(57)【要約】【課題】電解液が漏洩した場合の安全性を向上させた二次電池を提供することである。【解決手段】二次電池１００は、正極１０及び負極２０を含む電極群４０と、電極群４０を収納する収納容器７０、収納容器７０の開口部７３を全周に亘って封口する封口体８０、封口体８０の外天面８１ａに形成された凹部、該凹部に設けられた安全弁８５を含む外装容器６０と、外装容器６０に直接充填された電解液と、を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極を含む電極群と、
該電極群を収納する収納容器と、該収納容器の開口部を全周に亘って封口する封口体と、該封口体の外天面に形成された凹部と、該凹部に設けられた安全弁とを含む外装容器と、
該外装容器に直接充填された電解液と、を備えた二次電池。
【請求項２】
前記凹部は前記収納容器の開口部の全面に対向して形成されることを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の二次電池を積層した組電池と、
該組電池を収容する筐体と、を備えた二次電池モジュール。
【請求項４】
前記組電池は前記凹部の上方に空間を有することを特徴とする請求項３記載の二次電池モジュール。
【請求項５】
前記空間は、前記筐体に形成された複数の棚にそれぞれ前記二次電池を配置することで形成されることを特徴とする請求項４記載の二次電池モジュール。
【請求項６】
前記電解液の気体を検知するセンサーと、
該センサーが検知した場合に電力系統を遮断するブレーカーと、を備えたことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の二次電池モジュール。
【請求項７】
前記電解液の気体を検知するセンサーと、
該センサーが検知した場合にその旨を報知する報知部と、を備えたことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の二次電池モジュール。
【請求項８】
前記組電池の下方に、前記センサーを備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の二次電池モジュール。
【請求項９】
前記筐体の対向する内側壁に渡って設けられ、前記センサーが取り付けられるとともに、前記電解液の気体が通過できる孔を有するセンサー取付部材を備えたことを特徴とする請求項８記載の二次電池モジュール。
【請求項１０】
前記組電池の下方に、漏洩した電解液を溜める受け皿を備えたことを特徴とする請求項３〜９の何れかに記載の二次電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及び複数の二次電池をモジュール化した二次電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、民生用の携帯電話機やポータブル電子機器、携帯情報端末などの急速な小型軽量化及び多機能化に伴い、その電源である電池について、小型軽量、高エネルギー密度、長期間繰り返し充放電可能などの条件を満たす二次電池が要求されている。これらの要求を満たす二次電池として、他の二次電池に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池が最も有望視されている。そして、より優れたリチウムイオン二次電池を開発すべく、様々な研究開発が行われている。
【０００３】
また、地球温暖化等の環境問題を踏まえて、太陽光発電システムや風力発電システム等で用いる電力貯蔵システムにリチウムイオン二次電池が利用されるようになってきている。さらに、ＣＯ2削減やエネルギー問題への対策として、低燃費で低排気ガスのハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）の普及に期待が高まっており、車載用電池をターゲットにしたリチウムイオン二次電池の開発及び製品化も進んでいる。
【０００４】
このように、リチウムイオン二次電池は、携帯機器のみならず、大型の動力用としての需要も高まっている。リチウムイオン二次電池を動力用や電力貯蔵システムで用いる場合、長時間の放電を可能にするために大容量化する必要があり、通常、単電池を複数個繋いだ組電池が使用されている。そして取り扱いや設置スペースの観点から、組電池は単電池を並べたり積み重ねたりしてモジュール化されていることが多い。
【０００５】
そして、このような二次電池やモジュール化した二次電池モジュールには様々な安全対策が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、正極、負極、電解液を含む、少なくとも１つの蓄電デバイスと、内部が減圧されており、前記蓄電デバイスと弁を介して接続され、前記蓄電デバイスから発生するガスあるいは前記電解液を吸収する減圧容器と、前記減圧容器内に設置され、前記ガスあるいは前記電解液を吸着する吸着剤とを有し、また、前記減圧容器内に、前記ガスあるいは前記電解液を検知するセンサーを設け、前記センサーが前記ガスあるいは前記電解液を特定の濃度以上に検知したという信号を受けて、前記蓄電デバイスと前記蓄電デバイスが電力を供給する対象とを遮断する蓄電システムが開示されている。
【０００７】
また特許文献２には、各々が防爆弁を有する複数のセルから構成されるバッテリモジュールにおいて、複数の前記防爆弁のいずれかにより放出される電解液ガスを当該バッテリモジュールの外部に放出するための空間を形成する放出部と、前記放出部により形成された空間内に流入する電解液ガスを検出するセンサーと、を備えることを特徴とするバッテリモジュールが開示されている。
【０００８】
また特許文献３には、電池のエージング装置の各棚に、排気ダクトと、消火性ガスの配管及び水または消火剤の配管を接続し、棚毎の枝管に雰囲気センサーを設けて、リチウムイオン電池等からの有機電解液の液状またはガス状の漏れを検出することが開示されている。
【０００９】
また特許文献４には、電解液中に有機溶媒を含有した電池を直並列に接続してなる集合電池装置の近傍にガスセンサーを設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−６０５５４号公報
