(57)【要約】  【課題】体積効率を向上させるとともに隣接する電池との短絡を適切に防止することのできる組電池及びその製造方法を提供する。  【解決手段】隣接する平板状電池１２０の封止部１３１の間に、ある程度の厚さを有する絶縁性部材１１１を介在させて、封止部１３１を重ね合わせている。従って、隣接する平板状電池１２０の間において、一方の平板状電池の封止部が、他方の平板状電池の封止部に接触することを回避することができる。特に、金属シートが露出する可能性のある封止部１３１の端部１３２は、封止部が平板状電池の重ね合わせ面１１３，１１４の範囲内にある限り、他方の薄型電池の封止部や平板状電池の外装ラミネートシートに接触することはなく、薄型電池が短絡する可能性を非常に小さくすることができる。また、隣接する電池間に絶縁のための間隔を確保する必要がなくなり、平板状電池を平面内により密に配置することができる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状収容部材により発電要素を被覆し当該シート状収容部材を周縁部において封止して形成した平板状電池を、少なくとも当該平板状電池の平板面に沿った方向に並べて構成した組電池であって、
前記平板状電池が、表裏が順次交互に反転されて前記平板面に平行な方向に並べられており、
隣接する前記平板状電池の前記封止部が、所定の厚みを有する絶縁性部材を間に介在されて重ね合わせられていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記絶縁性部材は、前記封止部が重ね合わせられる各面に、当該面に重ね合わせられる前記封止部の端部が当接し隣接する他の平板状電池方向へ移動するのを禁止する凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記凸部は、前記封止部が重ね合わせられる面に、当該面に重ね合わせられる前記封止部の端部の位置に沿って連続的に形成された棒形状の凸部であることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記凸部は、前記封止部が重ね合わせられる面に、当該重ね合わせ面に配置される前記封止部の端部の位置に沿って断続的に形成された突起部であることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項５】
前記絶縁性部材の前記平板状電池の並び方向の幅が、前記平板状電池の当該方向の封止部の幅よりも広いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の組電池。
【請求項６】
前記絶縁性部材の前記平板面に垂直な方向の厚さが、前記平板状電池の当該方向の厚さ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の組電池。
【請求項７】
所定の間隔で配置された複数の前記絶縁性部材と、前記絶縁性部材の並び方向に延伸し当該絶縁性部材を両端から支持する２本の平行な枠部材とを有する梯子状フレームと、
前記梯子状フレームの前記平行な枠部材及び隣接する前記絶縁性部材により順次規定される開口領域に各々配置された複数の前記平板状電池であって、前記開口領域の並びの順に交互に表裏が反転し、各平板状電池の間の前記絶縁性部材に、隣接する前記平板状電池の前記封止部が、当該絶縁性部材の表裏から接するように重ね合わせられた複数の前記平板状電池と
を有する請求項１〜６のいずれかに記載の組電池。
【請求項８】
シート状収容部材により発電要素を被覆し当該シート状収容部材を周縁部において封止して形成した平板状電池を、少なくとも当該平板状電池の平板面に平行な方向に並べて構成する組電池の製造方法であって、
前記平板状電池を、表裏を順次交互に反転させて前記平板面に平行な方向に配置し、
隣接する前記平板状電池の前記封止部を、所定の厚みを有する絶縁性部材を間に介在させて重ね合わせる
ことを特徴とする組電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の平板状電池（薄型電池）を少なくとも平面方向に並べて配置して構成する組電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極、負極、セパレータを積層して構成した発電要素と、電解液を収容したカップ状のラミネートシートと、平板状のラミネートシートとを熱融着等により張り合わせて、２枚のラミネートシートで発電要素と電解液とを封止してなる薄型電池を、同一平面上に複数配置し接続して構成する組電池が知られている。