(57)【要約】【課題】シート状二次電池セルを積層して組電池を形成する際に、電極端子の接続作業性を向上させ、これにより生産性の向上を図ることができる組電池の製造方法及びこれに用いられるシート状二次電池セルを提供する。【解決手段】積層工程と接続工程とを順次繰り返して組電池２０を形成する際に、一の接続工程では、一のシート状二次電池セル１０の所定の電極端子を次のシート状二次電池セル１０の所定の電極端子と接続して、この接続された電極端子を、積層方向における次の接続工程の接続作業と干渉しないように、シート状二次電池セル本体側に折り曲げることを特徴とする。【選択図】図６ａ
2008103093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の電極板を積層した内部電極対と電解液とこれら内部電極対及び電解液を密封状態に収容する可撓性の袋状外包体とを有し、前記内部電極対に接続された正電極端子と負電極端子とが前記袋状外包体外部に突出形成されているシート状二次電池セルを順次積層接続して構成される組電池の製造方法であって、
一のシート状二次電池セルに、次のシート状二次電池セルを積層する積層工程と、
前記一のシート状二次電池セルの所定の電極端子を、次のシート状二次電池セルの積層方向に相対面する電極端子と接続する接続工程とを備え、前記積層工程と接続工程とを順次繰り返して組電池を形成する際に、
一の接続工程では、前記一のシート状二次電池セルの所定の電極端子を次のシート状二次電池セルの所定の電極端子と接続して、この接続された電極端子を、積層方向における次の接続工程の接続作業と干渉しないように、シート状二次電池セル本体側に折り曲げることを特徴とする組電池の製造方法。
【請求項２】
前記シート状二次電池セルの前記電極端子のそれぞれに、前記電極端子の突出方向に延びる切り欠きを設け、前記電極端子のそれぞれを分割して複数の分割電極を設け、この各分割電極を積層方向に折り曲げ自在に形成し、
前記一の接続工程では、前記一のシート状二次電池セルの複数の分割電極のうちの所定の分割電極を次のシート状二次電池セルの複数の分割電極のうちの所定の分割電極と接続して、この接続された分割電極を、積層方向における次の接続工程の接続作業と干渉しないように、シート状二次電池セル本体側に折り曲げると共に、前記次の接続工程の接続に関与しない分割電極を同様にシート状二次電池セル本体側に折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の組電池の製造方法。
【請求項３】
少なくとも一のシート状二次電池セルの一の分割電極を、該一のシート状二次電池セルと隣接して積層される他のシート状二次電池セルと接続すると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と同極性の他の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルに対して前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側の前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルに接続し、かつ、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と異極性の一の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルに接続すると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と異極性の他の分割電極を、前記別のシート状二次電池セルと接続することを特徴とする請求項２に記載の組電池の製造方法。
【請求項４】
少なくとも一のシート状二次電池セルの少なくとも一の分割電極を、該一のシート状二次電池セルと隣接して積層される他のシート状二次電池セルと接続すると共に、前記一の分割電極と異極性の少なくとも一の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルと前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側で前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルに接続することを特徴とする請求項２に記載の組電池の製造方法。
【請求項５】
シート状の電極板を積層した内部電極対と電解液とこれら内部電極対及び電解液を密封状態に収容する可撓性の袋状外包体とを有し、前記内部電極対に接続された正電極端子と負電極端子とが前記袋状外包体外部に突出形成されているシート状二次電池セルを順次積層接続して構成される組電池であって、
前記正電極端子と負電極端子のそれぞれには、該電極端子を複数の分割電極に分割する、前記電極端子の突出方向に延びる切り欠きが形成されており、
積層された複数のシート状二次電池セルのうちの、一のシート状二次電池セルの一の分割電極は、積層方向に隣接する他のシート状二次電池セルと接続されていると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と同極性の他の分割電極は、前記他のシート状二次電池セルと前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側で前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルと接続されてシート状二次電池セル本体側に折り曲げられているか、若しくは、前記他の分割電極単体でシート状二次電池セル本体側に折り曲げられていることを特徴とする組電池。