【特許文献２】特開２００９−４３５９２号公報
【特許文献３】特開２０００−１８８１３５号公報
【特許文献４】特開平１０−１２２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
通常、リチウムイオン二次電池は安全対策として、劣化や過充電等による過度な発熱時に電池内圧を開放するための安全弁などの構造を有している。しかしながら、電解液が漏洩した場合の対策は示されておらず、漏洩した電解液はすぐに二次電池から流れ落ち、さらにモジュールから流れ出すおそれがある。また、漏洩した電解液が揮発すると、モジュール内の電気系統により発火する危険もある。
【００１２】
本発明は、電解液が漏洩した場合の安全性を向上させた二次電池を提供することを目的とする。また、該二次電池をモジュール化した二次電池モジュールを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、正極及び負極を含む電極群と、該電極群を収納する収納容器と、該収納容器の開口部を全周に亘って封口する封口体と、該封口体の外天面に形成された凹部と、該凹部に設けられた安全弁とを含む外装容器と、該外装容器に直接充填された電解液と、を備えた二次電池とする。
【００１４】
この構成によれば、電池内圧の上昇時に安全弁が開き、電解液が漏洩した場合に凹部に電解液が溜まる。
【００１５】
上記の二次電池において、前記凹部は前記収納容器の開口部の全面に対向して形成されることが好ましい。凹部の容積が大きくなることで、漏洩した電解液をより多く溜めることができる。
【００１６】
また本発明は、上記の二次電池を積層した組電池と、該組電池を収容する筐体とを備えた二次電池モジュールとする。
【００１７】
上記の二次電池モジュールにおいて、前記組電池は前記凹部の上方に空間を有することが好ましい。この空間により、安全弁が開くスペースと漏洩した電解液を溜めるスペースとを確保できる。また、二次電池の冷却効果も得られる。
【００１８】
例えば、前記空間は、前記筐体に形成された複数の棚にそれぞれ前記二次電池を配置することで形成される。
【００１９】
また上記の二次電池モジュールにおいて、前記電解液の気体を検知するセンサーと、該センサーが検知した場合に電力系統を遮断するブレーカーと、を備えることが好ましい。これにより、火種となるスパーク等の発生をなくして電解液に引火することを防止し、安全性を高めることができる。
【００２０】
また上記の二次電池モジュールにおいて、前記電解液の気体を検知するセンサーと、該センサーが検知した場合にその旨を報知する報知部と、を備えることが好ましい。これにより、ユーザーは警告があった場合に、二次電池モジュールに接続された電気機器を通常の停止方法で安全に停止させることができる。
【００２１】
また上記の二次電池モジュールにおいて、下降する電解液の気体を効率良く迅速に検出する観点からは、前記組電池の下方に、前記センサーを備えることが好ましい。
【００２２】
また上記の二次電池モジュールにおいて、前記筐体の対向する内側壁に渡って設けられ、前記センサーが取り付けられるとともに、前記電解液の気体が通過できる孔を有するセンサー取付部材を備えてもよい。
【００２３】
また上記の二次電池モジュールにおいて、前記組電池の下方に、漏洩した電解液を溜める受け皿を備えることが好ましい。これにより、万一、どの二次電池の凹部から電解液が溢れ出しても、最終的に受け皿に溜まり、筐体の外部に流れ出すことを防止できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、安全弁から漏洩した電解液を二次電池天面の凹部に溜めることで、漏洩した電解液がすぐに二次電池から流れ落ちることを防止できるので、安全性を向上させることができる。また、二次電池モジュールにセンサーや受け皿を設けることでも電解液が漏洩した場合の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の上面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の電極群の構成を示した斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の正極の構成を示した斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の正極の構成を示した上面図である。
【図８】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の負極の構成を示した斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の負極の構成を示した平面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の電極群の構成を示した断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の外装缶の斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の外装缶の上面図である。
【図１３】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態のセンサーが取り付けられたセンサー取付部材の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の実施形態では、二次電池の一例である積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した場合について説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１、図２は、本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の全体斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池の上面図である。図５〜図１３は、本発明の第１実施形態のリチウムイオン二次電池を説明するための図である。なお、図４では、リチウムイオン二次電池の内部がわかるように、本来設けられている封口板８０を取り除いた状態を示している。
