵌合によって一体とし絶縁部５０（１５０）とする、端部連結工程Ｓ５を備えている。
【００４２】
工程Ｓ１は、発電部１０を複数作製する工程である。発電部１０は、正極層、電解質層及び負極層を有し、正極集電体と負極集電体とが備えられる形態であれば、その作製方法は特に限定されるものではない。例えば、上記した正極集電体上に正極層を構成する材料を含むペーストをドクターブレード等によって塗布・乾燥し、正極層を設け、負極集電体上に負極層を構成する材料を含むペーストをドクターブレード等によって塗布・乾燥し、負極層を設け、当該正極層又は負極層の上に、電解質層を構成する材料を含むペーストをドクターブレード等によって塗布・乾燥し電解質層を設け、正極層と負極層との間に電解質層が設けられるように、各層を積層し、その後プレス処理等をすることによって、作製することができる。或いは粉体の構成材料をプレス成形し、各層としてもよい。また、上記の正極層、固体電解質層及び負極層からなる構成単位を、集電体を介して複数積層することによって積層型電池を作製し、これを発電部１０としてもよい。さらに、上記の正極層、固体電解質層及び負極層からなる構成単位を、集電体を介在させつつ捲回し、捲回型の電池としてもよい。尚、発電部１０は、ラミネートフィルム等の外装体内に収納してなるものであってもよい。
【００４３】
工程Ｓ２は、作製した複数の発電部１０、１０、…を集電体２０、２０、…を介して連結し、連結体３０とする工程である。集電体２０と発電部１０との連結については、上記した通り、溶接等によって連結してもよいし、或いは発電部１０の正極集電体及び負極集電体を、集電体２０として機能させてもよい。
【００４４】
工程Ｓ３は、連結体３０の一端となる集電体２０ａに接続するための端子部と、他端となる集電体２０ｅに接続するための端子部とを作製する工程である。工程Ｓ３においては、公知の作製方法により、正極側端子５１及び負極側端子５２を作製すればよい。
【００４５】
工程Ｓ４は、工程Ｓ２において作製した連結体３０の一端となる集電体２０ａ及び他端となる集電体２０ｅをそれぞれ、工程Ｓ３において作製した正極側端子５１、負極側端子５２に接続する工程である。集電体２０ａ、２０ｅと各端子５１、５２とは、例えば、超音波溶接等により溶着・接続することができる。
【００４６】
工程Ｓ５は、正極側端子５１及び負極側端子５２に絶縁体５０ａ、５０ｂ（１５０ａ、１５０ｂ）を取り付け、当該絶縁体５０ａ、５０ｂ（１５０ａ、１５０ｂ）を熱融解や嵌合によって一体とし絶縁部５０（１５０）とする工程である。各端子への絶縁体の取り付けについては、接着剤を用いた接着や熱融着等により行うことができる。工程Ｓ５においては、このようにして設けられた正極側端子の絶縁体と負極側端子の絶縁体とを突き合わせ、熱融解や嵌合によって、一体化し、絶縁部５０（１５０）とすればよい。熱融解や嵌合については、上述した通りである。
【００４７】
工程Ｓ１〜Ｓ５を経ることにより、組電池１００（２００）を製造することができる。組電池の製造方法Ｓ１０によれば、集電体１０、１０、…を介して複数の発電部２０、２０、…を連結し、連結体３０の一端と他端とを絶縁体５０（１５０）を介して連結して組電池１００（２００）を製造しているので、連結体３０の一端と他端との固定によって、複数の発電部１０、１０、…を容易に位置決め・固定することができ、発電部１０、１０、…同士の位置ずれが抑制され、容易に組み付けることができる。また、端子５１、５２を一箇所に纏めることができるので、省スペース化が可能な組電池１００（２００）を製造することができる。
【００４８】
以上、現時点において、最も実践的であり、且つ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う組電池及び組電池の製造方法もまた本発明の技術範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【００４９】
例えば、組電池に係る上記説明においては、発電部が４つ備えられる組電池について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、複数の発電部が集電体を介して連ねられているものであればよい。
【００５０】
また、組電池に係る上記説明においては、連結体の両端部の集電体が、それぞれ正極側端子、負極側端子に接続されるものとして説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。連結体の一端と他端とが絶縁部を介して連結された形態であれば、組電池の組み付け性を向上させることができる。ただし、正・負極側端子を一箇所に纏めることができ、省スペース化可能な組電池とする観点からは、連結体の両端部の集電体が、それぞれ正極側端子、負極側端子に接続された形態とすることが好ましい。
【００５１】
また、組電池の製造方法に係る上記説明においては、連結体の端部を正・負極端子に接続した後、絶縁部を形成するものとして説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。連結体の一端と他端とを絶縁部を介して連結したのち、連結部の一端と他端とにそれぞれ正極側端子や負極側端子を設けてもよい。
【００５２】
また、組電池の製造方法に係る上記説明においては、端子部作成工程Ｓ３と端子接続工程Ｓ４とが備えられるものとして説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。本発明は、連結体の一端と他端とが絶縁部を介して連結される形態であれば、組電池の組み付け性を向上させることができるため、上記工程Ｓ３、Ｓ４は任意とされる。ただし、正・負極側端子を一箇所に纏めることができ、省スペース化可能な組電池とする観点からは、上記工程Ｓ３、Ｓ４が備えられる製造方法とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の組電池は、組み付け性、省スペース性、安全性等に優れ、モバイルツール用電源等の小型電源から車載用電源等の大型電源まで、種々の産業分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  発電部
２０  集電体
３０  連結体
４０  絶縁体
５０  絶縁部
５１  正極側端子
５２  負極側端子
５３、５４  台座
５５  嵌合部
１００  組電池
１５０  絶縁部
２００  組電池
【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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