(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極材料が塗布された複数の正極板と電極材料が塗布された複数の負極板とを対向させて積層させた積層領域から延出した領域であって、前記各正極板および前記各負極板の前記電極材料が塗布されていない領域を、前記正極板および前記負極板ごとに一括して接合することで形成された集電部を有する電池要素と、
少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、前記熱融着性樹脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素および電解液を封止する外装体フィルムと、を有するフィルム外装電気デバイスにおいて、
前記集電部の少なくとも角部を密着して覆う袋状部材を有し、
前記袋状部材は、前記集電部に接続された、前記外装体フィルムから延出しているタブを挿通させる開口部が形成されていることを特徴とするフィルム外装電気デバイス。
【請求項２】
前記袋状部材は樹脂性のフィルムからなる請求項１に記載のフィルム外装電気デバイス。
【請求項３】
前記袋状部材は２枚のフィルムを貼り合わせて形成されている請求項１に記載のフィルム外装電気デバイス。
【請求項４】
前記袋状部材はインフレーションフィルムからなる請求項１に記載のフィルム外装電気デバイス。
【請求項５】
電極材料が塗布された複数の正極板と電極材料が塗布された複数の負極板とを対向させて積層させた積層領域から延出した領域であって、前記各正極板および前記各負極板の前記電極材料が塗布されていない領域を、前記正極板および前記負極板ごとに一括して接合することで形成された集電部を有する電池要素と、
少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、前記熱融着性樹脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素および電解液を封止する外装体フィルムと、を有するフィルム外装電気デバイス用の集電部被覆部材であって、
前記集電部の少なくとも角部を密着して覆う袋形状であり、
前記集電部に接続され、前記外装体フィルムから延出しているタブを挿通させる開口部が形成されていることを特徴とする集電部被覆部材。
【請求項６】
樹脂性のフィルムからなる請求項５に記載の集電部被覆部材。
【請求項７】
２枚のフィルムを貼り合わせて形成されている請求項５に記載の集電部被覆部材。
【請求項８】
インフレーションフィルムからなる請求項５に記載の集電部被覆部材。
【請求項９】
金属箔に電極材料が塗布されて成る複数の電極板が互いに積層された積層構造体と、前記積層構造体の積層領域から延出して前記電極材料から露出した複数の前記金属箔が互いに接合されて形成された集電部とを有する電池要素と、
少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、前記熱融着性樹脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素および電解液を封止する外装体フィルムと、
少なくとも前記集電部の角部に密着して該角部を覆う集電部被覆部材を有するフィルム外装電気デバイス。
【請求項１０】
複数の前記電極板のうちの一部のものは、前記電極材料として正極用材料が用いられた正極板であり、複数の前記電極板のうちの残りのものは、前記電極材料として負極用材料が用いられた負極板であり、
前記集電部は、前記正極板を構成する前記金属箔同士が互いに接合されて形成された正極集電部と、前記負極板を構成する前記金属箔同士が互いに接合されて形成された負極集電部と、を含んでいる、請求項９に記載のフィルム外装電気デバイス。
【請求項１１】
前記正極板を構成する前記金属箔はアルミニウム箔であり、前記負極板を構成する前記金属箔は銅箔である、請求項１０に記載のフィルム外装電気デバイス。
【請求項１２】
金属箔に電極材料が塗布されて成る複数の電極板が互いに積層された積層構造体と、前記積層構造体の積層領域から延出して前記電極材料から露出した複数の前記金属箔が互いに接合されて形成された集電部とを有する電池要素と、