【００２８】
第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００は、図１〜図４に示すように、角形扁平形状（図３参照）を有しており、正極１０（図１参照）及び負極２０（図１参照）を含む電極群４０（図１及び図２参照）と、電極群４０を非水電解液とともに封入する金属製の外装容器６０とを備えている。なお、正極１０及び負極２０は、それぞれ、本発明の「電極」の一例である。
【００２９】
電極群４０は、図１及び図５に示すように、正極１０と負極２０との短絡を抑制するためのセパレータ３０をさらに備えている。そして、正極１０及び負極２０が、セパレータ３０を挟んで互いに対向するように配されている。また、電極群４０は、正極１０、負極２０及びセパレータ３０をそれぞれ複数備えており、正極１０、セパレータ３０及び負極２０が順次積層されることによって、積層構造（積層体４０ａ）に構成されている。なお、正極１０及び負極２０は、１つずつ交互に積層されている。また、上記電極群４０は、隣り合う２つの負極２０の間に、１つの正極１０が位置するように構成されている。さらに、上記電極群４０における最も外側には、セパレータ３０が配されている。
【００３０】
上記電極群４０は、例えば、正極１０を２４枚、負極２０を２５枚、セパレータ３０を５０枚含んで構成されており、正極１０及び負極２０がセパレータ３０を挟んで交互に積層されている。
【００３１】
電極群４０を構成する正極１０は、図６及び図７に示すように、正極集電体１１の両面に、正極活物質層１２が担持された構成を有している。
【００３２】
正極集電体１１は、正極活物質層１２の集電を行う機能を有している。この正極集電体１１は、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄などの金属箔、又は、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ〜約５００μｍ（例えば約２０μｍ）の厚みを有している。なお、正極集電体１１は、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましく、その厚みは、２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００３３】
また、正極集電体１１は上記以外に、例えば、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いてもよい。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。また、銅とアルミニウムのクラッド材、ステンレス鋼とアルミニウムのクラッド材、あるいは、これらの金属を組み合わせたメッキ材などを用いてもよい。２つ以上の金属箔を貼り合わせた集電体を用いることもできる。さらに、上記正極集電体１１は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
【００３４】
正極活物質層１２は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る正極活物質を含んで構成されている。正極活物質としては、例えば、リチウムを含有した酸化物が挙げられる。具体的には、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＦｅＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、及び、これら酸化物中の遷移金属を一部他の金属元素で置換した化合物などが挙げられる。中でも、通常の使用において、正極が保有するリチウム量の８０％以上を電池反応に利用し得るものを正極活物質に用いるのが好ましい。それにより過充電などの事故に対する二次電池の安全性を高めることが可能となる。
【００３５】
このような正極活物質としては、例えば、ＬｉＭｎ2Ｏ4のようなスピネル構造を有する化合物や、ＬｉＭＰＯ4（Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅから選択される少なくとも１種以上の元素）で表されるオリビン構造を有する化合物などが挙げられる。中でも、Ｍｎ及びＦｅの少なくとも一方を含む正極活物質がコストの観点から好ましい。さらに、安全性及び充電電圧の観点からは、ＬｉＦｅＰＯ4を用いるのが好ましい。ＬｉＦｅＰＯ4は、全ての酸素（Ｏ）が強固な共有結合によって燐（Ｐ）と結合しているため、温度上昇による酸素の放出が起こりにくい。そのため、安全性に優れている。
【００３６】
なお、上記正極活物質層１２の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍ程度が好ましく、５０μｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。
【００３７】
また、上記正極活物質層１２は、正極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。例えば、正極活物質層１２は、正極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。
【００３８】
導電材は、正極１０の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛）、炭素繊維などの炭素質材料や導電性金属酸化物などを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。
【００３９】
増粘材としては、例えば、ポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリＮ−ビニルアミド類、ポリＮ−ビニルピロリドン類などを用いることができる。これらの中で、増粘材としては、ポリエチレングリコール類、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などのセルロース類などが好ましく、ＣＭＣが特に好ましい。
