(57)【要約】【課題】複数のフィルム外装電池同士を容易、かつ、確実に接続・接続解除可能とする。【解決手段】電極群が収容された外装フィルム内が減圧状態に維持されたフィルム外装電池であって、電極群と外装フィルムとの間に配置され、電極群の正極と電気接続された正極導電板と、電極群と外装フィルムとの間に配置され、電極群の負極と電気接続された負極導電板と、正極導電板上であって、かつ、電極群と重なる位置に配置された正極接続端子と、負極導電板上であって、かつ、電極群と重なる位置に配置された負極接続端子とを備え、正・負極接続端子の少なくとも一方は、外装フィルムを貫通して外部に突出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極群が収容された外装フィルム内が減圧状態に維持されたフィルム外装電池であって、
前記電極群と前記外装フィルムとの間に配置され、前記電極群の正極と電気的に接続された正極導電板と、
前記電極群と前記外装フィルムとの間に配置され、前記電極群の負極と電気的に接続された負極導電板と、
前記正極導電板上であって、かつ、前記電極群と重なる位置に配置された正極接続端子と、
前記負極導電板上であって、かつ、前記電極群と重なる位置に配置された負極接続端子と、を備え、
前記正極接続端子と前記負極接続端子の少なくとも一方は、前記外装フィルムを貫通して外部に突出していることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項２】
前記電極群は、セパレータを介して積層された複数の極板を有し、前記正極導電板は積層方向一端の極板と該極板に対向する外装フィルム内面との間に該極板と平行に配置され、前記負極導電板は、積層方向他端の極板と該極板に対向する外装フィルム内面との間に該極板と平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフィルム外装電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のフィルム外装電池が複数隣接して配置され、それら隣接するフィルム外装電池の一方が備える正極接続端子または負極接続端子が、他方が備える負極接続端子または正極接続端子に接続され、かつ、接続された正・負極接続端子によって隣接するフィルム外装電池間にクリアランスが形成されていることを特徴とする組電池。
【請求項４】
電極群と、前記電極群の正極に電気的に接続された正極導電板と、前記電極群の負極に電気的に接続された負極導電板と、が収容された外装フィルム内が減圧状態に維持され、かつ、前記正・負極導電板の一部が外部に露出している複数のフィルム外装電池が隣接配置され、
前記隣接するフィルム外装電池同士が、一方のフィルム外装電池が備える前記正極導電板または前記負極導電板の露出面と、他方のフィルム外装電池が備える前記負極導電板または前記正極導電板の露出面との間に配置された導電体を介して接続され、該導電体は、前記２つの露出面の少なくとも一方に形成された凹部内に配置されていることを特徴とする組電池。
【請求項５】
前記導電体によって、前記隣接するフィルム外装電池間にクリアランスが形成されていることを特徴とする請求項４記載の組電池。
【請求項６】
前記凹部が格子状に複数形成され、各凹部内に前記導電体が配置されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池要素が外装フィルム内に収容されたフィルム外装電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、正極板と負極板とがセパレータを介して巻回または交互に積層された電池要素を電解液とともに外装体によって包囲してなる電池が携帯機器や電気自動車等の電源として用いられている。しかし、この種の電池は個々の出力がさほど大きくはなく、複数の電池を直列接続して必要な出力を得るという利用形態が一般的である。以下の説明では、直列接続される個々の電池を「単電池」、複数の単電池が電気的に接続されてなる電池を「集合電池」または「組電池」と称して区別する。
【０００３】