このような組電池は、例えばハイブリッド電気自動車等に用いられるため、出来る限り小型且つ高出力であること、すなわち、体積当たりの出力密度が高いことが望まれる。体積効率を向上させるために、例えば、隣り合う薄型電池の表裏を交互に逆に配置して、封止部分を重ね合わせるようにした組電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４４７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ラミネートフィルムは、通常、例えばアルミニウム等の金属シートの表面に樹脂等の絶縁皮膜を形成したものであるため、絶縁皮膜に亀裂やピンホール等が発生すると、発電要素とラミネートシートを構成する金属シートとが導通し、ラミネートシート端部断面から、隣り合う薄型電池のラミネートシートの金属シートへ電流が流れる可能性がある。すなわち、薄型電池同士が短絡する可能性がある。これを防止するために、ラミネートシート端部断面を絶縁テープで覆うことも考えられるが、各薄型電池それぞれに絶縁テープを貼り付けなければならず、作業性が悪いという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、体積効率を向上させるとともに隣接する電池との短絡を適切に防止することのできる組電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明に係る組電池は、ラミネートシート等のシート状収容部材により発電要素を被覆し、その周縁部においてシート状収容部材が封止されているような平板状電池（薄型電池）を、少なくとも当該平板状電池の平板面に平行な方向に並べて構成した組電池であって、前記平板状電池は、表裏が順次交互に反転されて前記平板面に平行な方向に並べられており、隣接する前記平板状電池の前記封止部が、所定の厚みを有する絶縁性部材を間に介在されて重ね合わせられていることを特徴とする。
【０００６】
好適には、前記絶縁性部材は、前記封止部の各重ね合わせ面に形成された、当該重ね合わせ面に配置される前記封止部の端部が当接し、当該端部が隣接する他の平板状電池方向へ移動するのを禁止する凸部を有する。
【０００７】
このような構成の組電池によれば、隣接する平板状電池の封止部の間に、ある程度の厚さを有する絶縁性部材を介在させて、封止部を重ね合わせている。従って、隣接する平板状電池の間において、一方の平板状電池の封止部が、他方の平板状電池の封止部に接触することを回避することができる。特に、金属シートが露出する可能性のある封止部の端部（辺部）は、封止部が平板状電池の重ね合わせ面の範囲内にある限り、他方の封止部や平板状電池の外装ラミネートシート（シート状収容部材）に接触することはなく、前述したように隣接する薄型電池が短絡する可能性を非常に小さくすることができる。
【０００８】
そして、本発明に係る組電池においては、そのように電池間の短絡を回避した状態で、複数の平板状電池を、電池周縁部の封止部を重ね合わせて順次配置している。従って、隣接する電池間に絶縁のための間隔を確保する必要がなくなり、平板状電池を平面内により密に配置することができる。
特に、平板状電池を表裏を順に交互に反転させて配置することにより、平板状電池の厚さの範囲内で絶縁性部材を介して封止部同士を重ね合わせることができ、より高い密度で平板状電池を配置することができる。
【０００９】
また、本発明に係る組電池の製造方法は、シート状収容部材により被覆し当該シート状収容部材を周縁部において封止して形成した平板状電池を、少なくとも当該平板状電池の平板面に平行な方向に並べて構成する組電池の製造方法であって、前記平板状電池を、表裏が順次交互に反転させて前記平板面に平行な方向に配置し、隣接する前記平板状電池の前記封止部を、所定の厚みを有する絶縁性部材を間に介在させて重ね合わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、体積効率を向上させるとともに隣接する電池との短絡を適切に防止することのできる組電池及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１実施形態
本発明の第１実施形態の組電池について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、その組電池１０１の構成を示す図である。
図１に示すように、組電池１０１は、梯子形状のフレーム１１０及び４個の薄型電池（平板状電池）１２０−１〜１２０−４を有する。なお、以下の説明において、薄型電池１２０−１〜１２０−４の共通的な内容を説明する場合、あるいは、薄型電池を一般的に示す場合には、単に薄型電池１２０と示す。以下の説明で用いる他の符号についても同様に用いる。