【００４０】
結着材は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルピリジン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポリマー、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムなどを用いることができる。
【００４１】
正極活物質、導電材、結着材などを分散させる溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤、水を用いることができる。
【００４２】
上記した正極１０は、例えば、正極活物質、導電材、増粘材及び結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合剤としたものを、正極集電体１１の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
【００４３】
また、上記正極１０は、図７に示すように、平面的に見て、矩形形状を有しており、４つの縁部１４（Ｘ方向の２つの縁部１４ａ、Ｙ方向の２つの縁部１４ｂ）を有している。なお、第１実施形態では、上記正極１０は、Ｙ方向の幅ｗ１が、例えば、約１４６ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ１が、例えば、約２０８ｍｍとされている。また、正極活物質層１２の塗布領域（形成領域）は、Ｙ方向の幅ｗ１１が、正極１０の幅ｗ１と同じ、例えば、約１４６ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ１１が、例えば、約１９６ｍｍとされている。このため、塗布領域に形成された正極活物質層１２は、平面的に見て、矩形形状に形成されており、４つの縁部１３（Ｘ方向に沿った２つの縁部１３ａ、Ｙ方向に沿った２つの縁部１３ｂ）を有している。
【００４４】
また、上記正極１０は、Ｘ方向の一端に、正極活物質層１２が形成されずに正極集電体１１の表面が露出された集電体露出部１１ａを有している。この集電体露出部１１ａには、外部に電流を取り出すための、後述する集電リード５（図４参照）が電気的に接続される。なお、正極活物質層１２における４つの縁部１３は、Ｙ方向に沿った２つの縁部１３ｂのうちの一方側（集電体露出部１１ａ側の縁部１３ｂ）を除き、上記正極１０における縁部１４と一致している。
【００４５】
電極群４０を構成する負極２０は、図８及び図９に示すように、負極集電体２１の両面に、負極活物質層２２が担持された構成を有している。
【００４６】
負極集電体２１は、負極活物質層２２の集電を行う機能を有している。この負極集電体２１は、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、鉄、ニッケルメッキ層などの金属箔、又は、これらの合金からなる合金箔から構成されており、約１μｍ〜約１００μｍ（例えば約１６μｍ）の厚みを有している。なお、負極集電体２１は、銅又はステンレス鋼からなる金属箔が好ましく、その厚みは、４μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００４７】
また、上記負極集電体２１は、箔状以外に、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などの形状であってもよい。
【００４８】
負極活物質層２２は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る負極活物質を含んで構成されている。負極活物質としては、例えば、リチウムを含む物質、あるいは、リチウムの吸蔵・放出が可能な物質からなる。また、高エネルギー密度電池を構成するためには、リチウムの吸蔵／放出する電位が金属リチウムの析出／溶解電位に近いものが好ましい。その典型例としては、粒子状（鱗片状、塊状、繊維状、ウィスカー状、球状、粉砕粒子状など）の天然黒鉛もしくは人造黒鉛が挙げられる。
【００４９】
なお、負極活物質として、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ粉末、等方性ピッチ粉末などを黒鉛化して得られる人造黒鉛を使用してもよい。また、非晶質炭素を表面付着させた黒鉛粒子を使用することもできる。さらに、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物、遷移金属酸化物及び酸化シリコンなども使用可能である。リチウム遷移金属酸化物としては、例えば、Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12に代表されるチタン酸リチウムを使用すると、負極２０の劣化が少なくなるため、電池の長寿命化を図ることが可能となる。
【００５０】
なお、上記負極活物質層２２の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍ程度が好ましく、５０μｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。
【００５１】
また、上記負極活物質層２２は、負極活物質を少なくとも含んでいれば、その構成は特に制限されるものではない。例えば、負極活物質層２２は、負極活物質以外に、導電材、増粘材、結着材などの他の材料を含んでいてもよい。なお、導電材、増粘材、結着材などの他の材料は、正極活物質層１２に用いることが可能なものを用いることができる。
【００５２】
上記した負極２０は、例えば、負極活物質、導電材、増粘材及び結着材を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合剤としたものを、負極集電体２１の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成される。
【００５３】