少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、前記熱融着性樹脂層を内側にして前記電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで前記電池要素および電解液を封止する外装体フィルムと、を有するフィルム外装電気デバイス用の集電部被覆部材であって、
少なくとも前記集電部の角部に密着して該角部を覆う形状である、集電部被覆部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池やキャパシタに代表される、電気デバイス要素を外装フィルムに収容したフィルム外装電気デバイスに関する。本発明は、特にフィルム外装電気デバイスの集電部を被覆する集電部被覆部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器等の電源としての電池は、軽量化、薄型化が強く要求されている。そこで、電池の外装材に関しても、軽量化、薄型化に限界のある従来の金属缶に代わり、さらなる軽量化、薄型化が可能であり、金属缶に比べて自由な形状を採ることが可能な外装材として、金属薄膜フィルム、または金属薄膜と熱融着性樹脂フィルムとを積層した、ラミネートフィルムが、使用されるようになった。【０００３】
電池の外装材として用いられるラミネートフィルムの代表的な例としては、金属薄膜であるアルミニウム薄膜の片面にヒートシール層である熱融着性樹脂フィルムを積層するとともに、他方の面に保護フィルムを積層した３層ラミネートフィルムが挙げられる。【０００４】
外装材にラミネートフィルムを用いたフィルム外装電池は、電池要素を、熱融着性樹脂フィルムを互いに対向させてラミネートフィルムで包囲し、電池要素の周囲でラミネートフィルムを熱融着することによって電池要素を気密封止（以下、単に封止という）している。電池要素は、正極と負極とをセパレータを介して積層したものである。これら正極および負極は、電池要素の正極および負極をラミネートフィルムの外部へ引き出すためにそれぞれタブが設けられている。また、セパレータとしては、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂を用いて形成した多孔性フィルムなどが用いられる。【０００５】
図１に従来のフィルム外装電池の一例の、電池要素の側断面図を示す。【０００６】
フィルム外装電池３０１は、電池要素３０２と、電池要素３０２に設けられた正極集電部３０３ａおよび負極集電部３０３ｂと、電池要素３０２を電解液とともに収納する外装体と、正極集電部３０３ａに接続された正極タブ３０４ａと、負極集電部３０３ｂに接続された負極タブ３０４ｂとを有する。【０００７】
電池要素３０２は、複数の正極板と複数の負極板とを、セパレータを介して交互に積層して構成されている。各正極板はアルミニウム箔に正極材料が塗布されており、負極は銅箔に負極材料が塗布されている。それぞれの箔の未塗装部を積層領域から延出させて延出部が形成されている。延出部には電極材料は塗布されていない。この延出部は、正極板の延出部同士、および負極板の延出部同士がそれぞれ一括して超音波溶接されて、中継部である正極集電部３０３ａおよび負極集電部３０３ｂを形成している。正極集電部３０３ａと正極タブ３０４ａ、負極集電部３０３ｂと負極タブ３０４ｂも同時にそれぞれ超音波溶接によって接続される。これら正極タブ３０４ａおよび負極タブ３０４ｂは、それぞれアルミニウム板、銅板を打ち抜き加工することにより作製される。【０００８】
外装体は、電池要素３０２をその厚み方向両側から挟んで包囲する２枚のラミネートフィルム３０５、３０６からなる。各ラミネートフィルム３０５、３０６は、ＰＰ（ポリプロピレン）層３１０、アルミニウム層３１１、およびナイロン層３１２を積層してなる。各ラミネートフィルム３０５、３０６は、ＰＰ層３１０が電池の内側の層となるようにしてラミネートフィルム３０５、３０６の周縁部を熱融着することで電池要素３０２を封止する。【０００９】
このような構成のフィルム外装電池においては、振動等により、正極集電部３０３ａ、負極集電部３０４ａの先鋭な角部が当たることでラミネートフィルム３０５、３０６の内側の層であるＰＰ層３１０が損傷し、その部分が薄くなってしまい、絶縁性が低下する場合がある。そして、雷が平地に立てられた避雷針に落雷する現象は周知であるが、これと同じ原理でＰＰ層３１０の下層のアルミニウム層３１１と正極集電部３０３ａ、負極集電部３０４ａの先鋭な角部とが電気的短絡を起こすおそれが最も高くなる。【００１０】