【００１２】
まず最初に、薄型電池１２０の構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、１つの薄型電池１２０の全体構成を示すの平面図であり、図３は、図２のII−II線に沿った断面図である。
【００１３】
薄型電池１２０は、リチウム系の積層タイプの二次電池であり、全体として平板状で薄型の形状を有する。薄型電池１２０は、図２及び図３に示すように、３枚の正極板１２１、５枚のセパレータ１２２、３枚の負極板１２３、正極端子１２４、負極端子１２５、上部外装部材１２６、下部外装部材１２７、及び、図示しない電解質を有する。このうち、正極板１２１、セパレータ１２２、負極板１２３及び電解質を特に発電要素１２８と称する。
【００１４】
発電要素１２８を構成する正極板１２１は、正極端子１２４まで伸びている正極側集電体１２１ａと、正極側集電体１２１ａの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層１２１ｂ、１２１ｃとを有する。なお、正極板１２１の正極層１２１ｂ、１２１ｃは、正極側集電体１２１ａの全体の両主面にわたって形成されているのではなく、正極板１２１、セパレータ１２２及び負極板１２３を積層して発電要素１２８を構成する際に、正極板１２１においてセパレータ１２２に実質的に重なる部分のみに形成されている。
【００１５】
正極板１２１の正極側集電体１２１ａは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔である。また、正極板１２１の正極層１２１ｂ、１２１ｃは、例えば、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）又はコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合したものを、正極側集電体１２１ａの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。
【００１６】
発電要素１２８を構成する負極板１２３は、負極端子１２５まで伸びている負極側集電体１２３ａと、当該負極側集電体１２３ａの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層１２３ｂ、１２３ｃとを有している。なお、負極板１２３の負極層１２３ｂ、１２３ｃは、負極側集電体１２３ａの全体の両主面にわたって形成されているのではなく、正極板１２１、セパレータ１２２及び負極板１２３を積層して発電要素１２８を構成する際に、負極板１２３においてセパレータ１２２に実質的に重なる部分のみに負極層１２３ｂ、１２３ｃが形成されている。
【００１７】
負極板１２３の負極側集電体１２３ａは、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔である。また、負極板１２３の負極層１２３ｂ、１２３ｃは、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等のような上記の正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥させた後に粉砕することで、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とし、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体１２３ａの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延させることにより形成されている。
【００１８】
特に、負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、充放電時における電位の平坦特性に乏しく放電量に伴って出力電圧も低下するので、通信機器や事務機器の電源には不向きであるが、電気自動車の電源として用いると急激な出力低下がないので有利である。
【００１９】
発電要素１２８のセパレータ１２２は、上述した正極板１２１と負極板１２３との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えてもよい。このセパレータ１２２は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。
【００２０】