【請求項６】
前記電極端子同士の接続は、超音波接合及び／又はリベット等により接続されていることを特徴とする請求項５に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の製造方法及び組電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２０００−１３３２２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２９９２４号公報
【特許文献３】再表９８／０４２０３６号公報
【０００３】
近年、各種電子機器に対する小型・軽量化への要望は非常に強く、そのためには動力源である二次電池の性能向上が要求され、種々の電池の開発や改良が進められてきている。電池に期待されている特性の向上には、高電圧化、高エネルギー密度化、耐高負荷化、形状の任意化、安全性の確保等がある。このような要請の下、リチウムイオン二次電池は、現有する電池の中で最も高電圧、高エネルギー密度、耐高負荷化が実現できる二次電池であり、現在でもその改良が盛んに進められている。
【０００４】
このリチウムイオン二次電池は、一般的には、シート状の正極集電体とその表面に塗布された正極活物質とで構成されたシート状の正電極と、シート状の負極集電体とその表面に塗布された負極活物質とで構成されたシート状の負電極とをセパレータを介して積層することにより形成されたシート状の内部電極対と、この内部電極対を密封状態に被覆すると共に内部に電解液を収容する電池ケースと、この電池ケース内の内部電極対の各正電極及び各負電極にそれぞれ接続される正電極端子及び負電極端子とで構成されており、充電時にはリチウムが正電極の正極活物質から電解液中にリチウムイオンとして抜け出し、負電極の負極活物質中に入り込み、放電時にはこの負極活物質中に入り込んだリチウムイオンが電解液中に放出され、再び正電極の正極活物質中に戻ることにより充放電を行っている。
【０００５】
現在実用化されているリチウムイオン二次電池においては、正極にはリチウムとコバルト、ニッケル又はマンガンとの複合酸化物微粒子を電子伝導体粒子とバインダー樹脂とで混合し、アルミニウム集電体に塗布してシート状としたものが、また負極には黒鉛や難黒鉛化炭素やコークスなどの炭素原子を含む微粉末をバインダー樹脂と混合し、銅集電体に塗布してシート状としたものが用いられている。またセパレータには、ポリエチレンやポリプロピレンなどの多孔質膜をリチウムイオンを含む非水系の溶媒で満たしたものが使用されている。そして、このようなリチウムイオン二次電池については、その高エネルギー密度を達成できるということから、例えば電気自動車等の分野で用いられる大容量二次電池として期待されており、既に多くの開発や提案が行われている。
【０００６】
例えば、その電池ケースとして、内面側にポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性及びヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂製の内面層を、中間にアルミ箔等の可撓性及び強度に優れた金属箔製の中間層を、また、外面側にポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂製の外面層を有する三層構造のラミネートフィルムを用いて可撓性の袋状外包体を形成し、この袋状外包体の中にシート状の内部電極対と電解液とを封入して形成され、軽量かつ薄型で可撓性を有するシート状リチウムイオン二次電池が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００７】
この従来のシート状リチウムイオン二次電池は、上記袋状外包体の内部において内部電極対の各正電極及び各負電極のそれぞれに連結する一対の正電極端子及び負電極端子を備えており、これら一対の正電極端子及び負電極端子が袋状外包体を気密に貫通して外部に突出して、電池出力が取り出されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の先行技術においては、いずれも以下のような問題点を有していた。
【０００９】
例えば、電池の大容量化といった要請に基づき、上述の特許文献に開示されたシート状二次電池（以下、二次電池セルとも称する）を多層に積層して、二次電池セルの集合体（以下、組電池とも称する）を構成する場合には、積層されたシート状二次電池セル間の積層方向に相対面する電極間への溶接冶具等の挿入が困難となり、電極接続の際の作業性が著しく損なわれ、生産性が低下するといった問題が生じていた。
【００１０】
また、近年のシート状二次電池に対する多種多様な機器への搭載や内蔵といった要請に基づいて、用途に応じた大電流化や大電圧化に対応するための設計自由度の増大、あるいはレイアウト上の自由度の増大といった要求が高まってきており、このような観点から、軽量かつ薄型で可撓性を有し、小型化や軽量化が可能であるというシート状二次電池セルの特長を損なうことなく、積層方向の任意の箇所における並列及び／又は直列接続が可能な組電池の実現が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シート状二次電池セルを積層して組電池を形成する際に、電極端子の接続作業性を向上させ、これにより生産性の向上を図ることができる組電池の製造方法及びこれに用いられるシート状二次電池セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る組電池の製造方法は、シート状の電極板を積層した内部電極対と電解液とこれら内部電極対及び電解液を密封状態に収容する可撓性の袋状外包体とを有し、前記内部電極対に接続された正電極端子と負電極端子とが前記袋状外包体外部に突出形成されているシート状二次電池セルを順次積層接続して構成される組電池の製造方法であって、一のシート状二次電池セルに、次のシート状二次電池セルを積層する積層工程と、前記一のシート状二次電池セルの所定の電極端子を、次のシート状二次電池セルの積層方向に相対面する電極端子と接続する接続工程とを備え、前記積層工程と接続工程とを順次繰り返して組電池を形成する際に、一の接続工程では、前記一のシート状二次電池セルの所定の電極端子を次のシート状二次電池セルの所定の電極端子と接続して、この接続された電極端子を、積層方向における次の接続工程の接続作業と干渉しないように、シート状二次電池セル本体側に折り曲げることを特徴とするものである。
【００１３】
一般に、シート状二次電池セルを多層に積層した状態で組電池を形成する際は、積層セル対の電極端子間に接続冶具（例えば、超音波溶接冶具）等をセットする十分なスペースがないので、当該電極接続作業が困難となり、生産性が著しく低下するといった問題が生じる。
【００１４】
そこで、本発明の組電池の製造方法では、先ず、一のシート状二次電池に次のシート状二次電池セルを積層して、対応する所定の電極端子同士を接続して、積層方向の次の接続作業時に接続冶具と、接続した電極端子とが干渉しないように、接続された電極端子同士をシート状二次電池セル本体側に折り曲げた後に、さらに次のシート状二次電池セルを積層して同様な接続作業を行うので、対応する電極端子を積層接続する際には、従前の電極端子が接続冶具と干渉しないように、既にシート状二次電池セル本体側に折り曲げられているため、積層方向に接続冶具をセットするスペースが常に確保でき、接続作業性・生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、前記シート状二次電池セルの前記電極端子のそれぞれに、前記電極端子の突出方向に延びる切り欠きを設け、前記電極端子のそれぞれを分割して複数の分割電極を設け、この各分割電極を積層方向に折り曲げ自在に形成し、前記一の接続工程では、前記一のシート状二次電池セルの複数の分割電極のうちの所定の分割電極を次のシート状二次電池セルの複数の分割電極のうちの所定の分割電極と接続して、この接続された分割電極を、積層方向における次の接続工程の接続作業と干渉しないように、シート状二次電池セル本体側に折り曲げると共に、前記次の接続工程の接続に関与しない分割電極を同様にシート状二次電池セル本体側に折り曲げてもよい。
【００１６】
この場合には、電極端子を分割して、分割電極を形成することにより、シート状二次電池セル同士の電極端子の接続自由度を増大させて、積層方向の任意の箇所における並列及び／又は直列接続を可能とし、併せて、積層方向における接続冶具をセットするスペースを常に確保して、接続作業性・生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、少なくとも一のシート状二次電池セルの一の分割電極を、該一のシート状二次電池セルと隣接して積層される他のシート状二次電池セルと接続すると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と同極性の他の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルに対して前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側の前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルに接続し、かつ、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と異極性の一の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルに接続すると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と異極性の他の分割電極を、前記別のシート状二次電池セルと接続してもよい。
【００１８】
この場合には、一のシート状二次電池セルの分割電極を接続する際に、さらに、一の分割電極が、隣接している他のシート状二次電池セルと接続されると共に、同極性の他の分割電極が一のシート状二次電池セルを介して他のシート状二次電池セルと隣接する別のシート状二次電池セルと接続され、かつ、異極性の一の分割電極が、隣接している他のシート状二次電池セルと接続されると共に、異極性の他の分割電極が一のシート状二次電池セルを介して他のシート状二次電池セルと隣接する別のシート状二次電池セルと接続されるので、接続時の作業性を損なうことなく、積層方向の任意の箇所における任意の枚数の並列接続が可能となる。