このような問題に対応するため、正極および負極の端子と、正極および負極のリードとの各接合部を内部に収納し、各リードを挿通させる挿通穴が形成された、断面が三角形状の絶縁枠状スペーサが開示されている（例えば、国際公開第００／５９０６３号パンフレットの図２８〜図３０）。絶縁枠状スペーサは、三角形状にまとめられた正極および負極の端子の集電部を内部に収納するとともに、絶縁枠状スペーサの補強部によって積層電極の端面を押さえつけることで積層電極を固定している。このような構成により、リードの切断や、外装フィルムの破損、あるいは外装フィルムと積層電極との電気的短絡を防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来例の場合、絶縁枠状スペーサは、その補強部によって積層電極の端面を押さえつけて積層電極を固定する構成である。このため、絶縁枠状スペーサは、それ自体が変形しないようにある程度の剛性を有する部材が用いられる。また、絶縁枠状スペーサは、外部からリードに力がかかって挿通穴に当たることでリードが変形してしまうおそれがあるので、挿通穴とリードとの間にある程度の間隙が設けられている。つまり、挿通穴はリードの寸法に対して大きめに形成されていることになるが、これにより絶縁枠状スペーサ内には電解液が多く浸入している状態となっている。また、集電部の角部は絶縁枠状スペーサで覆われているため、集電部の角部により外装フィルムを損傷することはないものの、絶縁枠状スペーサが剛性を有する部材であるため、絶縁枠状スペーサ自身が外装フィルムを損傷し、絶縁性を低下させてしまうことも考えられる。【００１２】
絶縁枠状スペーサが外装フィルムを損傷することで絶縁性が低下した場合、その損傷部分と集電部の角部との間で電気的短絡を生じてしまうことがある。集電部の角部は絶縁枠状スペーサで覆われていることより、損傷部分と角部との間の電流パスは最短距離とはならないものの、上述した従来例の場合、絶縁枠状スペーサ内に電解液が多く浸入していることより、損傷部分と角部との間における絶縁性は良好とはいえない。【００１３】
絶縁性を向上させるためには、絶縁枠状スペーサが、絶縁枠状スペーサと集電部の角部との間にできるだけ隙間を生じないようにして角部を覆い込み、絶縁枠状スペーサ内への電解液の浸入量を低減させる構成とするのが好ましい。しかしながら、ある程度の剛性を有する部材によるこのような構成は、組み付け時にリード等を損傷してしまうおそれがあるとともに、上述したように、外部からリードに力がかかった場合、挿通穴に当たることでリードを変形させてしまうおそれもある。【００１４】
また、このような絶縁枠状スペーサは、たとえ樹脂製であったとしても、剛性を確保するためには重量増加の問題を生じる。【００１５】
なお、集電部の角部による外装フィルムの損傷、および電気的短絡を防止するため、角部に絶縁性の粘着テープを貼り付けることが考えられる。しかし、この場合、電解液に対する粘着テープの粘着剤の耐性を考慮する必要があり、また、電池の製作時におけるテープの貼り方によっては所望の効果が得られなくなる場合等の問題を生ずることも考えられる。【００１６】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、重量増加を抑制しつつ、集電部と外装フィルムとの間の絶縁特性を向上させることができるフィルム外装電池および該フィルム外装電池用の集電部被覆部材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】
【００１７】
上記目的を達成するため本発明のフィルム外装電気デバイスは、複数の正極板と複数の負極板とを対向させて積層させた積層領域から延出した各正極板および各負極板をそれぞれ一括して接合することで形成された集電部を有する電気デバイス要素と、少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、熱融着性樹脂層を内側にして電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで電池要素を封止する外装体フィルムとを有するフィルム外装電気デバイスにおいて、集電部の少なくとも角部を密着して覆う袋状部材を有することを特徴とする。【００１８】