なお、本発明のセパレータ１２２は、ポリオレフィン等の単層膜にのみ限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした３層構造や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層したものも用いることができる。このようにセパレータ１２２を複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持（剛性向上）機能等の諸機能を付与することができる。
【００２１】
以上の発電要素１２８は、セパレータ１２２を介して正極板１２１と負極板１２３とが交互に積層されている。そして、３枚の正極板１２１は、正極側集電体１２１ａを介して、金属箔製の正極端子１２４にそれぞれ接続される一方で、３枚の負極板１２３は、負極側集電体１２３ａを介して、同様に金属箔製の負極端子１２５にそれぞれ接続されている。
【００２２】
なお、発電要素１２８の正極板１２１、セパレータ１２２、及び、負極板１２３は、上記の枚数に何ら限定されず、例えば、１枚の正極板１２１、３枚のセパレータ１２２、及び、１枚の負極板１２３でも発電要素１２８を構成することができ、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することができる。
【００２３】
また、正極端子１２４も負極端子１２５も電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子１２４としては、上述の正極側集電体１２１ａと同様に、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることができる。また、負極端子１２５としては、上述の負極側集電体１２３ａと同様に、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることができる。また、本実施形態では、電極板１２１、１２３の集電体１２１ａ、１２３ａを構成する金属箔自体を電極端子１２４、１２５まで延長することにより、電極板１２１、１２３を電極端子１２４、１２５に直接接続しているが、電極板１２１、１２３の集電体１２１ａ，１２３ａと、電極端子１２４、１２５とを、集電体１２１ａ、１２３ａを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続してもよい。
【００２４】
以上の発電要素１２８は、発電要素１２８に含まれる液体電解質とともに、上部外装部材１２６及び下部外装部材１２７（シート状収容部材）に収容されて封止されている。すなわち、上部外装部材１２６及び下部外装部材１２７によって、上述した発電要素１２８、正極端子１２４の一部及び負極端子１２５の一部を被覆し、当該外装部材１２６、１２７により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムや六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入する。そして、外装部材１２６、１２７により形成される空間を吸引して真空状態とした後に、外装部材１２６、１２７の外周縁を熱プレスにより熱融着して封止する。この結果、薄型電池１２０は、発電要素１２８が収容された中央部分であって所定の厚みを有する凸面部１３０と、その凸面部１３０の周囲の外装部材が封止された領域であり、ほぼ外装部材２枚分の厚さとなる封止部１３１とを有する構成となる。
【００２５】
本実施形態における上部外装部材１２６及び下部外装部材１２７はいずれも、アルミニウム箔等の金属箔の一方の面（薄型電池１２の内側面）をポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の樹脂でラミネートし、他方の面（薄型電池１２の外側面）をポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂でラミネートした、いわゆるラミネートフィルムと言われるような、樹脂−金属薄膜ラミネート剤等の可撓性を有する材料で形成されている。
【００２６】
このように、外装部材が樹脂層に加えて金属層を具備することにより、外装部材自体の強度向上を図ることが可能となる。また、外装部材の内側層を、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の樹脂で構成することにより、金属製の電極端子との良好な融着性を確保することが可能となる。
【００２７】
