(57)【要約】【課題】電池全体の重量を増加させることなく電磁シールド可能な電池を提供する。【解決手段】樹脂フィルム（８）と金属フィルム（７）とを貼り合わせて層状にした樹脂−金属複合フィルム（６）を外装材としてこの樹脂−金属複合フィルム（６）で電池要素（２）の外周に余裕代部（６ａ）をはみ出させて電池要素（２）を被覆すると共に、外周にはみ出させた上下の余裕代部（６ａ）を熱融着で接合することにより電池要素（２）を外装材の内側に収納して密封するようにした電池（１）において、熱融着で接合された部位（１０）に導電部材（２１）を貫通させると共にこの導電部材（２１）をアースに接続する。【選択図】図１Ｂ
2012028023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムと金属フィルムとを貼り合わせて層状にした樹脂−金属複合フィルムを外装材としてこの樹脂−金属複合フィルムで電池要素の外周に余裕代部をはみ出させて電池要素を被覆すると共に、
外周にはみ出させた上下の余裕代部を熱融着で接合することにより電池要素を外装材の内側に収納して密封するようにした電池において、
前記熱融着で接合された部位に導電部材を貫通させると共にこの導電部材をアースに接続することを特徴とする電池。
【請求項２】
前記熱融着で接合された部位が少なくとも３つの辺を有する枠状であり、いずれか１つの辺より前記外装材の外側に取り出される強電タブまたは電圧検出用端子を備え、
強電タブまたは電圧検出用端子が取り出される部位が属する辺に前記導電部材を貫通させることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記導電部材は、ピン部とこのピン部の径より大きい径を有する頭部とからなり、
前記熱融着で接合された部位を貫通するピン部の外周に、前記導電部材を貫通させる向きとは逆向きにこのピン部が移動することを阻止する抜け止め部を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記１つの頭部に対して前記ピン部を少なくとも２つ有することを特徴とする請求項３に記載の電池。
【請求項５】
前記熱融着で接合された部位の両面から前記導電部材を貫通させることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の電池。
【請求項６】
外部機器に前記強電タブを接続する電磁シールド付き強電配線を備え、
この電磁シールド付き強電配線内のアース配線に前記導電部材を接続することを特徴とする請求項２から４までのいずれか一つに記載の電池。
【請求項７】
前記電磁シールド付き強電配線を前記強電タブに接続する部位と、前記導電部材を前記電磁シールド付き強電配線内のアース配線に接続する部位とを同一の端子台に構成したことを特徴とする請求項６に記載の電池。
【請求項８】
電池を固定するケースが樹脂製の筐体であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の電池。
【請求項９】
前記電池要素は単電池を複数積層した双極型二次電池要素であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電池、特に積層型の組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング作動を行う電気回路に接続された電池パック１０を有する車両用電源装置において、フロアパネル１４をノイズシールド部材とするものが記載されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９４０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、ノイズシールド機能を有する金属製筐体の一部をフロアパネルで置き換えているだけのものである。つまり、電池本体より外側に電磁シールドを行うための金属製筐体が必要であることに変わりなく、金属製筐体を含めた電池全体の重量増加や大型化を招いてしまう。
【０００５】
そこで本発明は、電池全体の重量を増加させることなく電磁シールド可能な電池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】
【０００６】
本発明は、樹脂フィルムと金属フィルムとを貼り合わせて層状にした樹脂−金属複合フィルムを外装材としてこの樹脂−金属複合フィルムで電池要素の外周に余裕代部をはみ出させて電池要素を被覆すると共に、外周にはみ出させた上下の余裕代部を熱融着で接合することにより電池要素を外装材の内側に収納して密封するようにした電池を前提として、前記熱融着で接合された部位に導電部材を貫通させると共にこの導電部材をアースに接続するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外装材としての金属フィルムが電磁シールドの機能を有することとなるので、金属製筐体によるアースを形成する必要がなくなる。これによって軽量かつコンパクトな電池を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態の強電タブが取り出されている部位でみた組電池の概略縦断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池の概略縦断面図である。
【図２】第１実施形態の組電池の概略平面図である。
【図３】組電池をモータの電源とする電気配線図である。
【図４】第２実施形態の組電池の概略平面図である。
【図５】第３実施形態の組電池の概略平面図である。
【図６】第４実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池の概略縦断面図である。
【図７】第５実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池の概略縦断面図である。
【図８】第５実施形態の抜け止め部の詳細図である。
【図９】第６実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池の概略縦断面図である。
【図１０】第６実施形態の導電部材の詳細図である。
【図１１】第７実施形態の組電池の概略縦断面図である。
【図１２】第７実施形態の導電部材とアース線との接続方法を示す概略図である。
【図１３Ａ】第８実施形態の組電池の概略縦断面図である。