上記のとおりの本発明のフィルム外装電気デバイスは、集電部の角部を袋状部材によって覆うことで該角部による外装体フィルムの損傷を防止することができる。また、仮に角部が外装体フィルムを損傷したとしても、袋状部材で密着して覆っているので角部とその損傷部との電流パスが長くなり電気的短絡の生じにくい状態を保つことができる。すなわち、袋状部材がなければ角部と損傷部とは最短となる電流パスを形成して電気的短絡の生じやすい状態となるが、袋状部材で覆うことで角部とその損傷部との電流パスは、袋状部材の開口部分を介してでないと形成することができず、よって、最短の電流パスが形成されることはない。また、袋状部材が集電部を密着して覆うことで袋状部材と集電部との間への電解液の浸入を少なくすることができ、よって、角部と損傷部との間の電気的な抵抗を大きしている。以上より、本発明のフィルム外装電気デバイスは、集電部と外装体フィルムとの間の絶縁特性を向上させることができる。【００１９】
本発明のフィルム外装電気デバイスは、集電部に接続され、外装体フィルムから延出しているタブを有し、袋状部材は、タブを挿通させる開口部が形成されているものであってもよい。【００２０】
また、本発明のフィルム外装電気デバイスは袋状部材が樹脂性のフィルムからなるものであってもよい。袋状部材を高い剛性を有する硬質樹脂ケース等ではなくフィルムとすることで、軽量化を図ることができるとともに集電部に対する密着性を向上させることができる。【００２１】
また、この袋状部材は２枚のフィルムを貼り合わせて形成されているものであってもよいし、あるいは、インフレーションフィルムからなるものであってもよい。【００２２】
本発明のフィルム外装電気デバイス用の集電部被覆部材は、複数の正極板と複数の負極板とを対向させて積層させた積層領域から延出した各正極板および各負極板をそれぞれ一括して接合することで形成された集電部を有する電気デバイス要素と、少なくとも熱融着性樹脂層と金属層とが積層され、熱融着性樹脂層を内側にして電池要素を包囲し、周縁の接合部が熱融着されることで電池要素を封止する外装体フィルムとを有するフィルム外装電気デバイス用の集電部被覆部材であって、集電部の少なくとも角部を密着して覆う袋形状であることを特徴とする。【００２３】
また、本発明の集電部被覆部材は、集電部に接続され、外装体フィルムから延出しているタブを挿通させる開口部が形成されているものであってもよい。【００２４】
また、本発明の集電部被覆部材は、樹脂性のフィルムからなるものであってもよいし、この場合、２枚のフィルムを貼り合わせて形成されているものであってもよいし、あるいは、インフレーションフィルムからなるものであってもよい。【００２５】
本発明によれば、重量増加を抑制しつつ、集電部と外装体フィルムとの間の絶縁特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のフィルム外装電池の一例の、電池要素の側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるフィルム外装電池の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における集電部保護部材の外観斜視図である。
【図４】集電部保護部材およびフィルム外装電池の正極タブおよび正極集電部近傍の一部拡大斜視図である。
【図５】正極集電部および負極集電部への集電部保護部材の装着工程の概略を示す図である。
【図６】正極集電部および負極集電部に集電部保護部材が装着された電池要素へのラミネートフィルムの取付け工程を示す図である。
【図７ａ】集電部保護部材が装着された正極集電部近傍の模式的な平面図である。
【図７ｂ】図７ａのＡ−Ａ線における側断面図である。
【図７ｃ】図７ａのＢ−Ｂ線における側断面図である。
【図８】ラミネートフィルムが破損した場合における、その破損部から角部までの電流パスについて説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における集電部保護部材の外観斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における集電部保護部材の外観斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。【００２８】