単電池同士を電気的に接続するための技術として、特許文献１には次のような技術が開示されている。すなわち、一方の単電池の電槽の側壁を貫通させた凸状端子の凸部を他方の単電池の電槽の側壁を貫通させた凹状端子の凹部に挿入させることにより、２以上の単電池を直列に接続する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、一対の金属端子板の間に、正電極層と負電極層とがセパレータを介して積層された基本セルを配置し、これら金属端子板および基本セルをラミネートフィルムで包装するとともに、ラミネートフィルムに設けられた窓部から上記金属端子板の一部を露出させ、金属端子板の露出面を外部接続用端子として利用することが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２６７０６号公報
【特許文献１】特開２００３−１２３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、組電池を構成している単電池がフィルム外装電池である場合に上記特許文献１に開示されている従来技術を適用することには次のような問題があった。すなわち、特許文献１に開示されている単電池は、樹脂製の電槽と蓋とからなる容器内に電極群および電解液を収容した角型蓄電池である。すなわち、各単電池の外装（電槽）自体が十分な剛性を備えている。従って、特許文献１の図１や図５に示されているように、収容された電極群と対向していない電槽中空部の側壁を貫通させて凸状端子や凹状端子を設けたとしても、それら端子が電槽側壁によってしっかりと保持され、挿入抜去が可能となる。
【０００６】
しかし、フィルム外装電池の場合、その外装はアルミラミネートフィルムその他の柔軟なフィルムである。従って、外装を貫通する端子を設けたとしても、その端子を外装の剛性を利用して保持することは困難である。ましてや、端子同士を挿入抜去する際には、外装フィルムが変形し、変形が限界を超えれば、亀裂などが発生する虞もある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されている従来技術は、ラミネートフィルムに設けた窓から金属端子板の一部を露出させ、その露出面を外部接続用端子として利用するものである。そして、金属端子板は基本セルに積層されており、ラミネートフィルムによって保持されているわけではない。従って、上記特許文献１に開示されている従来技術のような問題は発生しないと考えられる。
【０００８】
しかし、特許文献２に開示されている従来技術には次のような別の問題が存在する。すなわち、特許文献２に開示されているラミネートフィルム外装蓄電デバイス（単電池）を複数個並べて組電池とした場合、隣接する単電池同士が密接してしまい冷却性能が劣る。また、単電池間に冷却風を供給して組電池を強制冷却することができなくなる。かかる問題を回避するためには、隣接する単電池間に別途スペーサを介在させるなどする必要が生じ、部品点数の増加や組み立て工程の増加などの不都合を招く。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決可能な単電池および組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフィルム外装電池は、電極群が収容された外装フィルム内が減圧状態に維持されたフィルム外装電池であって、前記電極群と前記外装フィルムとの間に配置され、前記電極群の正極と電気的に接続された正極導電板と、前記電極群と前記外装フィルムとの間に配置され、前記電極群の負極と電気的に接続された負極導電板と、前記正極導電板上であって、かつ、前記電極群と重なる位置に配置された正極接続端子と、前記負極導電板上であって、かつ、前記電極群と重なる位置に配置された負極接続端子とを備え、前記正極接続端子と前記負極接続端子の少なくとも一方は、前記外装フィルムを貫通して外部に突出していることを特徴とする。
【００１１】
前記電極群は、セパレータを介して積層された複数の極板を有し、前記正極導電板は積層方向一端の極板と該極板に対向する外装フィルム内面との間に該極板と平行に配置され、前記負極導電板は、積層方向他端の極板と該極板に対向する外装フィルム内面との間に該極板と平行に配置されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の組電池一つは、上記特徴を有する本発明のフィルム外装電池が複数隣接して配置され、それら隣接するフィルム外装電池の一方が備える正極接続端子または負極接続端子が、他方が備える負極接続端子または正極接続端子に接続され、かつ、接続された正・負極接続端子によって隣接するフィルム外装電池間にクリアランスが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の組電池の他の一つは、電極群と、前記電極群の正極に電気的に接続された正極導電板と、前記電極群の負極に電気的に接続された負極導電板と、電解液とが収容された外装フィルム内が減圧状態に維持され、かつ、前記正・負極導電板の一部が外部に露出している複数のフィルム外装電池が隣接配置され、前記隣接するフィルム外装電池同士が、一方のフィルム外装電池が備える前記正極導電板または前記負極導電板の露出面と、他方のフィルム外装電池が備える前記負極導電板または前記正極導電板の露出面との間に配置された導電体を介して接続され、該導電体は、前記２つの露出面の少なくとも一方に形成された凹部内に配置されていることを特徴とする。この場合、前記導電体によって、前記隣接するフィルム外装電池間にクリアランスが形成されていることが好ましい。また、前記凹部が格子状に複数形成され、各凹部内に前記導電体が配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のフィルム外装電池同士を容易、かつ、確実に接続・接続解除することが可能となる。さらには、スペーサなどの別部材を用いることなく、接続されたフィルム外装電池間に所定のクリアランスを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施形態１）
以下、本発明のフィルム外装電池の実施形態の一例について説明する。本例のフィルム外装電池では、電池要素が外装フィルムによって包囲されている。
【００１６】
図１は、本例のフィルム外装電池１Ａの概略構造を示す模式的断面図である。本例のフィルム外装電池１Ａは、電池要素２と、電池要素２を不図示の電解液とともに収納する外装フィルム３と、電池要素２の一方の主面に積層された正極導電板４ａと、他方の主面に積層された負極導電板４ｂとを有し、外装フィルム３は、２枚のラミネートフィルム５、６から構成されている。
【００１７】
外装フィルム３を構成している２枚のラミネートフィルム５、６は、熱融着層、金属層および保護層の３層からなる。本例では、熱融着層がＰＰ（ポリプロピレン）によって、金属層がアルミニウムによって、保護層がナイロンまたはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）によって形成されている。両ラミネートフィルム５、６は、熱融着層が内側となる向きで正・負極導電板４ａ、４ｂ及びその内側の電池要素２を包囲しており、対向する熱融着層の周縁同士が気密に熱融着されている。さらに、ラミネートフィルム５、６の内側（外装フィルム３の内部）は、略真空の状態にまで減圧されている。
【００１８】
電池要素２は、セパレータ１０と、該セパレータ１０を介して交互に積層された複数の正極板１１および負極板１２とから構成されている。より具体的には、各正極板１１は、略長方形のアルミニウム箔に正極材料を塗布したものであり、各負極板１２は、略長方形の銅箔に負極材料を塗布したものである。それぞれの箔の長手方向両外側には、電極材料が塗布されていない未塗付部が設けられており、該未塗付部が積層領域よりも外側に延出して正・負極延出部１１ａ、１２ａをそれぞれ形成している。換言すれば、電池要素２の一方の短辺から複数の正極延出部１１ａが引き出され、他方の短辺から複数の負極延出部１２ａが引き出されている。さらに、各正極延出部１１ａは正極導電板４ａに超音波溶接され、各負極延出部１２ａは負極導電板４ｂに超音波溶接されている。
【００１９】
また、一対の正極導電板４ａ、負極導電板４ｂは、電池要素２を極板の積層方向両側から挟むように配置されている。すなわち、正極導電板４ａは、最外層の正極板１１と対向し、負極導電板４ｂは、最外層の負極板１２と対向している。さらに、正・負極導電板４ａ、４ｂの一辺は、他方の導電板４ｂ、４ａの側へ屈曲されており、その屈曲部内面に正・負極延出部１１ａ、１２ａがそれぞれ溶接されている。なお、電池要素２の両側の最外層が負極である場合には、電池要素２と正極導電板４ａとの間に樹脂シートなどの絶縁体を設ける必要がある。逆の極の場合も同様である。
【００２０】