【００１９】
さらにまた、少なくとも一のシート状二次電池セルの少なくとも一の分割電極を、該一のシート状二次電池セルと隣接して積層される他のシート状二次電池セルと接続すると共に、前記一の分割電極と異極性の少なくとも一の分割電極を、前記他のシート状二次電池セルと前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側で前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルに接続してもよい。
【００２０】
この場合には、一のシート状二次電池セルの分割電極を接続する際に、さらに、少なくとも一の分割電極が、隣接している他のシート状二次電池セルと接続されると共に、異極性の少なくとも一の分割電極が、一のシート状二次電池セルを介して他のシート状二次電池セルと隣接する別のシート状二次電池セルと接続されるので、接続時の作業性を損なうことなく積層方向の任意の箇所における直列接続が可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る組電池は、シート状の電極板を積層した内部電極対と電解液とこれら内部電極対及び電解液を密封状態に収容する可撓性の袋状外包体とを有し、前記内部電極対に接続された正電極端子と負電極端子とが前記袋状外包体外部に突出形成されているシート状二次電池セルを順次積層接続して構成される組電池であって、前記正電極端子と負電極端子のそれぞれには、該電極端子を複数の分割電極に分割する、前記電極端子の突出方向に延びる切り欠きが形成されており、積層された複数のシート状二次電池セルのうちの、一のシート状二次電池セルの一の分割電極は、積層方向に隣接する他のシート状二次電池セルと接続されていると共に、前記一のシート状二次電池セルの前記一の分割電極と同極性の他の分割電極は、前記他のシート状二次電池セルと前記一のシート状二次電池セルを挟んで積層方向反対側で前記一のシート状二次電池セルに隣接する別のシート状二次電池セルと接続されてシート状二次電池セル本体側に折り曲げられているか、若しくは、前記他の分割電極単体でシート状二次電池セル本体側に折り曲げられていることを特徴とするものである。
【００２２】
このように構成した場合には、シート状二次電池セルの袋状外包体の外部に突出形成された外部電極端子に、この外部電極端子を分割して分割電極を形成し、この分割電極を積層方向に折り曲げ自在とする切り欠きが設けられているので、シート状二次電池セルを接続する際の接続自由度が増大し、積層方向の任意の箇所における並列及び／又は直列接続が可能となるシート状二次電池セルを実現することができる。
【００２３】
ここで、前記電極端子同士の接続は、超音波接合及び／又はリベット等により接続されていてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、シート状二次電池セルを積層して組電池を形成する際に、電極端子の接続作業性を向上し、これにより生産性の向上を図ることができる組電池の製造方法及びこれに用いられるシート状二次電池セルを簡易な構成で安価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】
【００２５】
＜第一の実施形態＞
【００２６】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜５を参照して説明する。ここで、図１は、本発明に係る組電池の構成を示す模式図であり、図２は、シート状二次電池セルの一例を模式的に示す斜視図である。また、図３は図２のシート状二次電池セルの左側面図であり、図４は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図２における円Ａ’で囲まれた部分の拡大図である。さらに、図５は、内部電極対を説明するための模式図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態に係る組電池２０は、シート状リチウムイオン二次電池（シート状二次電池セル）１０を積層接続（積層して接続）することにより構成されており、各シート状二次電池セル１０は、それぞれの電極端子３ａ（３ｂ）を並列及び／又は直列に接続することにより形成されている。また、本実施の形態において、その上端部のシート状二次電池セル及び下端部のシート状二次電池セルの電極端子３ａ（３ｂ）には出力用外部リード５０（６０）が接続されており、この外部リード５０（６０）から組電池２０の出力が取り出されるようになっている。
【００２８】
シート状二次電池セル１０は、図２〜４に示すように、可撓性の袋状外包体２により内部電極対１及び電解液５が内部に密封状態に収容されている。内部電極対１は、図４に示すように、シート状の正電極１ａとシート状の負電極１ｂとを、セパレータ１ｃを介して交互に積層してシート状に形成されており、当該内部電極対１における正電極１ａそれぞれに連結するシート状の電極端子（正電極端子）３ａが、袋状外包体２のヒートシール部４を気密に貫通するとともにこのヒートシール部４に固着され、ヒートシール部４を貫通して外部に突出している。そして、この突出した部分がシート状の外部正電極端子３５ａとして形成されている。すなわち、本実施の形態において、正電極端子３ａは、袋状外包体２の内部に形成されている内部正電極端子３０ａ部分及び袋状外包体２の外部に突出形成されている外部正電極端子３５ａ部分から構成されている。また、図示を省略しているが、負電極１ｂにも負電極端子３ｂが連結しており、該負電極端子３ｂは、図２に示されるように袋状外包体２を挟んで、正電極端子３ａとは反対側の端部（本例では、図中、下端部）から、正電極端子３ａと同様にヒートシール部４を貫通して気密状態で外部に突出し、突出した部分がシート状の外部負電極端子３５ｂとして形成されている。