また、上記負極２０は、図９に示すように、平面的に見て、矩形形状を有しており、４つの縁部２４（Ｘ方向の２つの縁部２４ａ、Ｙ方向の２つの縁部２４ｂ）を有している。また、上記負極２０は、正極１０（図７及び図８参照）よりも大きい平面積に形成されている。なお、第１実施形態では、上記負極２０は、Ｙ方向の幅ｗ２が、正極１０の幅ｗ１（図７参照）よりも大きい、例えば、約１５０ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ２が、正極１０の長さｇ１（図７参照）より長い、例えば、約２１０ｍｍとされている。
【００５４】
また、負極活物質層２２の塗布領域（形成領域）は、Ｙ方向の幅ｗ２１が、負極２０の幅ｗ２と同じ、例えば、約１５０ｍｍとされており、Ｘ方向の長さｇ２１が、例えば、約２００ｍｍとされている。このため、塗布領域に形成された負極活物質層２２は、平面的に見て、矩形形状に形成されており、４つの縁部２３（Ｘ方向に沿った２つの縁部２３ａ、Ｙ方向に沿った２つの縁部２３ｂ）を有している。
【００５５】
また、上記負極２０は、正極１０と同様、Ｙ方向の一端に、負極活物質層２２が形成されずに負極集電体２１の表面が露出された集電体露出部２１ａを有している。この集電体露出部２１ａには、外部に電流を取り出すための、後述する集電リード５（図４参照）が電気的に接続される。なお、負極活物質層２２における４つの縁部２３は、Ｙ方向に沿った２つの縁部２３ｂのうちの一方側（集電体露出部２１ａ側の縁部２３ｂ）を除き、上記正極１０における縁部１４と一致している。
【００５６】
電極群４０を構成するセパレータ３０は、強度が十分でかつ電解液を多く保持できるものがよく、そのような観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はエチレン−プロピレン共重合体を含む微多孔フィルムや不織布などが好ましい。
【００５７】
また、セパレータ３０は、上記以外に、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル（ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド）、セルロース（カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース）、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステルなどの高分子からなる微多孔フィルムなどを用いることができる。さらに、これらの微多孔フィルムを重ね合わせた多層フィルムを用いることもできる。
【００５８】
セパレータ３０の厚みとしては、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜３０μｍであればより好ましい。また、セパレータ３０の空隙率としては、３０％〜９０％が好ましく、４０％〜８０％であればより好ましい。セパレータ３０の厚みが５μｍより小さくなるとセパレータ３０の機械的強度が不足し、電池の内部短絡の原因となる。一方、セパレータ３０の厚みが１００μｍより大きくなると正極負極間の距離が長くなり、電池の内部抵抗が高くなる。また、空隙率が３０％より低いと、非水電解液の含有量が減り、電池の内部抵抗が高くなる。一方、空隙率が９０％より高いと、正極１０と負極２０とが物理的な接触を起こしてしまい、電池の内部短絡の原因となる。また、セパレータ３０は、厚みと空隙率により、機械的強度や非水電解液の含有量や電池の内部抵抗や電池の内部短絡のし易さなどを考慮し、複数枚重ねて使用することも可能である。
【００５９】
また、上記セパレータ３０は、図１０に示すように、正極活物質層１２の塗布領域（形成領域Ｎ）及び負極活物質層２２の塗布領域（形成領域Ｍ）よりも大きい形状を有している。具体的には、上記セパレータ３０は、図５及び図１０に示すように、例えば、縦方向の長さ（Ｘ方向に対応する方向の長さ）が約１５４ｍｍ、横方向の長さ（Ｙ方向に対応する方向の長さ）が約２０６ｍｍの矩形形状に形成されている。
【００６０】
上記した正極１０及び負極２０は、正極１０の集電体露出部１１ａと負極２０の集電体露出部２１ａとが互いに反対側に位置するように配され、正極負極間にセパレータ３０を介在させて積層されている。
【００６１】
外装容器６０内に電極群４０とともに封入される非水電解液は、特に限定されるものではないが、溶媒として、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトンなどのエステル類や、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどのエーテル類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、ギ酸メチル、酢酸メチルなどの極性溶媒を使用することができる。これらの溶媒は単独で使用してもよいし、２種以上を混合して混合溶媒として使用してもよい。
【００６２】
また、非水電解液には、電解質支持塩が含まれていてもよい。電解質支持塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4（ホウフッ化リチウム）、ＬｉＰＦ6（六フッ化リン酸リチウム）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＬｉＣｌ（塩化リチウム）、ＬｉＢｒ（臭化リチウム）、ＬｉＩ（ヨウ化リチウム）、ＬｉＡｌＣｌ4（四塩化アルミン酸リチウム）などのリチウム塩が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００６３】
なお、電解質支持塩の濃度は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｏｌ／Ｌ〜２．５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、１．０ｍｏｌ／Ｌ〜２．２ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。電解質支持塩の濃度が、０．５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、非水電解液中において電荷を運ぶキャリア濃度が低くなり、非水電解液の抵抗が高くなるおそれがある。また、電解質支持塩の濃度が、２．５ｍｏｌ／Ｌより高い場合には、塩自体の解離度が低くなり、非水電解液中のキャリア濃度が上がらないおそれがある。