【図１３Ｂ】第８実施形態の組電池の概略縦断面図である。
【図１４】組電池の一部を拡大して示す第９実施形態の概略斜視図である。
【図１５】実施例の双極型電極の平面図、裏面図及び断面図である。
【図１６】シール部前駆体が塗布された状態を説明するための実施例の双極型電極の平面図、断面図である。
【図１７】セパレータにより覆われた状態を説明するための実施例の双極型電極の平面図、断面図である。
【図１８】実施例の電池要素の縦断面図である。
【図１９】実施例の組電池の縦断面図である。
【図２０】実施例の組電池の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいて実施形態を説明する。以下の図面では、発明の理解を容易にするため、積層型電池を構成する要素などの各層の厚さや形状を誇張して示しているところがある。実寸に応じた縮尺となっているわけではない。なお、積層型電池は少なくとも２つの単電池を積層して構成した電池であるが、少なくとも２つの単電池を組み合わせた電池、つまり組電池でもある。
【００１０】
（第１実施形態）
図１Ａ、図１Ｂは本発明の第１実施形態の組電池１の概略縦断面図、図２は第１実施形態の組電池１の概略平面図である。なお、図１Ａ、図１Ｂにおいては各部材の間に間隙があるかのように記載しているが、これは見易くするためであって実際に各部材の間に間隙が設けられているわけはでない。図２に示したように組電池の周囲には強電タブ４、５が取り出されている部位と強電タブ４、５が取り出されていない部位とが存在する。図１Ａは強電タブ４、５が取り出されている部位でみた概略断面図、図１Ｂは強電タブ４、５が取り出されていない部位でみた概略断面図である。
【００１１】
図１Ａ、図１Ｂにおいて、全体として矩形かつ平板状に形成されている双極型二次電池要素３を上下方向に３つ積層することで、１つの塊としての電池要素２が構成されている。図１Ａに示したように電池要素２の最上段と最下段には、一対の強電タブ４、５が接続され、一方の強電タブ４は右側に、もう一つの強電タブ５は左側に取り出されている。
【００１２】
図２は図１Ａとは正確に対応するものでない。すなわち、図１Ａでは、一対の強電タブ４、５は左右に取り出されているが、図２では、強電タブ４、５はいずれも左側から取り出されている。
【００１３】
図１Ａに示す組電池１は、後述する図１９に示す組電池１を簡略化して示している。実際には図１Ａに示す組電池１は図１９のように８つの双極型二次電池要素４５を上下方向に積層したものである。図１Ａでは簡略化のため３つの双極型二次電池電池要素４５を積層したものを示している。図１Ａに示す双極型二次電池要素３は、図１９に示す双極型二次電池要素４５と同じものである。
【００１４】
図１９に示す１つの双極型二次電池要素４５は、図１８で後述するように単電池４１を１２個上下方向に積層した（直列に接続した）ものである。なお、図１８も簡単のため、双極型電極を上下方向に５枚積層することで単電池４１が４個直列に接続された双極型二次電池要素４５を示している。１つの単電池４１は、隣り合う２つの集電体３２、３２の間の要素、つまり負極３４と、ゲル電解液を染み込ませているセパレータ３６と、正極３３との３つの要素から構成されている。
【００１５】
図１Ａ、図１Ｂに戻り一対の強電タブ４、５及び電池要素２の全体は上下より電池の外装材で被覆されている。ここでは、外装材として、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）のフィルム７と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂（絶縁体）のフィルム８とを接合した樹脂−金属複合ラミネートフィルム６を用いている。この樹脂−金属複合ラミネートフィルム６で上方より電池要素２及び一対の強電タブ４、５の全体を、電池要素２の外周に余裕代部６ａをほぼ均等にはみ出させて被覆すると共に、下方にも上方の樹脂−金属ラミネートフィルム６と同じ幅の余裕代部６ａを電池要素２の外周にほぼ均等にはみ出させて被覆し、外周にはみ出させた上下の余裕代部６ａを熱融着で接合することにより、一対の強電タブ４、５及び電池要素２を外装材の内側に収納し密封する。このように、熱融着で接合する部分を、以下「熱融着部」１０という。熱融着部１０を一点鎖線の円で示している。
【００１６】
樹脂フィルム８に加えて金属フィルム７でも電池要素２及び一対の強電タブ４、５の全体を被覆するのは、外装材の内部に水（水分）が侵入すると電池性能を阻害するので、そうならないようにするためである。このため上下の余裕代部６ａを熱融着する際には、外装材の内部の空気を抜くことが好ましい。空気を抜く理由は、空気は水分を含んでいるためである。なお、一対の強電タブ４、５は熱融着部１０で外装材に挟まれて樹脂−金属複合ラミネートフィルム６の外部に露出させている。
【００１７】
さて、組電池１は、例えば図３に示したようにモータ１１（電気自動車やハイブリッド自動車に用いられる）の電源として用いられる。この場合、インバータ１２のようなスイッチング作動を行う電気回路など、外部機器によって組電池１からの直流出力が交流に変換されたり組電池１からの電流が制御されたりすることから、インバータ１２、インバータ１２を制御する制御装置（図示しない）、組電池１、インバータ１２と組電池１との間を接続する強電配線１３、１４などから電磁波が放散される。この電磁波の放散を防止するため、各部品に電磁シールドを行う必要がある。なお、外部機器としてインバータ１２を挙げたが、インバータ以外でもスイッチングを行う外部機器には本発明の適用があることはいうまでもない。
【００１８】
例えばインバータ１２と組電池１との間を接続する強電配線は、電磁波の放散を防止するため電磁シールド付き強電配線１３、１４とされている。電磁シールド付き強電配線にはいろいろなタイプがあり、いずれのタイプでもかまわない。ここでは、中心にある導線１５を絶縁材１６で被覆しその絶縁材１６さらに銅やアルミニウムなどの電気抵抗の小さな金属で編んだ金網層１７によって被覆したものであるとする。このような電磁シールド付き強電配線１３、１４では最外側の金網層１７にアース線１８が接続され、アースされることとなる。
【００１９】
本発明では、特に組電池１に電磁シールドを行う場合を扱う。組電池１は、外装材として樹脂−金属複合ラミネートフィルム６を用いることで、非常に簡便かつ軽量コンパクトとなっている。電磁シールド構造を形成するためとはいえ、組電池１の全周をさらに金属製筐体を配置することによって電磁シールドを行うのでは、結果的に組電池１を含めた全体の重量が増加してしまう。