【００２９】
本実施の形態において、内部電極対１は、図５に示すように、各正電極１ａがアルミニウム製の正極集電体１１の両面に正極活物質１２を積層して形成されており、また、各負電極１ｂが銅製の負極集電体１３の両面に負極活物質１４を積層して形成されている。また、正電極端子３ａ（外部正電極端子３５ａ）は上記正極集電体１１と同じアルミニウム製であり、負電極端子３ｂ（外部負電極端子３５ｂ）は上記負極集電体１３と同じ銅製である。ただし、その材質としては特に限定されるものではなく、電気化学的に安定な金属材料を用いることが望ましい。なかでも、正電極端子３ａ（外部正電極端子３５ａ）としてはアルミニウム、アルミニウム合金等を、負電極端子３ｂ（外部負電極端子３５ｂ）としては銅、ステンレス、ニッケル等を好ましいものとして例示することができる。また、正電極端子３ａ（外部正電極端子３５ａ）については、正極集電体を形成する材質と同じ材質、例えばアルミニウムを用いるのが特に好ましく、負電極端子３ｂ（外部負電極端子３５ｂ）については、銅及び／又はニッケルを用いるのが特に好ましい。
【００３０】
本実施の形態において、正電極端子３ａ（外部正電極端子３５ａ）及び負電極端子３ｂ（外部負電極端子３５ｂ）の厚さはともに１００μｍであり、その幅は、ともに３０ｍｍである。本発明において、正電極端子３ａ（外部正電極端子３５ａ）及び負電極端子３ｂ（外部負電極端子３５ｂ）の厚さとしては、例えば５０μｍ程度以上、好ましくは１００〜２００μｍのシート状に形成されたものを使用することができる。
【００３１】
本発明において、内部電極対１と電解液５とを内部に密封状態に収容する可撓性の袋状外包体２については、シート状二次電池セル１０の電池ケースとして使用可能な強度を有するとともに収容される電解液５に対して優れた耐電解液性を有するものであれば特に制限されるものではなく、具体的には、内面側に例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アイオノマー等の耐電解液性及びヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂製の内面層を、中間に例えばアルミ箔、ステンレス箔等の可撓性及び強度に優れた金属箔製の中間層を、また、外面側に例えばポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂製の外面層を有する三層構造のラミネートフィルムを用いて形成される可撓性の袋状外包体（再表９８／０４２，０３６号参照）を例示することができる。
【００３２】
本実施の形態においては、上記袋状外包体２は、内面側にポリエチレン製の内面層２ａを、中間にアルミ箔製の中間層２ｂを、また、外面側にナイロン製の外面層２ｃを有する三層構造のラミネートフィルムで形成されている。
【００３３】
セパレータ１ｃは、多孔質膜、不織布、網など、電子絶縁性で正電極１ａ及び負電極１ｂとの密着に対して充分な強度を有するものであれば、どのようなものでも使用可能である。材質は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレンの単層多孔質膜及びこれらの多層化した多孔質膜が接着性及び安全性の観点から好ましい。
【００３４】
また、イオン伝導体として用いる電解液５に供する溶剤及び電解質塩としては、従来の電池に使用されている非水系の溶剤及びリチウムを含有する電解質塩が使用可能である。具体的には、溶剤として、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチルなどのエステル系溶剤、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテルなどのエーテル系溶剤の単独液、及び前述の同一系統の溶剤同士あるいは異種系統の溶剤からなる２種の混合液が使用可能である。また電解質塩は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2などが使用可能である。
【００３５】
ところで、このようなシート状二次電池セル１０を複数積層すると共に、積層したシート状二次電池セル１０の外部電極端子３５ａ（３５ｂ）同士を直接接続して組電池２０を形成する場合、外部電極端子３５ａ（３５ｂ）を接続する際に、この外部電極端子３５ａ（３５ｂ）間に溶接冶具をセットする十分なスペースがないため、作業性が著しく低下してしまう。
【００３６】
そこで、本実施の形態に係る組電池２０では、次のようにしてシート状二次電池セルを順次積層接続することにより、外部電極端子３５ａ（３５ｂ）を接続する際の作業性の向上を図っている。以下に、本実施の形態に係る組電池２０の製造方法について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態に係る組電池２０の製造方法を模式的に示す図である。
【００３７】