図２に、フィルム外装電池の分解斜視図を示す。なお、図２は、本実施形態の集電部保護部材を外した状態のフィルム外装電池を示している。【００２９】
フィルム外装電池１は、電池要素２と、電池要素２に設けられた正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂと、電池要素２を電解液とともに収納する、２枚のラミネートフィルム５、６からなる外装体と、正極集電部３ａに接続された正極タブ４ａと、負極集電部３ｂに接続された負極タブ４ｂとを有する。【００３０】
電池要素２は、複数の正極板と複数の負極板とを、セパレータを介して交互に積層して構成されている。【００３１】
各正極板はアルミニウム箔に正極電極が塗布されているものであり、負極は銅箔に負極電極が塗布されているものである。積層領域から延出し、電極材料が塗布されていない延出部は、正極板の延出部同士、および負極板の延出部同士がそれぞれ一括して超音波溶接されることで、中継部である正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂを形成している。この超音波溶接と同時に、正極集電部３ａへの正極タブ４ａの接続、および負極集電部３ｂへの負極タブ４ｂの接続もなされる。【００３２】
外装体は、電池要素２をその厚み方向両側から挟んで包囲する２枚のラミネートフィルム５、６からなる。各ラミネートフィルム５、６は、熱融着性を有する熱融着性樹脂層、金属層、および保護層を積層してなる。各ラミネートフィルム５、６は、ＰＰ（ポリプロピレン）からなる熱融着性樹脂層が電池の内側の層となるようにしてラミネートフィルム５、６の熱融着部７を熱融着することで、電池要素２を封止する。【００３３】
ラミネートフィルム５、６としては、電解液が漏洩しないように電池要素２を封止できるものであれば、この種のフィルム外装電池に用いられるフィルムを用いることができ、一般的には、金属薄膜層と熱融着性樹脂層とを積層したラミネートフィルムが用いられる。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の熱融着性樹脂を貼りつけたものが使用できる。金属箔、すなわち、金属層の材質としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔｉ系合金、Ｆｅ、ステンレス、Ｍｇ系合金などが使用できる。熱融着性樹脂、すなわち、熱融着性樹脂層としては、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、保護層としては、ナイロン等が好適である。【００３４】
図３は本実施形態の集電部保護部材の外観斜視図であり、図４は集電部保護部材およびフィルム外装電池の正極タブおよび正極集電部近傍の一部拡大斜視図である。【００３５】
図３に示す集電部保護部材１０は、正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂ、特にそれらの角部３ａ’、３ｂ’を被覆するための袋状の部材である。なお、正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂの基本的構造は同一であるので、集電部保護部材１０の構造について、正極集電部３ａを例に説明する。【００３６】
集電部保護部材１０は、概ね、正極集電部３ａの平面３１を覆う平面部１０ａと、正極集電部３ａの側面３２を覆う側面部１０ｂと、正極集電部３ａの終端部３３を覆う前面部１０ｃとからなる。集電部保護部材１０の幅は、正極集電部３ａの各部を覆うため、正極集電部３ａの幅より広く形成されているが、集電部保護部材１０と正極集電部３ａとの間の電解液の浸入量をできるだけ少なくするため、正極集電部３ａの幅より僅かに広くなるように形成されている。本実施形態の場合、正極集電部３ａの幅が６５．５ｍｍであるのに対して集電部保護部材１０の幅は６６ｍｍである。【００３７】
また、前面部１０ｃには正極タブ４ａ、および正極集電部３ａを挿通させるための挿通穴１０ｄが形成されており、この挿通穴１０ｄに対面する領域に正極タブ４ａ、被覆部１１および正極集電部３ａを挿入させるための挿入穴１０ｅが形成されている。【００３８】