ここで、外装フィルム３の内部は略真空の状態にまで減圧されていることは既述のとおりである。なお、図では外装フィルム３と正・負極導電板４ａ、４ｂとが離間しているように描かれているが、内部が減圧されているので、実際には外装フィルム３は正・負極導電板４ａ、４ｂに密着している。よって、電池要素２の主面に積層された正・負極導電板４ａ、４ｂは、大気圧によって直接、あるいは外装フィルム３を介して、電池要素２に押し付けられる方向に強力に押圧されている。またこれにより、電池要素２を構成しているセパレータ１０、正極板１１および負極板１２も積層方向内側に向けて強力に押圧されている。この結果、正・負極導電板４ａ、４ｂ、セパレータ、および正・負極板１１、１２は強力に固定され、実質的に一体となっている。さらに、個々の正・負極板１１、１２は薄い金属箔に過ぎないが、複数枚の正・負極板１１、１２が積層され、かつ、それらが大気圧によって積層方向内側に向けて強力に押圧されることによって、全体として容易に屈曲、変形しない十分な剛性を備えるに至っている。この点は、外装が柔軟なフィルムによって構成され、かつ、内部が減圧状態に維持されているフィルム外装電池の大きな特徴の一つである。
【００２１】
正極導電板４ａの表面には、正極接続端子２０ａが電気的に導通され、かつ力学的に固定されて設けられている。この正極接続端子２０ａは、正極導電板４ａ上であって、セパレータ１０および正・負極板１１、１２と重複する領域に設けられており、外装フィルム３（アルミラミネートフィルム５）に形成された開口部１３を介して外部に突出している。一方、負極導電板４ｂの表面には、正極接続端子２０ａを挿入抜去可能な負極接続端子２０ｂが電気的に導通され、かつ力学的に固定されて設けられている。この負極接続端子２０ｂも負極導電板４ｂ上であって、セパレータ１０および正・負極板１１、１２と重複する領域に突設されており、外装フィルム３（アルミラミネートフィルム６）に形成された開口部１３を介して外部に突出している。
【００２２】
正・負極導電板４ａ、４ｂと、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂとの固定方法としては、ネジ止め、溶接、嵌合等が一例として挙げられるが、なかでも溶接が好ましい。もっとも、正・負極導電板４ａ、４ｂと、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂとを一体に形成することもできる。
【００２３】
ここで、正・負極導電板４ａ、４ｂと、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂとの固定方法を問わず、外装フィルム３の各開口部１３には、導電板４ａ、４ｂと外装フィルム３とに相互に接着したシール材１３ａが設けられており、それによって空間が隔てられ、電池内外の気密性が保持されている。
【００２４】
以上のように、本例のフィルム外装電池１Ａでは、電池要素２の主面と重なる領域に一対の接続端子が突設されている。そして、上記のとおり、電池要素２は全体として十分な剛性を備えており、該電池要素２と一体をなしている正・負極導電板４ａ、４ｂに突設された正・負極接続端子２０ａ、２０ｂは、強固な土台の上に突設されているに等しい。従って、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂを押す方向の力は電池要素２の剛性によって支えられ、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂを抜く方向の力は、正・負極導電板４ａ、４ｂにかかる大気圧がこれに対抗するので、正・負極導電板４ａ、４ｂと電池要素２とが離間してしまうことがない。なお、正・負極導電板４ａ、４ｂと電池要素２との間に粘着層や接着層が設けられていてもよいが、これらが無くとも前述のように大気圧による押圧力のみで十分である。
【００２５】
ここで、同様のフィルム外装電池１Ｂが備える正極接続端子２０ａを図１に示すフィルム外装電池１Ａが備える負極接続端子２０ｂに挿入した状態を図２に示す。図示されているように、両端子２０ａ、２０ｂを接続することによって、フィルム外装電池１Ａと１Ｂとが電気的および機械的に接続され、本発明の組電池が構成される。さらに、負極接続端子２０ｂの内径寸法を正極接続端子２０ａの外径寸法と同一か僅かに小さくし、正極接続端子２０ａが負極接続端子２０ｂに圧入されるようにしておけば、端子同士の接続が不用意に解除されないようにすることもできる。いずれにしても、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂは、上述のとおり強固な土台によってしっかりと保持されており、挿入抜去時に発生する応力によって位置ズレを生じたり、変形を生じたりすることはない。また、正・負極導電板４ａ、４ｂが電池要素２から離れて、端子設置部分が外側に変形するようなこともなく、電池外形が変形することもない。