【００６４】
電極群４０を封入する外装容器６０は、大型の扁平角形容器であり、図１〜図３に示すように、電極群４０などを収納する外装缶７０と、この外装缶７０を封口する封口板８０とを含んで構成されている。また、電極群４０を収納した外装缶７０は、封口板８０で巻き締め封口（好ましくは二重巻き締め封口）されている。なお、外装缶７０は、本発明の「収納容器」の一例であり、封口板８０は、本発明の「封口体」の一例である。
【００６５】
外装缶７０は、例えば、金属板に絞り加工などを施すことによって形成されており、底面部７１と側壁部７２とを有している。また、図１１及び図１２に示すように、外装缶７０の一端（底面部７１の反対側）には、電極群４０を挿入するための開口部７３が設けられている。また、上記外装缶７０は、角形缶に形成されており、略矩形の底面部７１の面積よりも略矩形の開口部７３の面積が大きくなっている。つまり、側壁部７２の四隅の角部７２ａが底面部７１側から開口部７３側へ直線的に広がっている。
【００６６】
外装缶７０の内径サイズは、電極群４０が、その電極面が底面部７１と対向するようにして収納することが可能な大きさとなっている。具体的には、上記外装缶７０は、例えば、底面部７１の縦方向の長さ（図１２のＹ方向の長さＬ）が約１６４ｍｍに形成されており、底面部７１の横方向の長さ（図１２のＸ方向の長さＷ）が約２２８ｍｍに形成されている。外装缶７０の深さは、例えば、約２０ｍｍに形成されている。
【００６７】
また、上記外装缶７０においては、Ｙ方向に平行なそれぞれの側壁部７２、７２に、それぞれ電極端子７４、７４が形成されている。さらに、外装缶７０の開口部７３における周縁には、巻き締め封口（好ましくは二重巻き締め封口）を行うための容器折り返し部７５が設けられている。
【００６８】
封口板８０は、例えば、金属板をプレス加工することによって形成されている。この封口板８０は、図２に示すように、外装缶７０の開口部７３を塞ぐ略平板矩形状のパネル部８１と、パネル部８１の外周端に連なり上方に延びるチャックウォール部８２と、チャックウォール部８２の外周端に連接された折り返し部８３とを有している。そして、パネル部８１とチャックウォール部８２とで凹部が形成されている。換言すれば、凹部は封口板８０の外天面８１ａに形成されているといえる。凹部の深さ（チャックウォール部８２の高さ）は１〜２０ｍｍ程度が好ましい。なお、凹部は封口板８０の外天面８１ａに形成されていればその大きさや位置に限定はないが、凹部は容積が大きいことが好ましく、図３に示すように、開口部７３の全面に対向して形成されることが好ましい。これにより、外装缶７０を薄くするために凹部が浅くても、凹部の容積を大きくすることができる。
【００６９】
なお、封口板８０と外装缶７０との固定は、耐圧性を有して密封できれば巻き締め封口に限定されることはなく、レーザー等で溶接することで固定してもよい。
【００７０】
さらに、図２及び図３に示すように、パネル部８１には、Ｘ方向の一方側に非水電解液を注液するための注液孔８４が形成されている。この注液孔８４は、例えば、φ２ｍｍの大きさに形成されている。
【００７１】
また、パネル部８１には、電池内圧が規定圧を超えた場合に開放される安全弁８５が設けられている。電池内圧の上昇は、劣化や過充電等による過度な発熱によって生じる。この安全弁８５は、例えば、φ８ｍｍの貫通孔を外部からキャップで封止したものであり、電池内圧の上昇によりキャップが外れることで開放される。なお、安全弁８５は凹部のどこに設けてもよい。安全弁８５とパネル部８１とは貫通孔を覆うようにレーザー等で溶接することができる。
【００７２】
このように、封口板８０の凹部に安全弁８５を設けることにより、電池内圧の上昇時に安全弁８５が開き、電解液が漏洩した場合に凹部に電解液が溜まる。よって、漏洩した電解液がすぐに二次電池から流れ落ちることを防止できる。また、凹部の容積を大きくすることで、漏洩した電解液をより多く溜めることができる。
【００７３】
なお、外装缶７０及び封口板８０は、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムなどの金属板や鉄にニッケルメッキを施した鋼板やアルミメッキを施した鋼板などを用いて形成することができる。鉄は安価な材料であるため価格の観点では好ましいが、長期間の信頼性を確保するためには、ステンレススチールやアルミニウムなどからなる金属板又は鉄にニッケルメッキを施した鋼板やアルミメッキを施した鋼板などを用いるのがより好ましい。また、上記以外に、金属板の表面を高分子材料でラミネートした高分子ラミネート材（ラミネート板）を用いることもできる。この場合、少なくとも、電池内部側となる面にコーティング処理が施されているのが好ましい。なお、金属板の厚みは、例えば約０．４ｍｍ〜約１．２ｍｍ（例えば約１．０ｍｍ）とすることができる。
【００７４】
また、図４に示すように、上記した電極群４０は、正極１０（図５参照）及び負極２０（図５参照）が、外装缶７０の底面部７１と対向するようにして、外装缶７０内に収納されている。また、図４に示すように、正極１０の集電体露出部１１ａ（図７参照）及び負極２０の集電体露出部２１ａ（図９参照）は、それぞれ集電リード５を介して外装缶７０の電極端子７４と電気的に接続されている。なお、集電リード５には、集電体と同材質のものを用いることが可能であるが、異なる材質でも構わない。
【００７５】
そして、図１３に示すように、外装缶７０の開口部７３が上記封口板８０で二重巻き締め封口されている。具体的には、封口板８０の折り返し部８３の先端部分が、外装缶７０の容器折り返し部７５に巻き込むように圧着されることによって、封口板８０が外装缶７０に取り付けられている。封口板８０は開口部７３を全周に亘って封口している。なお、圧着される部分にシール材（図示せず）を塗布することで、より高い気密性を得ることが可能である。封口板８０は、安全弁８５が作動する前に外装容器６０が開かないように、封口部分の耐圧が安全弁８５の動作圧以上となる封口強度で取り付けられている。
【００７６】