前面部１０ｃに形成された挿通穴１０ｄの開口幅は、正極タブ４ａ、被覆部１１のいずれかの最も幅広となる部分より広く形成されているが、角部３ａ’を覆うため、挿通穴１０ｄの両側に前面部１０ｃができるだけ多く残るような開口幅とするのが好ましい。本実施形態の場合、被覆部１１の幅が４６ｍｍであるのに対して挿通穴１０ｄの開口幅は４６．５ｍｍである。すなわち、集電部保護部材１０の幅が６６ｍｍの場合、前面部１０ｃは両側にそれぞれ約９．７５ｍｍ形成されていることになる。【００３９】
また、前面部１０ｃの高さも、角部３ａ’を覆う目的より正極集電部３ａの終端部３３の厚みよりも若干高い程度が好ましい。本実施形態の場合、正極集電部３ａの終端部３３の厚みは０．１５〜０．３ｍｍであるが、タブ４ａは予め被覆部１１が形成された状態のものを正極集電部３ａに接合している。よって、装着時に被覆部１１を挿通させるために、被覆部１１の厚さ０．２〜０．３ｍｍに合わせて前面部１０ｃの高さを０．３〜０．４ｍｍ程度とするのが好適である。なお、タブ４ａへの被覆部１１の形成を正極集電部３ａへの集電部保護部材１０の装着後に行うのであれば、前面部１０ｃの高さはこれに対応させて０．２〜０．４ｍｍ程度とするのが好適である。【００４０】
挿入穴１０ｅの開口高さは、正極タブ４ａ、被覆部１１および正極集電部３ａの挿入を容易にするため、これらのうち最も厚みのある部分、すなわち、本実施形態の場合、正極集電部３ａの厚みよりも高くなるように形成されている。なお、この開口高さも集電部保護部材１０と正極集電部３ａとの間の電解液の浸入量をできるだけ少なくするため、必要以上に高くしないようにするのが好ましい。本実施形態の場合、正極集電部３ａの最も厚い部分は２〜８ｍｍであり、挿入穴１０ｅの開口高さはこれに対応させて２．５〜８．５ｍｍ程度とするのが好適である。【００４１】
なお、上述した各部寸法は正極側に関する一例であるが、上記正極側の数値に対応させた場合、負極集電部３ｂの幅は７０ｍｍ、負極側集電部保護部材は７０．５ｍｍとなり、これを基準に負極側の各部寸法が正極側と同様にして規定されることとなる。【００４２】
本実施形態の集電部保護部材１０は厚さ１００μｍのＰＰ（ポリプロピレン）からなる。このため、集電部保護部材１０は柔軟性に富み、正極タブ４ａに外部から力がかかり、正極タブ４ａが集電部保護部材１０に当接したとしても、その当接部分が局部的に屈曲してしまうことがない。なお、集電部保護部材１０の材質は、ＰＰに限定されるものではなく、電解液に浸食されない材質で、かつ柔軟性に富む材質であればいかなるものであってもよい。【００４３】
図５は、正極集電部および負極集電部への集電部保護部材の装着工程を示す図であり、図６は正極集電部および負極集電部に集電部保護部材が装着された電池要素へのラミネートフィルムの取付け工程を示す図である。【００４４】
まず、正極タブ４ａが正極集電部３ａに、また、負極タブ４ｂが負極集電部３ｂに接続された状態の電池要素２と、ラミネートフィルム５、６を用意する。なお、正極タブ４ａおよび負極タブ４ｂには予め被覆部１１が形成されている。【００４５】
次いで、２つの集電部保護部材１０のそれぞれを正極タブ４ａおよび負極タブ４ｂ側から正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂに向けて差し込む（図５）。【００４６】
各集電部保護部材１０は、正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂの所定の位置まで差し込まれる。この際、集電部保護部材１０を正極集電部３ａおよび負極集電部３ｂに対して接着等することはない。【００４７】
次に、集電部保護部材１０を備えた電池要素２をラミネートフィルム５、６にて挟み込む（図６）。次いで、ラミネートフィルム５、６の熱融着部７のうちの３辺を熱融着し、真空引きした後、残る１辺を熱融着することで、電池要素２を封止する。【００４８】
以上のようにして集電部保護部材１０が装着された正極集電部３ａ近傍の模式的な平面図および側面図を図７ａ〜図７ｃに示す。図７ａは各図集電部保護部材１０のみ断面で示した平面図であり、図７ｂは図７ａのＡ−Ａ線における側断面図であり、図７ｃは図７ａのＢ−Ｂ線における側断面図である。なお、ラミネートフィルム５、６は省略している。【００４９】