【００２０】
また、電磁シールドのためのアースを金属製筐体に固定した場合には、組電池１を自動車などの用途に用いたときに、振動による接続信頼性が要求される。
【００２１】
そこで本発明は、電池の外装材として用いている樹脂−金属複合ラミネートフィルム６に含まれる金属フィルム７を金属製筐体の機能を有するものとして機能させ、この金属フィルム７をアースに接続する。金属フィルム７は、もともと外装材の内部に水分が入らないようにするものであるが、本発明では、この金属フィルム７に電磁シールドを行う機能を新たに付加するのである。電磁シールドは、基本的に電磁波を放散する対象（ここでは組電池１）を金属部材で被覆することによって果たされる。この意味で金属フィルム７はこの条件を満たすことから本発明を発想したものである。
【００２２】
金属フィルム７とアース線２５とを接続するについては、次のようにする。すなわち、図１Ｂに示したように強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０にピン状の導電部材２１を上方から下方に向けて貫通させる。頭部２２があるので、勢いよく貫通させてもピン部２３が下方に抜けてしまうことはない。この逆に導電部材２１を下方から上方に向けて貫通させてもかまわない。なお、導電部材を貫通させることができない熱融着部には、強電タブ４、５が取り出されている部位の熱融着部１０のほか、電圧検出用端子が取り出されている部位の熱融着部１０がある。このため、以下では特に断らない限り「強電タブが取り出されている部位」には「電圧検出用端子が取り出されている部位」が含まれているものとし、「強電タブが取り出されていない部位」には「電圧検出用端子が取り出されていない部位」が含まれているものとする。
【００２３】
導電部材２１は頭部２２と先端が尖った（鋭利な）ピン部２３とからなっている。図１Ｂに示したように強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０では、上方より金属フィルム７、樹脂フィルム８、樹脂フィルム８、金属フィルム７の順に４層になって重なっているので、ピン状の導電部材２１を上方より貫通すると、上下の金属フィルム７、７とピン部２３とが導体同士で接触する。この接触部位が導電接続点を形成する。
【００２４】
この上下２枚の金属フィルム７、７と接触した導電部材２１にアース線２５の一端（図１Ｂで左端）を接続する。アース線２５の他端（図１Ｂで右端）は、アース線の他端と車体（図示しない）とをボルト締めすることによってアース線２５を車体に固定する。ボルト締めすることによって固定するのは、組電池１を車体より着脱可能とするためである。
【００２５】
このように第１実施形態によれば、外装材としての金属フィルム７が電磁シールドの機能を有することとなるので、金属製筐体によるアースを形成する必要がなくなり、軽量かつコンパクトな組電池１を形成できる。
【００２６】
また、外装材へのアース接続箇所は、熱融着部１０（熱融着で接合された部位）であるので、外装材内部の気密性を維持しつつ、効果的にアースを形成することができる。
【００２７】
また、上下より２つの樹脂―金属複合フィルム６、６が接合する部位である熱融着部１０に先端の尖った（鋭利な）導電部材２１を貫通させるだけで、導電部材２１と金属フィルム７とで導電接続点を形成することができる。
【００２８】
また、第１実施形態によれば、電池要素２は単電池を複数積層した双極型二次電池要素３であるので、双極型二次電池の構造メリットである軽量かつコンパクトのままで、電磁シールドを行うことができる。
【００２９】
（第２、第３実施形態）
図４、図５は第２、第３の実施形態の組電池１の概略平面図で、第１実施形態の図２と置き換わるものである。図２と同一部分には同一番号を付している。実施形態では双極型二次電池要素３が全体として矩形かつ平板状に形成されているために熱融着部１０が図４、図５に示したように４つの辺を有する枠状となっている。そして、いずれか１つの辺より外装材の外側に強電タブまたは電圧検出端子が取り出されている。しかしながら、双極型二次電池要素３の形状いかんで、熱融着部１０が３つや５つの辺を有する枠状となり得る。要は、熱融着部１０の平面形状は４つの辺を有する枠状に限定されるものでなく、少なくとも３つの辺を有する枠状であればかまわない。図４、図５に示したように熱融着部１０は、上辺（上側で左右方向の辺）、下辺（下側で左右方向の辺）、右辺（右側で上下方向の辺）、左辺（左側で上下方向の辺）の４つからなっている。
【００３０】
第２実施形態は、導電部材２１のピン部２３を貫通させる熱融着部１０の位置を様々に相違させたものである。第１実施形態では導電部材２１のピン部２３を貫通させる熱融着部１０の位置を右枠の右上としているが（図２参照）、導電部材２１のピン部２３を貫通させる熱融着部１０の位置は、図４に示したように熱融着部１０であれば上枠、下枠、右枠、左枠のどの位置でも基本的にかまわない。
【００３１】
第３実施形態は、熱融着部１０のうち強電タブ４、５が取り出されている部位が属する辺あるいは電圧検出用端子２６が取り出されている部位が属する辺に導電部材２１のピン部２３を貫通させるようにしたものである。すなわち、図５（ａ）、（ｂ）では一対の強電タブ４、５が取り出されている部位が属する左辺に、図５（ｃ）では電圧検出用端子２６が取り出されている部位が属する右辺に導電部材２１のピン部２３を貫通させている。ここで、電圧検出用端子２６は単電池ごとの電圧を検出するための端子である。
【００３２】
第３実施形態によれば、４つの辺を有する枠状の熱融着部１０（熱融着で接合された部位）のうち強電タブ４、５または電圧検出用端子２６が取り出される部位が属する辺に導電部材２１を貫通させるので、導電部材２１の物理的なアンカー効果により、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ４、５または電圧検出用端子２６が取り出される部位が属する辺の接合強度を高めることができる。
【００３３】