また、封口板８０のパネル部８１は、チャックウォール部８２によって、外装缶７０の開口部７３における周縁より所定距離だけ下側（底面部７１側）に位置している。これにより、電極群４０（積層体４０ａ）は、外装容器６０に収納された状態で、外装缶７０と封口板８０とによって、積層方向（外装缶７０の深さ方向；Ｚ方向）に押圧力が加えられており、正極１０と負極２０とがセパレータ３０を挟んで密着された状態となっている。
【００７７】
非水電解液は、外装缶７０の開口部７３が封口板８０で封口された後に、注液孔８４から、例えば、減圧注液されている。そして、注液孔８４とほぼ同じ直径の金属球９０（図３参照）を注液孔８４に設置した後、抵抗溶接やレーザー溶接などにより、注液孔８４が封口されている。なお、注液時に安全弁８５のキャップを未取り付けにしておき、安全弁８５から減圧すれば注液速度を上げることができる。この場合、注液孔８４と安全弁８５とは離れて配置されていることが好ましい。
【００７８】
上記のように構成された第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００は、長寿命が要求される定置用の電力貯蔵用蓄電池（後述する二次電池モジュール）として好適に用いることができる。また、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの車載用の蓄電池としても好適に用いることができる。また、第１実施形態によるリチウムイオン二次電池１００は、単電池容量が１０Ａｈ以上の蓄電池に適しており、特に、単電池容量が５０Ａｈ以上の大容量蓄電池により適している。
【００７９】
これまでの携帯電話機用もしくはノートＰＣ用リチウムイオン二次電池は、単電池容量が０．５〜３Ａｈ程度で、使用する電解液量も数ｍＬ〜数十ｍＬであり、万一液漏れが発生しても、それほど大きな問題となるレベルではなかった。しかし、定置用の電力貯蔵用蓄電池や、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの車載用の蓄電池の場合は、単電池容量が１０Ａｈ以上であり、２０、３０Ａｈ程度から、１２０、１５０、２００Ａｈ程度という大型電池となる。また、電解液量は１００ｍＬ以上であり、２００、３００ｍＬ程度から、２Ｌ、３Ｌとなる。このように電池が大型化した場合、電解液が漏えいした際の危険性が非常に高くなり、それを抑制できる手段は、非常に有効な安全対策となる。
【００８０】
以下に、第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００の一実施例をその作製方法とともに示す。
【００８１】
［正極の作製］
まず、活物質のＬｉＦｅＰＯ4（９０重量部）と、導電材のアセチレンブラック（５重量部）と、結着材のスチレンブタジエンゴム（３重量部）と、増粘材のＣＭＣ（２重量部）とを混合した後、水を適宜加えて分散させることによって正極合剤スラリーを調整した。次に、この正極合剤スラリーを、２０μｍの厚みを有するアルミニウム集電体（正極集電体）の両面に均一に塗布、乾燥させた後、４００μｍの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、正極（正極板）を作製した。正極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦１５０ｍｍ、横３００ｍｍとし、正極（正極集電体）の大きさは、縦１５０ｍｍ、横３１０ｍｍとした。
【００８２】
［負極の作製］
活物質の天然黒鉛（９８重量部）と、結着材のスチレンブタジエンゴム（１重量部）と、増粘材のＣＭＣ（１重量部）とを混合した後、水を適宜加えて分散させることによって負極合剤スラリーを調整した。次に、この負極合剤スラリーを、１６μｍの厚みを有する銅集電体（負極集電体）の両面に均一に塗布、乾燥させた後、３５０μｍの厚みまでロールプレスで圧縮した。最後に、所望の大きさに切断することにより、負極（負極板）を作製した。負極の活物質層を塗布する領域の大きさは、縦１５４ｍｍ、横３０４ｍｍとし、負極（負極集電体）の大きさは、縦１５４ｍｍ、横３１４ｍｍとした。
【００８３】
［非水電解液の作製］
ＥＣとＤＭＣとＥＭＣを、３：４：３の容積比で混合した混合液（溶媒）に、ＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌ溶解することにより非水電解液を作製した。
【００８４】
［二次電池の組立］
正極板および負極板枚を、正極板、セパレータ、負極板、セパレータ、・・・の順に、正極板と負極板との間にセパレータが入るように積層することにより、電極群（積層体）を形成した。このとき、正極板に対して負極板が外側に位置するように、正極板を５０枚、負極板を５１枚用いた。また、セパレータを１０２枚用いることにより、電極群（積層体）の最も外側にはセパレータが位置するように構成した。
【００８５】
セパレータには、２０μｍの厚みを有する微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。セパレータの大きさは、正極板および負極板の活物質層が塗布されたサイズよりも大きくなるように、縦１６０ｍｍ、横３１０ｍｍとした。
【００８６】
外装容器は、ニッケルメッキを施した約０．８ｍｍの厚みを有するスチール板を加工することにより、外装缶と封口板とを形成した。なお、外装缶の内径サイズは、底面部の縦１８０ｍｍ、底面部の横３５０ｍｍ、深さ４０ｍｍとした。外装缶には、ステンレスを台座部としてアルミニウムの正電極端子と、ステンレスを台座部として銅の負電極端子とを形成した。
【００８７】
そして、この外装缶に電極群（積層体）を収納した後、封口板を載せ、二重巻き締めにより電池を封口した。封口後の封口板のパネル部とチャックウォール部とで形成される凹部の深さ（チャックウォール部の高さ）は１２ｍｍであった。また、封口板を取り付けることにより、電極群に、その積層方向に押圧力が加わるように構成した。このとき、電極群の積層方向の厚みに対する押し込み量の割合が１０％となるように、封口板で電極群に圧迫力を加えた。具体的には、電極群と封口板とが直接または間接的に接した状態から、約１ｍｍ押し込んだ位置で封口板を固定した。
【００８８】