また、有機液体溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）やメチルエチルカーボネート等のエステル系溶媒を挙げることができるが、本発明の有機液体溶媒はこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトシキエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒その他を混合、調合した有機液体溶媒を用いることもできる。
【００２８】
また、この発電要素１２８の封止により、薄型電池１２０においては、図２及び図３に示すように、封止部１３１として形成される薄型電池１２０の４辺のうちの所定の１辺の封止部１３１から正極端子１２４が導出し、正極端子１２４が導出する辺の対辺の封止部１３１から負極端子１２５が導出する。
【００２９】
なお、電極端子１２４、１２５の厚さ分だけ上部外装部材１２６と下部外装部材１２７との融着部に隙間が生じるので、薄型電池１２内部の封止性を維持するために、電極端子１２４、１２５と外装部材１２６、１２７とが接触する部分に、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等から構成されたシールフィルムを介在させてもよい。このシールフィルムは、正極端子１２４及び負極端子１２５のいずれにおいても、外装部材１２６、１２７を構成する樹脂と同系統の樹脂で構成することが熱融着性の観点から好ましい。
【００３０】
次に、組電池１０１のフレーム１１０の構成及びフレーム１１０に対する薄型電池１２０の配設方法について、図１を参照して説明する。
【００３１】
図１に示すように、フレーム１１０は、セル支持フレーム１１１及びサイドフレーム１１２が一体的に形成された梯子状の部材である。
【００３２】
セル支持フレーム１１１は、Ｘ方向に並べて配置される薄型電池１２０−１〜１２０−４の各間及びその両端に配置され、薄型電池１２０−１〜１２０−４を支持するとともにその並び方向（Ｘ方向）の位置を規定する部材である。個々のセル支持フレーム１１１は、断面が矩形で横方向（Ｙ方向）に延伸した棒形状部材であり、絶縁性材料で形成される。
【００３３】
セル支持フレーム１１１は、そのＹ方向の幅が、薄型電池１２０の正極端子１２４及び負極端子１２５が設けられていない辺の封止部１３１の幅より若干広くなるように形成される。また、各セル支持フレーム１１１は、その間隔が、薄型電池１２０の凸面部１３０の正極端子１２４及び負極端子１２５が設けられていない方向の幅より若干長くなるように配置される。また、セル支持フレーム１１１は、並べようとする薄型電池１２０の数より１本だけ多い数、前述したような間隔で配置される。また、セル支持フレーム１１１の厚み（Ｚ方向の高さ）は、組電池１０１の凸面部１３０の厚みから、組電池１０１の封止部１３１の２枚分の厚みを減じた高さとほぼ等しいか、それよりも薄いものとする。
【００３４】
サイドフレーム１１２は、Ｘ方向に並べて配置される薄型電池１２０−１〜１２０−４の両サイドに沿って２本配置され、薄型電池１２０の間に配置されるセル支持フレーム１１１を支持するとともに、薄型電池１２０−１〜１２０−４の横方向（Ｙ方向）の位置を規定する部材である。サイドフレーム１１２は、断面が矩形でＸ方向に延伸した棒形状部材である。
【００３５】
２本のサイドフレーム１１２は、その間隔が、薄型電池１２０の正極端子１２４及び負極端子１２５が設けられている方向の幅より若干長くなるように配置される。また、サイドフレーム１１２の長さは、前述したような所定の間隔で前述したような所定の数配置されるセル支持フレーム１１１の範囲に相当する長さとなる。また、サイドフレーム１１２の厚み（Ｚ方向の高さ）は、組電池１０１の凸面部１３０の厚みとほぼ等しいか、それよりも薄いものとする。
【００３６】
次に、このような構造の、フレーム１１０に、薄型電池１２０−１〜１２０−４を設置する方法について、図１及び図４を参照して説明する。
【００３７】
組電池１０１は、フレーム１１０のセル支持フレーム１１１及びサイドフレーム１１２により囲まれる各領域に薄型電池（セル）１２０を配置することにより構成する。
【００３８】
発電要素１２８を収容することにより平板状に構成された各薄型電池（平板状電池）１２０は、その平板面に沿った方向であって正極端子１２４及び負極端子１２５が設けられている方向がセル支持フレーム１１１の延伸方向（Ｙ方向）となり、平板面に沿った方向であって正極端子１２４及び負極端子１２５が設けられていない方向が薄型電池１２０の並び方向（Ｘ方向）となるように設置される。前述したように、セル支持フレーム１１１の間隔は、設置される薄型電池１２０の凸面部１３０の当該方向の幅を収容できる長さとなっており、サイドフレーム１１２の間隔は設置される薄型電池１２０の当該方向の幅を収容できる長さとなっている。従って、薄型電池１２０をセル支持フレーム１１１及びサイドフレーム１１２で囲まれる領域に前述した方向で配置すると、Ｘ方向においては封止部１３１がその範囲内に入らず、両脇のセル支持フレーム１１１上に接して載置されることとなる。