熱融着部１０では、熱融着した上下２枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６、６がはがれまいとする力によってシールしている。これに対して導電部材２１を熱融着部１０に貫通させると、ピン部２３と上下２枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６、６との間に生じる摩擦力が上記のはがれまいとする力に加わる。つまり、当該摩擦力は熱融着している状態を維持させる力として働く。この当該摩擦力が熱融着している状態を維持させる力として働くことが、導電部材２１の物理的なアンカー効果のことである。
【００３４】
（第４実施形態）
図６は第４実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池１の概略縦断面図で、第１実施形態の図１Ｂと置き換わるものである。図１Ｂと同一部分には同一番号を付している。
【００３５】
第４実施形態は、図１Ｂに示される第１実施形態と外装材が異なるものである。すなわち、第４実施形態の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６は、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）のフィルム７と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂（絶縁体）のフィルム８と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂（絶縁体）のフィルム９とを接合している。つまり、金属フィルム７を２つの樹脂フィルム８、９で両側から挟持した３層構造となっている。
【００３６】
両側の２つの樹脂フィルム８、９としては膨張率が同じものを用いている。金属フィルムと樹脂フィルムとは膨張率が大きく異なる。樹脂フィルムと金属フィルムとを貼り合わせて２層の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６を作るには、両者を接着剤で貼り付けることになるが、金属フィルムと樹脂フィルムとで膨張率が大きく異なるため、貼り合わせた後の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６は丸まってしまい、作業性が悪いものとなる。一方、第４実施形態の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６は、金属フィルム７を等膨張率の２つの樹脂フィルム８、９でサンドイッチして貼り合わせた３層のフィルムであるので、樹脂−金属複合ラミネートフィルム６が丸まることがなく作業性の良いものとなっている。
【００３７】
第４実施形態においても、強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０に導電部材２１を貫通させる。第４実施形態の作用効果は、第１実施形態の作用効果と同じである。
【００３８】
第４実施形態の外装材は、第１実施形態と相違して、表面に樹脂フィルム９、９が露出している。このように樹脂フィルム９、９が表面に露出している樹脂−金属複合ラミネートフィルム６の場合でも、熱融着部１０に先端の尖った（鋭利な）導電部材２１を貫通させるだけで、導電部材２１と内部の２枚の金属フィルム７、７とを容易に導通させることができる。
【００３９】
（第５実施形態）
図７は第５実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池１の概略縦断面図で、第４実施形態の図６と置き換わるものである。図６と同一部分には同一番号を付している。
【００４０】
第５実施形態は、導電部材２１のピン部２３が熱融着部１０から抜けないように導電部材２１のピン部２３に先端の尖った抜け止め部２４（「返し」といわれる）を設けたものである。抜け止め部２４の形状としては、図８に示したような態様が考えられる。すなわち、図８（ａ）は図７の導電部材２１を拡大したもので、ピン部２３の左右に１つずつ先端の尖った抜け止め部２４を設けている。
【００４１】
一方、図８（ｂ）はピン部２３の片側にのみ１つの抜け止め部２４を設けたもの、図８（ｃ）は右斜め上に向けて尖った抜け止め部２４を上下方向に２つ並べてピン部２３の片側に設けたもの、図８（ｄ）は図８（ｃ）に対してさらに左斜め上に向けて尖った抜け止め部２４を上下方向に２つ並べてピン部２３の反対側にも設けたものである。
【００４２】
ピン部２３の外周に抜け止め部２４を設けた理由は導電部材２１の物理的なアンカー効果を高めるためである。すなわち、ピン部２３が貫通させた方向と逆向きに移動しようとしても。そのピン部２３の移動を抜け止め部２４が阻止する。言い換えると、摩擦力に加えて、ピン部２３の移動を抜け止め部２４が阻止する力が熱融着している状態を維持させる力として働くのである。
【００４３】
第５実施形態によれば、導電部材２１は、ピン部２３とこのピン部２３の径より大きい径を有する頭部２２とからなり、熱融着部１０（熱融着で接合された部位）を貫通するピン部２３の外周に、導電部材２１を貫通させる向きとは逆向きにこのピン部２３が移動することを阻止する抜け止め部２４を少なくとも１つ有するので、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ４、５が取り出される部位の近くの熱融着部１０（熱融着で接合された部位）の接合強度が、当該抜け止め部２４を有していない導電部材２１の場合よりも大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することができる。
【００４４】
（第６実施形態）
図９は第６実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池１の概略縦断面図で、第４実施形態の図６と置き換わるものである。図６と同一部分には同一番号を付している。
【００４５】
第６実施形態は、導電部材２１を１つの頭部２２とこの頭部２２から林立する複数のピン部２３とから構成し、導電部材２１の全体として剣山のような形状としたものである。具体的には、図９に示したように、導電部材２１には１つの頭部２２から３つのピン部２３、２３、２３が一列で下方に向けて林立している。この３つのピン部２３、２３、２３が一列に並んでいる形状の導電部材２１を、ピン部が下方となるようにして、強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０に上方から下方に向けて貫通させる。この逆に導電部材２１を下方から上方に向けて貫通させてもかまわない。
【００４６】