正極集電部３ａの角部３ａ’は、集電部保護部材１０の平面部１０ａ、側面部１０ｂおよび前面部１０ｃにより被覆されており、これにより角部３ａ’がラミネートフィルム５、６に直接当接してラミネートフィルム５、６の熱融着性樹脂層を損傷しないような構成となっている。また、角部３ａ’は挿通穴１０ｄおよび挿入穴１０ｅから離れた位置にあり、これにより、集電部保護部材１０からの電流パスを長くとることができる。【００５０】
また、電池要素２をラミネートフィルム５、６で封止する際に真空引きすることで、集電部保護部材１０は正極集電部３ａに対して密着している。これにより、集電部保護部材１０と正極集電部３ａとの間への電解液の浸入を極力少なくすることができ、よって、角部３ａ’と後述する破損部５との間での絶縁性を確保することができる。【００５１】
ここで、ラミネートフィルム５が破損した場合における、その破損部から角部３ａ’までの電流パスについて図８を用いて説明する。なお、図８は、ラミネートフィルム５、６の、角部３ａ’に対応する部位（破損部５’）が破損したとしている。【００５２】
角部３ａ’が集電部保護部材１０によって被覆されていないとすると、角部３ａ’がラミネートフィルム５、６に当接し、これにより、ラミネートフィルム５、６の熱融着性樹脂層が損傷し、その部分の熱融着性樹脂層が薄くなってしまい、絶縁性が低下する。すなわち、ラミネートフィルム５、６側の絶縁破壊の起点は破損部５’となる。また、正極集電部３ａ側の絶縁破壊の起点は角部３ａ’となる。そうすると、破損部５’から角部３ａ’までの電流パスは最短経路となる経路ａとなり、絶縁性が最も低下することとなる。【００５３】
一方、本実施形態の場合、図８に示すように、角部３ａ’は集電部保護部材１０の側面部１０ｂおよび前面部１０ｃにより覆われている。よって、そもそも本実施形態の場合、上述したように、角部３ａ’によってラミネートフィルム５、６の熱融着性樹脂層に破損部５’を生じさせることはない。しかし、仮に破損部５’を生じたとしても、破損部５’から角部３ａ’までの電流パスは挿通穴１０ｄを介しての経路ｂ、あるいは挿入穴１０ｅを介しての経路ｃとなる。このように、本実施形態は、経路ｂ、ｃのいずれもが経路ａより長くなり、絶縁破壊を生じにくい状況とすることができる。また、上述したように、集電部保護部材１０は柔軟な素材からなるため、真空引きにより正極集電部３ａに対して密着している。このため、経路ｂ、ｃの通路断面は非常に狭小なものとなり、よって、高い絶縁性を確保することができる。【００５４】
以上のように、本実施形態の集電部保護部材１０は、装着の容易性を確保するとともに、角部３ａ’への電流パスができるだけ長く、かつ電気的な抵抗が大きくなるように構成されている。【００５５】
また、集電部に被せるだけでよい構成の本実施形態の集電部保護部材１０は、粘着テープで角部を被覆する構成と異なり、電解液に対する粘着剤の耐性を考慮する必要がなく、また、製作時における貼り付け方の差、すなわち、テープと集電部との間に隙間が多く形成されるような貼り方となることで絶縁特性が低下してしまうといった問題もない。【００５６】
なお、本実施形態では側面部１０ｂが形成された立体的な形状のものを例に示したが、これに限定されるものではなく、側面部１０ｂがない袋形状としておくことで装着前は平面的な形状のものであってもよい。【００５７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態に示した集電部保護部材１０は、装着前から立体的な形状となるような側面部１０ｂが形成されており、かつ挿通穴１０および挿入穴１０ｅが形成された袋形状が一体的に予め形成されたものを例に示した。本実施形態の集電部保護部材１１０は、図９に示すように、２枚のフィルム１１２ａおよびフィルム１１２ｂを貼り合わせることで形成されている。【００５８】
本実施形態の集電部保護部材１１０は、挿通穴１１０ｄおよび挿入穴１１０ｅが形成されるように、２枚のフィルム１１２を側面部１１０ｂおよび前面部１１０ｃの一部のみを溶着（図中ハッチングにて示す溶着部１１１）している。集電部保護部材１１０は、装着前においては平面的な形状である。【００５９】
各部寸法は、第１の実施形態の集電部保護部材１０と同じ目的を達成可能なように第１の実施形態の集電部保護部材１０と同じようにして決定される。溶着部１１１の溶着しろは、電流パスをできるだけ長くとれるように幅広にするのが好ましい。【００６０】
（第３の実施形態）