【００３９】
また、各薄型電池１２０は、フレーム１１０に規定される各配置位置に並ぶ順番において、表裏が交互になるように配置する。すなわち、図４（Ａ）に示すように、例えばｉ番目の薄型電池１２０−ｉを表面を上向き（組電池１０１のＺ方向＋の向き（図１参照））になるように配設したとすると、この薄型電池１２０−ｉに隣接するｉ＋１番目の薄型電池１２０−ｉ＋１は、裏面が上向きとなるように配設する。組電池１０１を構成する全ての薄型電池１２０について、このように表裏を交互にして配設する。例えば、図１に示す組電池１０１においては、第１の薄型電池１２０−１及び第３の薄型電池１２０−３は、表面を上向きになるように配設され、第２の薄型電池１２０−２及び第４の薄型電池１２０−４は、裏面が上向きになるように配設される。
【００４０】
このように、隣接する薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１の間で表裏を反対にすることにより、その間に設けられているセル支持フレーム１１１においては、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、上面１１３及び下面１１４（面方向がＺ方向となる２面（図１参照））に各々両脇の薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１の封止部１３１が接することとなる。換言すれば、隣接する薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１の各封止部１３１は、セル支持フレーム１１１を間に挟んだ状態で重ね合わせられることとなる。
【００４１】
この際、前述したように、また図４（Ｂ）に示すように、セル支持フレーム１１１の薄型電池１２０の並び方向（Ｘ方向）の幅Ｗａは、薄型電池１２０の封止部１３１の幅Ｗｂとほぼ同じか広い。すなわち、Ｗａ≧Ｗｂである。従って、セル支持フレーム１１１の上面１１３又は下面１１４に配置された薄型電池１２０の封止部１３１の端部１３２は、必ずセル支持フレーム１１１の上面１１３あるいは下面１１４の範囲内に存在することとなる。すなわち、封止部１３１の端部１３２と、セル支持フレーム１１１の上面１１３あるいは下面１１４の縁との間の距離Ｗｃは必ず０以上となる。そのため、封止部１３１の端部１３２がセル支持フレーム１１１の範囲（セル支持フレーム１１１の上面１１３あるいは下面１１４の範囲）からはみ出すことはない。
【００４２】
また、前述したように、セル支持フレーム１１１は、絶縁性材料により形成された部材である。
従って、仮に封止部１３１の端部１３２において、ラミネートフィルムの金属シートが露出していたとしても、この端部１３２が隣接する薄型電池１２０に接することはなく、電気的に絶縁された状態が維持される。
【００４３】
このように、本実施形態の組電池１０１においては、複数の薄型電池１２０を、表裏を交互に反転させて順に、隣接する薄型電池１２０の封止部１３１をセル支持フレーム１１１を介して重ね合わせるようにしている。
【００４４】
従って、前述したように、隣接する薄型電池１２０同士が接触することは回避でき、これらが短絡することを避けることができる。
【００４５】
また、セル支持フレーム１１１を介して隣接する薄型電池１２０の封止部１３１を重ね合わせたとしても、この重ね合わせ部分の高さは薄型電池１２０の凸面部１３０の高さより高くならない。従って、重ね合わせることにより組電池１０１の高さが高くなることはない。一方で、組電池１０１においては、順に並べる薄型電池１２０の封止部１３１を、平面方向（ＸＹ面内）において重ね合わせている。従って、隣接する薄型電池１２０の間に絶縁のための間隙を確保しなければならなかった従来の構成と比較して、平面方向において薄型電池１２０をより密接に並べることができる。従って、全体として組電池１０１においては、発電出力の体積効率を向上させることができる。
【００４６】
第２実施形態
本発明の第２実施形態の組電池について、図１、図５及び図６を参照して説明する。
【００４７】
第２実施形態の組電池１０２の基本的な構成、及び、これに用いられる薄型電池の構成は、図１〜図３を参照して前述した第１実施形態の組電池１０１及びこれに用いられる薄型電池１２０と同じである。従ってここでは、第１実施形態と同じく図１を参照し、また同一の構成部については同一の符号を使用し、第２実施形態の組電池１０２について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成、すなわち、組電池１０２の基本的な構成及び薄型電池１２０の構成については、その説明は省略する。