【００２６】
さらに、図２から明らかなように、一方のフィルム外装電池１Ｂの正極接続端子２０ａを他方のフィルム外装電池１Ａの負極接続端子２０ｂに挿入すると、それら正・負極接続端子２０ａ、２０ｂによって、両電池１Ａ、１Ｂ間に所定のクリアランス（隙間）が形成される。換言すれば、接続されたフィルム外装電池１Ａ、１Ｂ間に所定の隙間が形成されるように、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂの高さ及び深さの双方または一方が規定されている。かかる構成によって、複数のフィルム外装電池を隣接配置し、それら電池同士を電気接続した際に、隣接する電池間に隙間が形成され、冷却性能が向上する。また、必要に応じて上記隙間に冷却風を供給し、強制冷却を行うことも可能となる。
【００２７】
これまでの説明により、正・負極接続端子２０ａ、２０ｂは、隣接するフィルム外装電池同士を電気的に接続する役割、機械的に接続する役割、および接続されたフィルム外装電池間に隙間を形成するスペーサの役割、といった３つの役割を果たすことが理解できる。
【００２８】
ここまでは、正・負極接続端子が１つずつ設けられたフィルム外装電池を例にとって本発明の実施形態の一例について説明してきた。しかし、正・負極接続端子は、電池要素の主面と重なる領域に設けられてさえいれば、上記原理によって強固に保持されることは自明である。よって、例えば、図３に示すように、１つのフィルム外装電池１Ａに複数の正・負極接続端子２０ａ、２０ｂを設けることも可能である（図３では、負極接続端子２０ｂは図示されていないが、図示されている正極接続端子２０ａに対応する負極接続端子２０ｂが設けられていることは言うまでもない）。さらに、複数の正・負極接続端子を設ける場合、対応する端子同士が挿入抜去可能でありさえすればよく、全ての端子の形状や寸法を同一にする必要はない。例えば図４に示すように、図３に示すフィルム外装電池１Ａの中央に、他よりも大型の正・負極接続端子２０ａ、２０ｂを設けることもできる（図４でも負極接続端子２０ｂの図示は省略する）。
【００２９】
また、正・負極接続端子の外形は、円柱形や円筒形に限定されるものではない。図５（ａ）〜（ｃ）に正・負極接続端子のバリエーションの一例を示す。図５（ａ）に示す正極接続端子２１ａは、正極導電板４ａに突設された棒状の基体３０の先端に球形の係止部３１が形成されたものである。一方、負極接続端子２１ｂは、負極導電板４ｂに突設されるとともに、適度な弾性を有し、係止部３１よりも僅かに小径の開口部３２を有する。よって、係止部３１を開口部３２に押し込むと、弾性変形によって開口部３２の径が僅かに拡大し、係止部３１が負極接続端子２１ｂの内側に嵌合する。これによって、正極接続端子２１ａと負極接続端子２１ｂとが電気的および機械的に接続される。また、係止部３１が嵌合した後は、開口部３２の径が元の大きさに復元し、係止部３１の不用意な抜けが規制される。ここで、正極接続端子２１ｂの全長（Ｈ1）は、負極接続端子２１ｂの深さ（Ｄ1）よりも長く、係止部３１が負極接続端子２１ｂの底面（負極導電板４ｂ）に当接した状態で、当該正・負極接続端子２１ａ、２１ｂによって接続されたフィルム外装電池間に隙間が形成される。また、その隙間の大きさは、正極接続端子２１ｂの全長（Ｈ1）または負極接続端子２１ｂの深さ（Ｄ1）を変更することによって調整可能である。尚、図５（ａ）では、外装フィルムの図示を省略されており、正・負極導電板４ａ、４ｂが露出したように描かれているが、実際には外装フィルムによって覆われている。
【００３０】