図１０は導電部材２１の他の態様を示したものである。一つの頭部２２から少なくとも２つのピン部２３を林立させるものであればよい。図１０（ａ）に示した導電部材２１では１つの頭部２２から一列に１０個のピン部２３を林立させている。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示した導電部材２１では、１つの頭部２２から平面的に複数のピン部２３を林立させている。
【００４７】
導電部材２１とアース線２５との接続方法としては、図１０（ａ）に示したようにする。すなわち、頭部２２とアース線２５とをボルト２６とナット２７を締結することにより頭部２２とアース線２５とを接続する。ボルト２６とナット２７を外して取り去ることにより頭部２２とアース線２５とを非接続状態とする。このような接続方法としたのは、組電池１及び導電部材２１を車体から着脱可能とするためである。
【００４８】
１つの頭部２２に対してピン部２３を複数にした理由は、導電接続点を増やしかつ導電部材２１の物理的なアンカー効果を高めるためである。すなわち、１つの頭部２２に対してピン部２３が複数になると、ピン部が一つのみの場合よりも導電接続点の数が複数倍となる。また、複数のピン部２３と上下２枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム６、６との間の摩擦力は、１つの頭部２２に対して１つのみのピン部２３の場合よりも大きくなる。この大きくなった摩擦力が熱融着している状態を維持させる力として働く。なお、第６実施形態の図９においても、強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０に導電部材２１を貫通させている。
【００４９】
第６実施形態によれば、１つの頭部２２に対してピン部２３を少なくとも２つ有するので、１つの頭部２２に対してピン部２３を１つしか有しない場合よりも多くの導電接続点を形成することができ、かつ比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ４、５または電圧検出用端子２６が取り出される部位の近くの熱融着部１０（熱融着で接合された部位）の接合強度が大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することができる。
【００５０】
（第７実施形態）
図１１は第７実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池１の概略縦断面図で、第６実施形態の図９と置き換わるものである。図９と同一部分には同一番号を付している。
【００５１】
第７実施形態は、図９に示した導電部材２１を２つ用意し、強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０に対して、上方から一方の導電部材２１をピン部２３を下方に向けて、下方から他方の導電部材２１をピン部２３を上方に向けて持ち、これら上下２つの導電部材２１、２１を当該熱融着部１０に貫通させるようにしたものである。この場合、上方からのピン部２３と下方からのピン部２３とが互い違いに位置するようにピン部２３とピン部２３の間の間隔を定めておく。
【００５２】
第７実施形態において、上下２つの導電部材２１、２１を区別するときには、上方にある導電部材を「第１導電部材２１Ａ」、下方にある導電部材を「第２導電部材２１Ｂ」というものとする。
【００５３】
上方２つの導電部材２１、２１とアース線２５との接続方法として、他の態様を図１２に示している。ただし、図１２は導電部材単独で示し、熱融着部は省略して示していない。
【００５４】
詳細には、図１２（ａ）では、第１導電部材２１Ａの頭部２２とアース線２５の一端（図で左端）とをボルト２６とナット２７で締結することにより第１導電部材２１Ａの頭部２２とアース線２５とを接続する。ボルト２６とナット２７を外して取り去ることにより第１導電部材２１Ａの頭部２２とアース線２５とを非接続状態とすることができる。
【００５５】
図１２（ｂ）では、第１導電部材２１Ａの右端に、スナップ部材３１の雌部材３３を、第２導電部材２１Ｂの右端にスナップ部材３１の雄部材３２を取り付けておき、スナップ部材３１で第１導電部材２１Ａと第２導電部材２１Ｂを着脱し得るようにしている。
【００５６】
スナップ部材３１は、雄部材３２と雌部材３３とからなり、第２導電部材２１Ｂの頭部２２に取り付けてある雄部材３２が、第１導電部材２１Ａの頭部２２に取り付けてある雌部材３３にはまり込むことによって第１導電部材２１Ａと第２導電部材２１Ｂとが固定される。また、雄部材３２を雌部材３３から離脱させることによって第１導電部材２１Ａと第２導電部材２１Ｂとの係合を解くことができる。
【００５７】
このように第１、第２の２つの導電部材２１Ａ、２１Ｂを着脱可能としているスナップ部材３１の材質は樹脂、金属のいずれでもかまわない。スナップ部材３１の材質が樹脂であるときには、アース線２５の一端（図１２（ｂ）で左端）は第１導電部材２１Ａの頭部２２に接続する。スナップ部材３１の材質が金属であるときにはアース線２５の一端（図１２（ｂ）で左端）をスナップ部材３１に接続することができる。
【００５８】
第７実施形態によれば、強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０（熱融着で接合された部位）の上下の両面から第１、第２の導電部材２１Ａ、２１Ｂを貫通させるので、熱融着部１０（熱融着で接合された部位）の片面から導電部材２１を貫通させる場合よりも多くの導電接続点が形成されるほか、上下方向からの圧着構造を形成することが可能となることから、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ４、５が取り出される部位の近くの熱融着部１０（熱融着で接合された部位）の接合強度が大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することが可能になる。
【００５９】
（第８実施形態）
図１３Ａは第８実施形態の強電タブが取り出されている部位でみた組電池１の概略縦断面図、図１３Ｂは第８実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池１の概略縦断面図である。第８実施形態でも図１３Ｂに示したように強電タブ４、５が取り出されていない部位の熱融着部１０にピン状の導電部材２１を上方から下方に向けて貫通させている。図１３Ｂは第４実施形態の図６と置き換わるものである。図３、図６と同一部分には同一番号を付している。