【００４８】
第２実施形態の組電池１０２は、フレーム１１０ｂのセル支持フレーム１１１ｂの構成のみが第１実施形態のセル支持フレーム１１１とは異なる。
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第２実施形態に係る組電池１０２のフレーム１１０ｂの構成、及び、そのフレーム１１０ｂに薄型電池１２０を設置する方法を示す図である。
【００４９】
第２実施形態の組電池１０２のフレーム１１０ｂも、図１に示すように、セル支持フレーム１１１ｂ及びサイドフレーム１１２ｂが一体的に形成された部材である。セル支持フレーム１１１ｂにおいては、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、薄型電池１２０の封止部１３１が接する上面１１３ｂ及び下面１１４ｂに、薄型電池１２０の封止部１３１の端部１３２が隣接する薄型電池１２０方向に移動することを禁止する凸部１１５及び１１６が設けられている。
【００５０】
凸部１１５及び１１６は、セル支持フレーム１１１ｂの上面１１３ｂ及び下面１１４ｂ各々の、Ｙ方向（図１参照）に伸びる周辺の一方であって、薄型電池１２０から張り出す封止部１３１に被覆されない方の周辺近傍の縁部に設けられる。
具体的に説明する。例えば図５（Ａ）に示すように、セル支持フレーム１１１ｂの両脇に、裏面が上側となる薄型電池１２０−ｉと、表面が上側となる薄型電池１２０−ｉ＋１とが配設されているとすると、この場合、セル支持フレーム１１１ｂの上面１１３ｂには、薄型電池１２０−ｉからＸ方向正の向き（図１参照、図５において紙面左から右に向かう向き）に張り出した封止部１３１−ｉが配置され、セル支持フレーム１１１ｂの下面１１４ｂには、薄型電池１２０−ｉ＋１からＸ方向負の向き（図１参照、図５において紙面右から左に向かう向き）に伸びた封止部１３１−ｉが配置される。凸部１１５は、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、このような状態においてセル支持フレーム１１１ｂの上面１１３ｂの薄型電池１２０−ｉ＋１に近い側の縁部に形成される。また、凸部１１６は、同じく図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、セル支持フレーム１１１ｂの下面１１４ｂの薄型電池１２０−ｉに近い側の縁部に形成される。
【００５１】
凸部１１５及び１１６は、各々、セル支持フレーム１１１ｂの上下面１１３ｂ及び１１４ｂのＹ方向に伸びる縁部の全域にわたって連続的に形成される断面が矩形の棒形状の部材であり、セル支持フレーム１１１ｂと一体的に形成されるものである。
【００５２】
凸部１１５及び１１６の高さは、薄型電池１２０の封止部１３１が当接した時にその移動を阻止できる程度に十分な高さがあればよく、例えば、封止部１３１の厚みとほぼ同じ高さか、あるいは、若干高い程度の高さが好ましい。一方で、凸部１１５及び１１６、あるいは、上下に重ね合わせられる２つの封止部１３１−ｉ及び１３１−ｉ＋１をも含めたセル支持フレーム１１１ｂ全体の厚み（Ｚ方向の高さ）は、第１実施形態とセル支持フレーム１１１と同様に、薄型電池１２０の凸面部１３０（発電要素１２８等を収容する領域）の厚み以下であることが望ましい。すなわち、凸部１１５及び１１６の厚みは、封止部１３１の移動を阻止できる程度以上で、セル支持フレーム１１１ｂの凸面部１３０の厚み以下となる範囲で決定される。
【００５３】
組電池１０２は、このような凸部１１５及び１１６を具備するセル支持フレーム１１１ｂ及びサイドフレーム１１２ｂにより囲まれる各領域に順次薄型電池１２０−１〜１２０−４を配置することにより構成する。各薄型電池１２０−ｉ（ｉ＝１〜４）の配置方向及び表裏の向きは、第１実施形態の組電池１０１と同じである。図１に示すように、薄型電池１２０−１〜１２０−４は、並び方向（Ｘ方向）に沿って表裏が交互に反転するように配置される。
【００５４】
このように順次表裏が反対になるように薄型電池１２０−１〜１２０−４が配置されることにより、その間に設けられているセル支持フレーム１１１ｂにおいては、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、上面１１３ｂ及び下面１１４ｂに各々両脇の薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１の封止部１３１−ｉ及び１３１−ｉ＋１が接することとなる。また、その際、図５（Ｃ）に示すように、薄型電池１２０−ｉの封止部１３１−ｉの端部１３２−ｉは、セル支持フレーム１１１ｂの上面１１３ｂにおいて凸部１１５の近傍にまで達し、凸部１１５にほぼ当接する状態となっている。また、薄型電池１２０−ｉ＋１の封止部１３１−ｉ＋１の端部１３２−ｉ＋１は、セル支持フレーム１１１ｂの下面１１４ｂにおいて凸部１１６の近傍にまで達し、凸部１１６にほぼ当接する状態となっている。