先ず、図２に示したような、複数のシート状二次電池セル１０−１，１０−２・・・を準備する。なお、各シート状二次電池セル１０−１，１０−２・・・は、同様な構造であり、前述したシート状二次電池セル１０と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
次に、図６ａに示すように、外部電極端子３５ａ，３５ｂの一方（例えば、本例では、外部正電極端子３５ａ）の先端部に出力用リード線５０を超音波接合する。
【００３９】
ここで、外部正電極端子３５ａの先端部と出力用リード線５０との接続は、超音波接合に限定されるものではなく、他の接続方法（例えば、リベット等による機械的接合）でも差し支えない。しかし、金属表面の酸化皮膜や汚れの除去といった表面処理を不要としつつ、異種金属の接合を可能とし、かつ、良好な導電性を実現するという観点からは、超音波接合を用いることが好ましい。また、超音波接合の際の熱等がシート状二次電池セル１０本体に及ぼす影響を未然に防止するという観点からは、出力用リード線５０と外部正電極端子３５ａとの接合は、外部正電極端子３５ａの先端部にて行うことが好ましい。
【００４０】
出力用リード線５０を外部正電極端子３５ａに接合した後、図６ｂに示すように、次のシート状二次電池セル１０−２との接続作業（工程）に関与しない、出力用リード５０と接合された外部正電極端子３５ａを、次のシート状二次電池セルとの接続作業と干渉しないように（次のシート状二次電池セルの電極端子の接続作業の際に、接続冶具を積層方向にセットして、電極端子を挟むことができるように）、当該外部正電極端子３５ａを、シート状二次電池セル１０−１本体側に折り畳むように折り曲げ、絶縁テープにて絶縁処理を施す。
【００４１】
次に、図６ｃに示すように、２枚目のシート状二次電池セル１０−２の外部電極端子３５ａ，３５ｂの極性を反転させて１枚目のシート状二次電池セル１０−１の下方に積層配置して積層セル対を構成し、相対面する外部負電極端子３５ｂと外部正電極端子３５ａとを超音波接合する。
【００４２】
次に、図６ｄに示すように、接合した１枚目のシート状二次電池セル１０−１の外部負電極端子３５ｂと２枚目のシート状二次電池セル１０−２の外部正電極端子３５ａとをシート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を施す。
【００４３】
次に、図６ｅに示すように、３枚目のシート状二次電池セル１０−３の外部電極端子３５ａ，３５ｂの極性を反転させて２枚目のシート状二次電池セル１０−２の下方に積層配置して次の積層セル対を構成し、相対面する外部正電極端子３５ｂと外部負電極端子３５ａとを超音波接合して、シート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を施す。
【００４４】
以上のような手順を繰り返すことにより、シート状二次電池セル１０−１，１０−２・・・の接続が多層に渡る場合でも、積層方向に沿って（積層順序に従って）、順次、積層セル対を構成するシート状二次電池セル間の電極端子同士を接続する際には、従前の電極端子が当該接続作業と干渉しないように、既にシート状二次電池セル本体側に折り曲げられているので、常に、積層方向に溶接冶具等をセットするスペースを確保することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、接合された電極端子３５ａ，３５ｂを折り曲げる際には、袋状外包体２への曲げストレスを軽減するという観点から、当該電極端子３５ａ，３５ｂの基端部から折り曲がらないように、冶具等を用いてＲ形状若しくは、多段階に折り曲げることが好ましい。
＜第二の実施形態＞
【００４６】
次に、本発明の第二の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態に係るシート状二次電池セルは、先の実施の形態におけるシート状二次電池セル１０の外部電極端子３５ａ，３５ｂにそれぞれ、該外部電極端子の突出方向（延在方向）に延びる切り欠きを設けて分割電極を形成し、これにより、シート状二次電池セルを多層に積層する際に、接続作業性の向上を可能とすると共に、任意の並列及び／又は直列接続を可能とするものであり、先の実施の形態と同様な機能を有する部材には同様な符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
本実施の形態におけるシート状二次電池セル１０は、図７に示すように、外部電極端子３５ａ，３５ｂのそれぞれの略中央部分に、正電極端子３ａの延在方向に沿った略Ｕ字状のスリット（切り欠き）Ｕａ，Ｕｂを設け、積層方向に折り曲げ自在な各分割電極３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２を形成したものであり、その他の構造は、先の実施の形態におけるシート状二次電池１０と同様である。
【００４８】
このような本実施の形態に係る組電池２０の製造方法について、図８〜図１１を参照して以下に説明する。具体的には、４枚のシート状二次電池セル１０を用いて、１枚目のシート状二次電池セル１０−１と２枚目のシート状二次電池セル１０−２とを並列接続し、３枚目のシート状二次電池セルと４枚目のシート状二次電池セルとを並列接続し、かつ、２枚目のシート状二次電池セルと３枚目のシート状二次電池セルとを直列接続する場合を例にとって説明する。
【００４９】
先ず、先の実施の形態と同様に、複数のシート状二次電池セル１０−１，１０−２・・・を準備する。