【００６０】
第８実施形態は、インバータ１２のようなスイッチング作動を行う電気回路など、外部機器に接続する２本の電磁シールド付き強電配線１３、１４内のアース配線（つまり金網層１７）に導電部材２１を接続するようにしたものである。すなわち、図１３Ａに示したように、２本の電磁シールド付き強電配線１４、１５は、各一端（図で下端）が強電タブ４、５に、各他端（図で上端）が図示しないインバータ１２に接続されている。そして、２本の電磁シールド付き強電配線１４、１５は各金網層１７、１７が１本のアース線１８を介してアースされている。図１３Ｂに示したように、導電部材２１に接続されるアース線２５をこのアース線１８に接続する。
【００６１】
組電池１と２本の電磁シールド付き強電配線１４、１５とを個々にアースするとループ電流が流れることがあるが、第８実施形態では、組電池１と２本の電磁シールド付き強電配線１４、１５とを一箇所でアースするので、ループ電流を回避して電磁シールド効果を上げることができる。
【００６２】
第８実施形態によれば、外部機器に強電タブ４、５を接続する電磁シールド付き強電配線１４、１５を備え、この電磁シールド付き強電配線１４、１５の金網層１７（電磁シールド付き強電配線内のアース配線）に導電部材２１を接続するので、電磁シールド付き強電配線のアース線１４、１５と組電池１のアース線２５とを同電位とすることが可能になり、電磁シールド付き強電配線１４、１５と組電池１とを個々にアースする場合よりも組電池１から発生する電磁波ノイズ（電磁波の放散）をより効率的に除去できる。
【００６３】
（第９実施形態）
図１４は組電池１のうち一方の強電タブ（例えば強電タブ４）の外装材からの取り出し付近を拡大して示す第９実施形態の概略斜視図である。第４実施形態の図６と同一部分には同一番号を付している。第９実施形態では、２つの導電部材２１、２１を用いている。両者を区別するときには図１４において右上にある導電部材を「第３導電部材２１Ｃ」、左下にある導電部材を「第４導電部材２１Ｄ」というものとする。
【００６４】
第９実施形態は、図１３Ａ、図１３Ｂに示した第８実施形態を前提として電磁シールド付き強電配線の強電タブへの接続と、導電部材２１のアースとを一体で行うようにしたものである。
【００６５】
絶縁材料（例えばプラスチック）で形成した端子台３１に、所定の幅を置いて第３導電部材２１Ｃ、第４導電部材２１Ｄをピン部２３が上を向くようにして予め固定しておくと共に、第３、第４の導電部材２１Ｃ、２１Ｄをアース線２５で互いに接続しておく。アース線２５は端子台３１の上に塗布等することより形成する。図１４ではアース線２５はコの字状に形成されている。
【００６６】
この端子台３１を、強電タブ４（強電タブの一方）が取り出されている部位の熱融着部１０を挟んで第３、第４の導電部材２１Ｃ、２１Ｄがくるように、かつ熱融着部１０の下方となるように端子台３１を配置し、強電タブ４が取り出されている部位の両側の熱融着部１０に第３、第４の導電部材２１Ｃ、２１Ｄを下方より上方に向けて貫通させる。その後には、電磁シールド付き強電配線１５の一端（図１４で左端）を強電タブ４に接続すると共に、電磁シールド付き強電配線１５の金網層１７をアース線２５に接続する。なお、強電タブ４を上下方向に貫いている円柱状部材は共締め用のボルト３２である。
【００６７】
図示しないが、図１４と同様にして、他方の強電タブ５に電磁シールド付き強電配線１４を接続する部位と、２つの導電部材を電磁シールド付き強電配線１４の金網層１７（電磁シールド付き強電配線内のアース配線）に接続する部位とを同一の端子台に構成する。
【００６８】
第９実施形態によれば、電磁シールド付き強電配線１４、１５を前記強電タブ４、５に接続する部位と、導電部材２１を電磁シールド付き強電配線１４、１５の金網層１７（電磁シールド付き強電配線１４、１５内のアース配線）に接続する部位とを同一の端子台３１に構成した。これによって、図１４に示したように１つの端子台３１で強電接続（強電タブ４と電磁シールド付き強電配線１４の接続）と組電池１のアース接続の両方を同時に行わせることが可能になり、非常に簡便にアース接続を行うことができる。
【００６９】
（実施例）
双極型二次電池（積層型電池）の組電池による評価を次のように行った。
【００７０】
＜双極型電極の作製＞
[正極層作成］
正極活物質としてＬｉＭｎ２０４を８５ｗｔ％、 導電助剤としてアセチレンブラックを５ｗｔ％、 バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を１０ｗｔ％の比で混合して正極スラリーを作製した。スラリー粘度調整溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を塗布工程に最適な粘度になるまで添加した。
【００７１】
厚さ２０μｍのＳＵＳ箔からなる集電体３２の片面に上記正極スラリーを塗布し乾燥させて３０μｍの電極層の正極３３を形成した。
【００７２】
[負極層作成］
負極活物質としてハードカーボンを９０ｗｔ％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を１０ｗｔ％の比で混合して負極スラリーを作製した。スラリー粘度調整溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を塗布工程に最適な粘度になるまで添加した。
【００７３】
正極３３を塗布したＳＵＳ箔の集電体３２の反対面に、上記負極スラリーを塗布し乾燥させて３０μｍの電極層の負極３４を形成した。ＳＵＳ箔の集電体３２の両面に正極３３と負極３４がそれぞれ形成されることにより、双極型電極３１が形成された。
【００７４】
双極型電極３１を１６０×１３０ｍｍの大きさに切り取り、正極３３、負極３４ともに外周部は１０ｍｍを剥がしとることにより、ＳＵＳ箔の集電体３２表面を露出させた。これにより、電極面の広さが１４０×１１０ｍｍであり、外周部に１０ｍｍのＳＵＳ箔の集電体３２が露出した双極型電極３１を作製した。図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に双極型電極３１の平面図、裏面図及び断面図を示している。
【００７５】
＜電解質層の形成＞