第２の実施形態に示した集電部保護部材１１０は２枚のフィルム１１２を貼り合わせたものを例に示した。これに対して本実施形態の集電部保護部材２１０は、図１０に示すように、インフレーションフィルム２１２からなる点が第２の実施形態と異なる。【００６１】
本実施形態の集電部保護部材２１０は、インフレーションフィルム２１２を、挿通穴２１０ｄおよび挿入穴２１０ｅが形成されるように折曲部２１３ａ、２１３ｂの２箇所で折り曲げ、前面部２１０ｃの一部のみを溶着（図中ハッチングにて示す溶着部２１１）している。【００６２】
各部寸法は、第１の実施形態の集電部保護部材１０と同じ目的を達成可能なように第１の実施形態の集電部保護部材１０と同じようにして決定される。溶着部２１１の溶着しろは、電流パスをできるだけ長くとれるように幅広にするのが好ましい。【００６３】
なお、各実施形態において示した数値、材料等は一例であり、本発明はこれらにより制限されるものではない。【００６４】
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。【００６５】
（リード端子）
リード端子は、その材質として、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、燐青銅、真鍮、ステンレスなどを用いることができ、必要に応じて焼き鈍し処理を施してもよい。リード端子の厚さは、０．０８〜１．０ｍｍが好ましい。【００６６】
また、リード端子の少なくとも外装材と密着される部分に、外装材との密着性を向上させるための表面処理を施すことも好ましい。この種の表面処理としては、例えば、化学的エッチング処理などによる粗面化処理、部分アミノ化フェノール系重合体と燐酸化合物とチタン化合物とからなる皮膜や燐酸亜鉛系皮膜などによる耐食性皮膜下地処理、チタニウム系カップリング剤やアルミネート系カップリング剤などによる表面処理などが挙げられる。【００６７】
リード端子には、金属接着性樹脂を含む樹脂膜を予め融着しておくことが好ましい。金属接着性樹脂としては、金属平板であるリード端子の表面に接着するものが用いられ、例えば、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、酸変性ポリ（エチレン−プロピレン）コポリマー、アイオノマーなどが使用可能である。【００６８】
（外装材）
外装材としては、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、金属層と熱融着性樹脂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の熱融着性樹脂を貼りつけたものが使用できる。金属箔の材質としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔｉ系合金、Ｆｅ、ステンレス、Ｍｇ系合金などが使用できる。熱融着性樹脂としては、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。【００６９】
（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、（ｉｉｉ）一般式（Ｒ−Ｓｍ）ｎ（Ｒは脂肪族または芳香族、Ｓは硫黄であり、ｍ、ｎは、ｍ≧１、ｎ≧１の整数である）で示されるジスルフィド化合物（ジチオグリコール、２、５−ジメルカプト−１、３、４−チアジアゾール、Ｓ−トリアジン−２、４、６−トリチオール等）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。【００７０】
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。【００７１】
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、スルホラン、ジオキサン、ジオキソラン、１，３―プロパンスルトン、テトラヒドロフラン、ビニレンカーボネートなどを微量添加してもよい。【００７２】
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。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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