【００５５】
このように各薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１が配設された場合、その封止部１３１−ｉ及び１３１−ｉ＋１の端部１３２−ｉ及び１３２−ｉ＋１が（すなわち、各薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１自身が）、他の薄型電池１２０−ｉ＋１及び１２０−ｉ方向に移動したとしても、その端部１３２−ｉ及び１３２−ｉ＋１が凸部１１５及び１１６に当接することによりその移動はその位置で停止される。すなわち、凸部１１５及び１１６の位置を越えて隣接する他の薄型電池１２０−ｉ＋１及び１２０−ｉに移動することは禁止される。従って、封止部１３１−ｉ及び１３１−ｉ＋１の端部１３２−ｉ及び１３２−ｉ＋１が他の薄型電池１２０−ｉ＋１及び１２０−ｉに接することはなく、薄型電池１２０−ｉ及び１２０−ｉ＋１の間の短絡は確実に防止される。
また、これにより、凸部１１５及び１１６により薄型電池１２０−ｉ＋１及び１２０−ｉの位置ずれを抑制することができ、薄型電池１２０−ｉ＋１及び１２０−ｉのＸ方向の位置をより厳格に規定することもできる。
【００５６】
また、組電池１０２において、このような凸部１１５及び１１６を設けたとしても、セル支持フレーム１１１ｂ部分の高さは薄型電池１２０の凸面部１３０の高さより高くならない。一方で、平面方向（ＸＹ方向）には封止部１３１を重ね合わせて薄型電池１２０を順次配置しており、その占有面積は小さくなっている。従って、組電池１０２においても、第１実施形態の組電池１０１と同様に、発電力の体積効率を向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、凸部１１５及び１１６は、セル支持フレーム１１１ｂの上面１１３ｂ及び下面１１４ｂの縁部にＹ方向に連続して延伸する棒形状部材であるとしたが、図６に示すように、この縁部に沿って断続的に突起部１１７を形成したような構成であってもよい。薄型電池１２０の封止部１３１の端部１３２は通常直線的に連続しているので、その一部でも移動を禁止されれば、その全体が突起部に当接した場合と同様に、やはり薄型電池１２０の移動は禁止されることとなる。本発明は、そのような構成であってもよい。
【００５８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の第１及び第２実施形態に係る組電池の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す組電池を構成する薄型電池の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のII-II線に沿ったその薄型電池の断面図である。
【図４】図４は、本発明に第１実施形態の組電池におけるセル支持フレームの構成及び薄型電池の配設方法を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明に第２実施形態の組電池におけるセル支持フレームの構成及び薄型電池の配設方法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明に第２実施形態に係るセル支持フレームの他の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１，１０２…組電池
１１０…フレーム
１１１…セル支持フレーム
１１３…上面
１１４…下面
１１５，１１６…凸部
１１２…サイドフレーム
１２０…薄型電池
１２１…正極板
１２１ａ…正極側集電体
１２１ｂ、１２１ｃ…正極層
１２２…セパレータ
１２３…負極板
１２３ａ…負極側集電体
１２３ｂ、１２３ｃ…負極層
１２４…正極端子
１２５…負極端子
１２６…上部外装部材
１２７…下部外装部材
１２８…発電要素
１３０…凸面部
１３１…封止部
１３２…封止部の端部
【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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