電解液として混合比１：１のポリエチレンカーボネート（ＰＣ）−エチレンカーボネート（ＥＣ）を１ＭＬ含んだＬｉＰＦ６を９０ｗｔ％（沸点は２４２℃）、ホストポリマーとして、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）コポリマーを１０％含む、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）−ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を１０ｗｔ％の比で混合して電解液を作製した。
【００７６】
粘度調製溶媒としてジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を塗布工程に最適な粘度になるまで添加し、プレゲル電解質を作製した。このプレゲル電解質を集電体３２両面の正極３３、負極３４の各電極部に塗布しジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を乾燥させることでゲル電解質の染み込んだ双極型電極３１を完成させた。
【００７７】
＜シール部前駆体の形成＞
正極３３の外周部の電極未塗布部分である集電体周縁部３２ａにディスペンサを用いて、図１６のようにシール部前駆体３５を塗布した。シール部前駆体３５として１液性未硬化エポキシ樹脂を用いた。ここで、図１６（ａ）、（ｂ）はシール部前駆体３５が塗布された状態を説明するための双極型電極３１の平面図、断面図である。
【００７８】
次に、１７０×１４０ｍｍのセパレータ３６（ポリエチレンセパレータ：１２μｍ、融点：１３４℃）を正極側にＳＵＳ箔の集電体３２のすべてを覆うように設置した。なお、セパレータ３６は多孔質状あるいはスポンジ状であり、セパレータ３６にも上記のゲル電解液を染み込ませている。
【００７９】
その後、セパレータ３６の上から電極未塗布部分（前記シール部前駆体３５を塗布した部分と同じ部分）である集電体周縁部３２ａにディスペンサを用いて、図１７のように重ねてシール部前駆体３５（１液性未硬化エポキシ樹脂）を塗布した。図１７（ａ）、（ｂ）はセパレータ３６により覆われた状態を説明するための双極型電極３１の平面図、断面図である。
【００８０】
＜積層工程＞
図１７のように作製した双極型電極３１を上下方向に１３枚重ねることで単電池が上下方向に１２個積層された双極型電池構造体を作製した。
【００８１】
＜双極型電池のプレス＞
上記の双極型電池構造体を熱プレス機５１により面圧１ｋｇ/ｃｍ２、８０℃で１時間熱プレスすることにより、未硬化のシール部（エポキシ樹脂）を硬化した。この工程によりシール部を所定の厚みまでプレス、さらに硬化を行うことが可能になる。図１８に示したように双極型電池構造体に対する上下からの熱プレスによってシール部前駆体３５によりシール部４２が形成されている。以上で、１２個の単電池４１が直列接続された、１つの塊としての双極型二次電池要素４５を完成させた。ここで、図１８は双極型二次電池要素４５の縦断面図である。
【００８２】
なお、図１８には簡単のため、双極型電極３１を上下方向に５枚重ねることで単電池４１が４個直列接続された双極型二次電池要素４５を示している。図１８に示したように１つの単電池４１は、隣り合う２つの集電体３２、３２の間の要素、つまり負極３４と、ゲル電解液を染み込ませているセパレータ３６と、正極３３とから構成されている。
【００８３】
＜パッケージング工程＞
上記方法で作成した双極型二次電池電池要素４５を、図１９、図２０に示したように、さらに８個直列に重ね合わせたものを一塊としての電池要素４７とし、この電池要素４７の上下に一対の強電タブ４、５を配置し、この一対の強電タブ４、５と８個の双極型二次電池電池要素４５の全体を外装材を用いて密封することにより、モータ駆動用の双極型二次電池の組電池１（平均電圧３６０Ｖ）を完成させた。ここで、図１９は双極型二次電池の組電池１の概略縦断面図、図２０は双極型二次電池の組電池１の概略平面図である。
【００８４】
このようにして完成した双極型二次電池の組電池１（以下単に「組電池」ともいう。）に対してアース形状を次の表１のような組み合わせで行った。そして、表１のように比較例１、２及び実施例１〜６の組電池１の重量測定を実施し、各アース形状での重量比較を行った。
【００８５】
【表１】
2012028023.tif 000003
【００８６】
比較例１の組電池は、外装に樹脂−アルミ複合ラミネートフィルム（表１では「アルミラミネートフィルム」で略記）に代えてステンレスの金属製筐体を用いた。また、比較例２の組電池は外装に樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを用いているが、アースを取るためにさらにステンレスの金属製筐体で覆ったものである。
【００８７】
上記比較例１の組電池と実施例１〜５の組電池（双極型二次電池）の組電池重量を比較すると、実施例１〜５の組電池（双極型二次電池）は非常にコンパクトかつ軽量である。しかし、比較例２の組電池のように、金属製筐体（ステンレス）で覆い、電磁シールドを形成すると、樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを外装材とするメリットが半減することがわかる。
【００８８】
また、比較例２の組電池と実施例６のプラスチック製筐体を含めた組電池の組電池重量を比較すると、樹脂-アルミ複合ラミネートフィルムで電磁シールドを形成し、プラスチック製筐体で組電池を固定した実施例６のほうが重量が比較例２より大幅に軽くなることもわかった。このように実施例６の組電池によれば、組電池を固定するケースが；プラスチック製（樹脂製）の筐体であるので、軽量で耐振動性能の高い組電池を形成することができる。
【００８９】
したがって、実施例１〜５のように樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを外装材として用い、かつ樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちのアルミフィルム（金属フィルム）でアースを形成することで筐体を含めた組電池が大幅に軽量であることがわかった。
【００９０】
次に、上記実施例１〜５の組電池に対しアース線と樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムとの間の抵抗測定を実施した。さらに実施例１〜５の組電池に対し振動を長時間加え、その後にもう一度抵抗測定を行った。加振前の抵抗を１００％とし、加振後の抵抗（％）を次の表２にまとめた。なお、振動試験はしっかり固定した組電池に対して垂直の方向に振幅が３ｍｍで５０Ｈｚの単調な振動を２００時間加えることにより行った。