図５（ｂ）に示す正極接続端子２２ａは、一端が正極導電板４ａに連設され、他端が正極導電板４ａ側に折り返された線材である。一方、負極接続端子２２ｂは、負極導電板４ｂに連設されたループ状の線材である。よって、正極接続端子２２ａの折り返し部４０を負極接続端子２２ｂに引っ掛けることによって両端子２２ａ、２２ｂが電気的および機械的に接続される。正極接続端子２１ｂの全長（Ｈ2）は、負極接続端子２２ｂに引っ掛けられた折り返し部４０の頂点４１が負極導電板４ｂに当接した状態で、当該正・負極接続端子２１ａ、２１ｂによって接続されたフィルム外装電池間に隙間が形成される長さとしてある。また、その隙間は、正極接続端子２１ｂの全長（Ｈ2）を変更することによって調整可能である。尚、外装フィルムの図示が省略されている点は図５（ａ）と同様である。上記折り返し線材やループ線材からなる正・負極接続端子２２ａ、２２ｂは、できるだけ小さく、かつ、多くすることが好ましい。好ましくは、1.0mm2あたり１個以上設けることが好ましい。それにより、単位面積あたりの力学的固定性が向上するばかりでなく、端子間の導電性も向上する。
【００３１】
図５（ｃ）に示す正極接続端子２３ａは、正極導電板４ａに連設された根元側から先端側に向けて先細りになる楔形の形態を有する。一方、負極接続端子２３ｂは、正極接続端子２３ａを受け入れ可能な挿入口５０を備えた筒形の形態を有する。よって、正極接続端子２３ａを負極接続端子２３ｂの内側に挿入することによって、両端子２３ａ、２３ｂが電気的および機械的に接続される。ここで、正極接続端子２３ａの先端から所定距離だけ根元寄りの位置における外径は、負極接続端子２３ｂの挿入口５０の内径よりも太く、その大径部の位置によって負極接続端子２３ｂへの正極接続端子２３ａの挿入長が規定されている。よって、正極接続端子２３ａを所定位置まで負極接続端子２３ｂに挿入した際に、当該正・負極接続端子２３ａ、２３ｂによって接続されたフィルム外装電池間に隙間が形成される。また、その隙間の大きさは、正極接続端子２３ａにおける大径部の位置または負極接続端子２３ｂの内径を変更することによって調整可能である。尚、外装フィルムの図示が省略されている点は図５（ａ）と同様である。
【００３２】
以上、正極接続端子と負極接続端子のバリエーションの一例について説明したが、正極接続端子と負極接続端子との関係は逆転可能であることは自明である。例えば、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す正極接続端子２１ａ〜２３ａを負極接続端子２１ｂ〜２３ｂとし、負極接続端子２１ｂ〜２３ｂを正極接続端子２１ａ〜２３ａとすることも可能である。
【００３３】
また、既述のように電池同士を正・負極接続端子によって接続させる際に、単なる接触や挟持ではなく、半田付け、レーザ溶接、抵抗溶接などを行い、より確実な導電性を得ることも好ましい。抵抗溶接に用いる電流は、電池自身から取り出してもよい。また、接続部が気密になるようにガスケットを用いたり、樹脂でモールドしたりしてもよい。正・負極接続端子に用いる金属は、導電板と同じでもよく、異なってもよいが、正極側と負極側で接続端子の金属が異なる場合には、上記樹脂モールドを施すことが好ましい。他方、正極側と負極側で接続端子の金属が同じである場合には、どちらか少なくとも一方の極で必然的に導電板と端子とが異種金属となる。このような場合には、例えば図６（ａ）に示すように、シール材１３ａによって正・負極接続端子２０ａ（２０ｂ）と正・負極導電板４ａ（４ｂ）との境界部分を被覆することが好ましい。異種金属の界面に外気からの結露水が付着したり、電池内部の電解液が接触したりすると、局部電池による腐食が起こる虞があるからである。
【００３４】
上記のような腐食の問題が懸念されない場合には、例えば図６（ｂ）に示す構成とすることもできる。同図に示す構成は、正・負極接続端子２０ａ（２０ｂ）にベース部２０ｃ（２０ｄ）を設け、それらベース部２０ｃ（２０ｄ）と外装フィルム３との間にシール材１３ａを介在させたものである。
（実施形態２）
以下、本発明の組電池の実施形態の他例について説明する。本例の組電池を構成する単電池の基本構成は、上記実施形態１において説明したフィルム外装電池と同一である。異なるのは、図６（ａ）に示すように、外装フィルム（不図示）から露出した正極導電板４ａおよび負極導電板４ｂの一部に、複数の凹部６０が格子状（アレイ状）に形成されている点である。かかる特徴を有するフィルム外装電池によって構成される本例の組電池では、一方のフィルム外装電池１Ｃの正極導電板４ａと、これに対向する他方のフィルム外装電池１Ｄの負極導電板４ｂとが球形の半田（ボールグリッド）を介して電気接続されている。より具体的には、図６（ｂ）に示すように、正極導電板４ａの露出面に形成されている各凹部６０と、これに対向する負極導電板４ｂの露出面に形成されている各凹部６０との間にボールグリッド６１を形成し、位置決めすることによって、正・負極導電板４ａ、４ｂ同士を電気接続してある。ここで、凹部６０の深さとボールグリッド６１の直径との関係は、接続されるフィルム外装電池１Ｃ、１Ｄ間に所定の隙間が形成される寸法に規定されている。