【００５０】
次に、図８ａに示すように、シート状二次電池セル１０−１，１０−２・・・のそれぞれの外部電極端子３５ａ，３５ｂの略中央部に電極端子３ａ，３ｂの延在方向に沿ったスリットＵａ，Ｕｂを形成し、各外部電極端子対３５ａ，３５ｂに、積層方向（本例では、上下方向）に折り曲げ可能な分割電極３５ａ1，３５ａ2及び３５ｂ1，３５ｂ2をそれぞれ形成する。
【００５１】
次に、図８ｂに示すように、外部電極端子３５ａ，３５ｂの一方（例えば、本例では、外部正電極端子３５ａ）の分割電極３５ａ1の先端部に出力用リード線５０を超音波接合する。
【００５２】
出力用リード線５０を外部正電極端子３５ａの分割電極３５ａ1に接合した後、図８ｃに示すように、次の接続作業（工程）に関与しない、当該分割電極３５ａ1及び、この分割電極３５ａ1とシート状二次電池セル１０−１を挟んで対角に位置する外部負電極端子３５ｂの分割電極３５ｂ2を、シート状二次電池セル本体側に折り畳むように折り曲げ、当該折り畳み部分３５ａ1，３５ｂ2に絶縁テープにて絶縁処理を施す。なお、接合された分割電極３５ａ1，３５ｂ2を折り曲げる際には、当該分割電極３５ａ1，３５ｂ2の基端部から折り曲がらないように、冶具等を用いてＲ形状若しくは、多段階に折り曲げることが好ましい。
【００５３】
次に、図９ａに示すように、２枚目のシート状二次電池セル１０−２を、それぞれの外部リード部３５ａ，３５ｂの極性を合わせて１枚目のシート状二次電池セル１０−１の上に積層配置して積層セル対を形成する。そして、１枚目のシート状二次電池セル１０−１の分割電極３５ａ2（出力用リード線５０を接合した分割電極３５ａ1と隣接する二次電池セル１０−１の分割電極）と、上下方向に相対面する２枚目のシート状二次電池セル１０−２の分割電極３５ａ2とを超音波接合すると共に、対角に位置するシート状二次電池セル１０−１の分割電極３５ｂ1とシート状二次電池セル１０−２の分割電極３５ｂ1とを同様に超音波接合する。
【００５４】
その後、図９ｂに示すように、超音波接合した分割電極３５ａ2-３５ａ2及び３５ｂ1-３５ｂ1を、次のシート状二次電池セルとの接続作業と干渉しないように（次のシート状二次電池セルの分割電極の接続作業の際に、接続冶具を積層方向にセットして、外部電極端子を挟むことができるように）、シート状二次電池セル本体側に折り曲げた後、絶縁テープにて絶縁処理を施してシート状二次電池セル１０−１と１０−２とを直接的に並列接続する。また、２枚目のシート状二次電池セル１０−２の分割電極３５ａ1については、次の接続作業に関与しない分割電極として、同様にシート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を施す。
【００５５】
次に、図１０ａに示すように、３枚目のシート状二次電池セル１０−３を、先に積層したシート状二次電池セル１０−１，１０−２の外部電極端子３５ａ，３５ｂと極性が逆転するように（２枚目のシート状二次電池セルの外部電極端子３５ａ（３５ｂ）と３枚目のシート状二次電池セル１０−３の外部電極端子３５ｂ（３５ａ）とが積層方向に相対面するように）、２枚目のシート状二次電池セル１０−２の上に３枚目のシート状二次電池セル１０−３を積層配置して次の積層セル対を形成する。そして、２枚目の分割電極３５ｂ2と３枚目の分割電極３５ａ2とを超音波接合して直列接続する。
【００５６】
次いで、図１０ｂに示すように、当該接合電極３５ｂ2-３５ａ2をシート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を行う。また、３枚目の分割電極３５ｂ1については、次の接続作業に関与しない分割電極として、シート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を施す。
【００５７】
最下層であるシート状二次電池セル１０−４については、図１１ａに示すように、出力用リード線６０を外部負電極端子３５ｂの分割電極３５ｂ1に接合した後、当該分割電極３５ｂ1と、この分割電極３５ｂ1とシート状二次電池セル１０−４を挟んで対角に位置する外部正電極端子３５ａの分割電極３５ａ2とを、シート状二次電池セル１０−４本体側に折り畳むように折り曲げ、当該折り畳み部分３５ａ1，３５ｂ2に絶縁テープにて絶縁処理を施す。そして、４枚目のシート状二次電池セル１０−４を、先に積層したシート状二次電池セル１０−３の外部電極端子３５ａ，３５ｂと極性を合わせて（３枚目のシート状二次電池セルの外部電極端子３５ａ（３５ｂ）と４枚目のシート状二次電池セル１０−３の外部電極端子３５ａ（３５ｂ）とが相対面するように）、３枚目のシート状二次電池セル１０−２の上に４枚目のシート状二次電池セル１０−３を積層配置する。その後、３枚目と４枚目の分割電極３５ａ1同士及び３５ｂ2同士を超音波接合して、当該接合部分をシート状二次電池セル本体側に折り曲げて絶縁処理を施す（図１１ｂ参照）。
【００５８】
以上のような手順により、シート状二次電池セル１０−１〜１０−４を２並列２直列に積層した組電池を形成することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、並列接続の際に、シート状二次電池セルを挟んで、互いに対角に位置する分割電極同士（例えば、分割電極３５ａ2同士と分割電極３５ｂ1同士）とを超音波接合したが、互いに対向する分割電極同士（例えば、分割電極３５ａ2同士と分割電極３５ｂ2同士）とを超音波接合してもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、４枚のシート状二次電池セル１０−１〜１０−４を積層して組電池２０を構成する場合を例示したが、当然に、シート状二次電池セル１０の積層枚数は任意に設定可能であり、かつ、積層方向の任意の箇所における並列及び／又は直列接続が設定可能である。