【００９１】
【表２】
2012028023.tif 000004
【００９２】
実施例１の組電池（図６参照）と実施例２の組電池（図７参照）を比較すると、ピン部２３の外周に抜け止め部２４を有することで振動に対して抵抗の増加が抑えられることがわかった。これは、抜け止め部２４が樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちの金属部（金属フィルム）に引っ掛かることで抵抗の増加を抑えられているものと考えられる。また、実施例１の組電池（図６参照）と実施例３の組電池（図９参照）を比較すると、導電部材２１が熱融着部の上下に２つ存在するほうが抵抗の増加が抑えられることがわかった。これは、樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムと導電部材との接触点が増えることで耐振動性能が向上しているものと考えられる。
【００９３】
さらに、実施例３の組電池（図９参照）と実施例４の組電池（図１１参照）を比較すると、熱融着部１０の両面から導電部材を貫通させて固定するアース形状のほうが、さらに抵抗増加を抑えられることがわかった。
【００９４】
実施例５の組電池（図１４参照）ではアース形状のベストな形を形成し、抵抗増加がさらに抑えられていると共に、電磁シールド付き強電配線のアースと樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちのアルミフィルム（金属フィルム）を接合することで、より簡易的な構成となっている。また、電力変換機（モータ）などのアースとも非常に短い距離でアースを形成することが可能となるので、電磁シールド性能がさらに高まる構成となった。
【００９５】
次に、図１９に示した電池要素４７の代わりにステンレス板で置き換えた、実施例１から実施例５までの組電池サンプルに対し、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置したもの、アース形状を強電タブ取り出し部が属さない辺に設置したものをそれぞれ作製した。ここで、「アース形状を設置する」とは、例えば図６に示したように先端の鋭利な導電部材を熱融着部に貫通させることである。
【００９６】
また、「強電タブ取り出し部のある辺」、「強電タブ取り出し部のない辺」について説明する。図２０において、熱融着部１０は四角の枠状である。この四角の枠状の熱融着部１０を４辺を有する単純な四角形に置き換えると、左右に走る２つの縦辺と上下方向に走る２つの横辺とからなる。図２０においては、左右の２つの縦辺から強電タブ４、５が取り出され、上下２つの横辺からは強電タブ４、５は取り出されていない。従って、「」強電タブ取り出し部のある辺」とは、左右の２つの縦辺のこと、「強電タブ取り出し部のない辺」とは、上下２つの横辺のことである。「辺」とはいっても実質的には熱融着部１０である。
【００９７】
この組電池サンプルの樹脂−アルミ複合ラミネートフィルム内にチューブを導入し、空気を送り込むことで内圧をあげて熱融着部が剥離し内圧が開放されたときの圧力を測定した結果を次の表３にまとめた。ただし、実施例１の組電池サンプルにアース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置したものに対して内圧が解放されたときの圧力を１００％として、そのほかの組電池サンプルの内圧が解放されたときの圧力を％で示した。
【００９８】
【表３】
2012028023.tif 000005
【００９９】
実施例１から実施例５までのどの組電池サンプルも、シール強度を維持することが難しい、強電タブ取り出し部が属する辺の熱融着部が開封し内圧が開放されていたが、どの実施例の組電池サンプルについても、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置している場合の方がアース形状を強電タブ取り出し部が属さない辺に設置している場合より内圧が高いところで開放されていた。この結果から、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置することで、シール強度を維持することが難しい強電タブ取り出し部が属する辺の接着強度が高まっていることがわかった。これは、アース形状を設置した、つまり図６に示したように先端の鋭利な導電部材を熱融着部に貫通したことによる、導電部材の物理的なアンカー効果により、比較的シール強度を維持することが難しい、強電タブ取り出し部が属する辺（熱融着部）の接合強度を高めているものと考えられる。
【符号の説明】
【０１００】
１  組電池
２  電池要素
３  双極型二次電池要素
４、５  強電タブ
６  樹脂−金属ラミネートフィルム
７  金属フィルム
８、９  樹脂フィルム
１０  熱融着部
２１  導電部材
２３  ピン部
２５  アース線
【図１Ａ】
2012028023.tif 000006
【図１Ｂ】
2012028023.tif 000007
【図２】
2012028023.tif 000008
【図３】
2012028023.tif 000009
【図４】
2012028023.tif 000010
【図５】
2012028023.tif 000011
【図６】
2012028023.tif 000012
【図７】
2012028023.tif 000013
【図８】
2012028023.tif 000014
【図９】
2012028023.tif 000015
【図１０】
2012028023.tif 000016
【図１１】
2012028023.tif 000017
【図１２】
2012028023.tif 000018
【図１３Ａ】
2012028023.tif 000019
【図１３Ｂ】
2012028023.tif 000020
【図１４】
2012028023.tif 000021
【図１５】
2012028023.tif 000022
【図１６】
2012028023.tif 000023
【図１７】
2012028023.tif 000024
【図１８】
2012028023.tif 000025
【図１９】
2012028023.tif 000026
【図２０】
2012028023.tif 000027