【００３５】
もっとも、ボールグリッド６１の位置決めの観点からは、接続される正極導電板４ａの露出面または負極導電板４ｂの露出面のいずれか一方に凹部６０が形成されていれば十分であり、必ずしも双方に形成する必要はない。すなわち、フィルム外装電池単体で見た場合には、該電池が備える正極導電板または負極導電板のいずれか一方に凹部が形成されていればよい。
【００３６】
本例の場合も、電池同士を接続端子によって接続させる際に、半田付け、レーザ溶接、抵抗溶接などを行ってより確実な導電性を得ることが好ましいことは実施形態１と同様である。また、抵抗溶接に用いる電流を電池自身から取り出してもよい。さらに、接続部が気密になるようにガスケットを用いたり、樹脂でモールドしたりしてもよい。また、接続端子に用いる金属は、導電板と同じでもよく、異なってもよいが、正極側と負極側で接続端子の金属が異なる場合には、上記樹脂モールドを施すことが好ましい。また、正極側と負極側で接続端子の金属が同じである場合には、シール材によって接続端子と導電板との境界部分を被覆することが好ましいことも実施形態１と同様である。
【００３７】
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、以下に、フィルム外装電池の各部の構成について補足する。
【００３８】
（外装フィルム）
外装フィルムとしては、電解液が漏洩しないように電池要素を覆うことが可能であって柔軟性を有するものであれば特に限定されるものではないが、金属層と熱融着層とを積層したラミネートフィルムが特に好ましく用いられる。この種のラミネートフィルムとしては、例えば、厚さ１０μｍ〜１００μｍの金属箔に厚さ３μｍ〜２００μｍの熱融着層を形成したものが使用できる。金属箔の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔｉ系合金、Ｆｅ、ステンレス、Ｍｇ系合金などが使用できる。熱融着層の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル等、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが使用できる。また、保護層の材料としては、ナイロンなどのポリアミド、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリプロピレンなどが使用できる。
【００３９】
（電池要素）
正極板は、放電時に正イオンを吸収するもの又は負イオンを放出するものであれば特に限定されず、（i）ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2等の金属酸化物、（ii）ポリアセチレン、ポリアニリン等の導電性高分子等の二次電池の正極材料として従来公知のものが使用できる。また、正極板に正極活物質（図示せず）を適当な結着剤や機能性材料と混合して形成することもできる。これらの結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等のハロゲン含有高分子等が、機能性材料としては、電子伝導性を確保するためのアセチレンブラック、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子、イオン伝導性を確保するための高分子電解質、それらの複合体等が挙げられる。
【００４０】
負極板は、カチオンを吸蔵・放出可能な材料であれば特に限定されず、天然黒鉛、石炭・石油ピッチ等を高温で熱処理して得られる黒鉛化炭素等の結晶質カーボン、石炭、石油ピッチコークス、アセチレンピッチコークス等を熱処理して得られる非晶質カーボン、金属リチウムやＡｌＬｉ等のリチウム合金など、二次電池の負極活物質として従来公知のものが使用できる。
【００４１】