【００６１】
すなわち、例えば、極性を合わせたシート状二次電池セルを積層して、少なくとも一のシート状二次電池セル（本例では、例えば、１０−２）の一の分割電極（例えば、分割電極３５ａ2）を、積層方向に隣接する他のシート状二次電池セル（例えば、１０−１）と接続すると共に、他の分割電極（例えば、３５ａ2）を、別のシート状二次電池セル（例えば、１０−３）に接続し、かつ、異極性の一の分割電極（例えば、３５ｂ1）を、他のシート状二次電池セル（例えば、１０−１）に接続すると共に、他の分割電極（例えば、３５ｂ2）を、別のシート状二次電池セル（例えば、１０−３）と接続することにより、積層方向の任意の箇所における任意の積層枚数の並列接続が可能となる。併せて、積層方向の並列接続におけるブスバーの省略も可能となる。
【００６２】
また、例えば、極性を反転させたシート状二次電池セルを積層して、少なくとも一のシート状二次電池セル（本例では、例えば、１０−３）の少なくとも一の分割電極（例えば、分割電極３５ａ2）を、積層方向に隣接する他のシート状二次電池セル（例えば、１０−２）と接続すると共に、異極性の少なくとも一の分割電極（例えば、３５ｂ2）を、隣接する別のシート状二次電池セル（１０−４）に接続することにより、積層方向の任意の箇所における直列接続が可能となる。
【００６３】
また、いずれの接続の場合においても、シート状二次電池セルの分割電極を接合する際には、当該接続作業（工程）に関与しない、既に積層されたシート状二次電池セルの分割電極は、いずれも既にシート状二次電池セル本体側に折り曲げられた状態にあるので、超音波接合のみならず、例えばリベット等の他の接合手段を用いた場合でも、積層方向に接続冶具をセットするスペースが常に確保でき、接続作業性・生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る組電池の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係るシート状二次電池セルを模式的に示す斜視図である。
【図３】図１のシート状二次電池セルの左側面図である。
【図４】図１のシート状二次電池セルのＡ−Ａ線断面図であり、図２における円Ａ’で囲まれた部分の拡大図である。
【図５】図１における内部電極対を説明するための模式的拡大図である。
【図６ａ】本発明の第一の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図６ｂ】本発明の第一の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図６ｃ】本発明の第一の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図６ｄ】本発明の第一の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図６ｅ】本発明の第一の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係るシート状二次電池セルの構成を示す模式図である。
【図８ａ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図８ｂ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図８ｃ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図９ａ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図９ｂ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図１０ａ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図１０ｂ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図１１ａ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【図１１ｂ】本発明の第二の実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：内部電極対、１ａ：正電極、１ｂ：負電極、１ｃ：セパレータ、２：袋状外包体、３ａ：正電極端子、３ｂ：負電極端子、４：ヒートシール部、５：電解液、１０：シート状二次電池セル、３５ａ：外部正電極端子、３５ｂ：外部負電極端子、３５ａ1，３５ａ2：正極分割電極、３５ｂ1，３５ｂ2：負極分割電極、５０，６０：出力用リード線、Ｂ：ブスバー、Ｉｃ1，Ｉｄ1：対角接続主電流経路、Ｉｃ2，Ｉｄ2：対向接続主電流経路、Ｕａ，Ｕｂ：スリット
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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