電池要素に含浸される電解液としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ―ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ｍ−クレゾール等の、二次電池の電解液として利用可能な極性の高い塩基性溶媒に、ＬｉやＫ、Ｎａ等のアルカリ金属のカチオンとＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）3Ｃ-等のハロゲンを含む化合物のアニオンからなる塩を溶解したものが挙げられる。また、これらの塩基性溶媒からなる溶剤や電解質塩を単独、あるいは複数組み合わせて用いることもできる。また、電解液を含むポリマーゲルとしたゲル状電解質としてもよい。また、固体電解質やポリマー電解質を用いてもよい。
【００４２】
以上はリチウムイオン二次電池としての材料系であるが、本発明は鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池にも応用しうるものである。さらに、本発明は、電気二重層キャパシタなどのキャパシタや電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素のような電気デバイス要素を外装フィルムで封止した電気デバイスにも適用可能である。
【００４３】
（正極導電板）
正極導電板としては、電気化学的に正極側として使用可能な金属種であり、接続端子が引っ張られた時の応力に耐え得る剛性を持つものであることが好ましい。もっとも、過剰に厚いとスペースが無駄になる。このことから、厚さ0.1mm〜3.0mmのＡｌ板が好ましい。また、シール材との密着性を良くするために、粗面化処理などの表面形状複雑化処理や、クロメート処理などの耐食性被膜表面処理を行うことが好ましい。Ａｌ以外に、ＴｉやＭｇ、それらの合金などを用いてもよい。
【００４４】
（負極導電板）
負極導電板としては、電気化学的に負極側として使用可能な金属種であり、接続端子が引っ張られた時の応力に耐え得る剛性を持つものであることが好ましい。もっとも、過剰に厚いとスペースが無駄になる。このことから、厚さ0.1mm〜3.0mmのＣｕ板もしくはＮｉ板が好ましい。また、シール材との密着性を良くするために、粗面化処理などの表面形状複雑化処理や、クロメート処理などの耐食性被膜表面処理を行うことが好ましい。Ｃｕ、Ｎｉ以外に、鉄、ステンレス、それらの合金などを用いてもよく、ＣｕとＮｉのクラッド材やＮｉめっきされたＣｕでもよい。
【００４５】
（シール材）
シール材としては、外装フィルムの熱融着層と金属の両方に接着するものを選ぶ必要があり、エポキシ接着剤、酸変性ポリプロピレン、アイオノマー、ポリエステル、エチレン―酢酸ビニル重合体よりなる群から選ばれるものが例示される。これらの架橋体を用いてもよく、架橋体と非架橋体の積層体を用いてもよい。
【００４６】
これまでは、電池要素が積層型の場合を例にとって本発明の実施形態について説明したが、電池要素は巻回型であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のフィルム外装電池の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】正極接続端子と負極接続端子との接続状態を示す一部省略の断面図である。
【図３】正・負極接続端子の一例を示す斜視図である。
【図４】正・負極接続端子の他例を示す斜視図である。
【図５】正・負極接続端子のさらに他例を示す部分断面図である。
【図６】外装フィルムの開口部におけるシール構造の一例を示す部分断面図である。
【図７】本発明の組電池における単電池の接続構造の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  フィルム外装電池
２  電池要素
３  外装フィルム
４ａ、４ｂ  正・負極導電板
５、６  ラミネートフィルム
１０  セパレータ
１１  正極体
１１ａ、１２ａ  正・負極延出部
１２  負極板
１３  開口部
１３ａ  シール材
２０ａ〜２３ａ  正極接続端子
２０ｂ〜２３ｂ  負極接続端子
３０  基体
３１  係止部
３２  開口部
４０  折り返し部
４１  頂点
５０  挿入口
６０  凹部
６１  ボールグリッド
【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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