続いて、封口板に予め設けられたφ２ｍｍの注液孔から所定量の非水電解液を減圧注液した。注液後、注液孔とほぼ同じ直径の金属球を注液孔に設置し、抵抗溶接により注液孔を封口することで、リチウムイオン二次電池１００を得た。このリチウムイオン二次電池１００は定格容量１００Ａｈであった。
【００８９】
なお、上記の実施形態では、積層型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、巻回型のリチウムイオン二次電池に本発明を適用してもよい。
【００９０】
また、上記の実施形態では、二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池（非水電解質二次電池）に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、リチウムイオン二次電池以外の非水電解質二次電池に本発明を適用してもよい。また、非水電解質二次電池以外の二次電池に本発明を適用してもよい。さらに、今後開発される二次電池においても、本発明を適用することができる。
【００９１】
また、上記の実施形態では、集電体の両面に活物質層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、集電体の片面にのみ活物質層を形成してもよい。また、集電体の片面にのみ活物質層を形成した電極（正極、負極）を電極群の一部に含むように構成してもよい。また、電極の活物質層中に、非水電解液に対して膨潤性を有する膨潤性樹脂を分散させてもよい。膨潤性樹脂として、例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、プロピレンオキシド、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルから選択される少なくとも一種類を含んで構成される樹脂を用いることができる。
【００９２】
また、上記の実施形態では、外装缶の開口部を封口板で二重巻き締め封口した例を示したが、本発明はこれに限らず、外装缶の封口方法は、二重巻き締め封口以外の方法であってもよい。例えば、封口板を外装缶に溶接することによって外装缶の封口を行ってもよい。
【００９３】
また、上記の実施形態では、正極（正極活物質層）よりも負極（負極活物質層）の方が大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、正極（正極活物質層）と負極（負極活物質層）とが同じ大きさになるように構成してもよいし、負極（負極活物質層）よりも正極（正極活物質層）の方が大きくなるように構成してもよい。
【００９４】
また、上記の実施形態では、正極の集電体露出部と負極の集電体露出部とが互いに反対側に位置するように正極および負極を配した例を示したが、本発明はこれに限らず、正極の集電体露出部と負極の集電体露出部とが同じ側に位置するように正極および負極を配してもよい。
【００９５】
また、上記の実施形態では、集電体の一端に集電体露出部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記集電体露出部は、例えば、集電体の両端に形成されていてもよい。
【００９６】
また、上記の実施形態では、収納容器の形状として矩形とした例を示したが、本発明はこれに限らず、円形、楕円形、多角形などの形状でもよい。
【００９７】
また、上記の実施形態では、安全弁の形状として円形とした例を示したが、本発明はこれに限らず、楕円形、多角形などの形状でもよい。また、安全弁の構造もキャップ以外でもよい。
【００９８】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図である。第２実施形態の二次電池モジュール２００は、外観が略直方体の筐体２０１を有しており、筐体２０１に第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００を積層した組電池２０２が収容されている。
【００９９】
筐体２０１の材料としては、組電池２０２の重量に耐え得る強度を有する金属や樹脂を用いることができる。また、屋外に設置する場合は耐候性も要する。筐体２０１は完全に密閉されている必要はない。筐体２０１は、リチウムイオン二次電池１００等を収容する下室と、制御部を収容する上室とに分かれている。
【０１００】
下室は、リチウムイオン二次電池１００を１つずつ収容する複数の棚２０３を有している。棚２０３は引き出し式であり、面ファスナー等でリチウムイオン二次電池１００を棚２０３に固定するようになっている。
【０１０１】
このように、棚２０３にリチウムイオン二次電池１００を１つずつ配置することにより、リチウムイオン二次電池１００同士が積み重なることがないので、下段のリチウムイオン二次電池１００が重さによって変形するおそれがない。また、筐体２０１へのリチウムイオン二次電池１００の出し入れが容易であり作業性が向上する。また、リチウムイオン二次電池１００を積層することで縦長の筐体２０１となり、設置面積を小さくできる。
【０１０２】
また、棚２０３の間隔はリチウムイオン二次電池１００の高さよりも高くなっているので、各リチウムイオン二次電池１００の上方、つまり封口板８０の凹部の上方に、空間が形成される。この空間により、安全弁８５が開くスペースと漏洩した電解液を溜めるスペースとを確保できる。また、リチウムイオン二次電池１００の冷却効果も得られる。なお、棚以外の構成であっても、封口板８０の凹部の上方に空間が形成されるようにリチウムイオン二次電池１００を配置できれば同様の効果が得られる。例えば、リチウムイオン二次電池１００を平面方向に並べてもよい。
【０１０３】
組電池２０２は、リチウムイオン二次電池１００を積層し、電極端子７４を適宜接続したものである。なお、組電池を構成するリチウムイオン二次電池１００の数には特に限定はなく２個以上であればよい。例えば図１４では、２０個のリチウムイオン二次電池１００を直列接続している。
【０１０４】
下室の天上面には電解液の気体を検知するセンサー２０４が設置されている。ここでのセンサー２０４は、電解液の温度が上昇した場合に最初に揮発する成分を検出するセンサーであればよく、上記実施例のようにＥＣとＤＭＣとＥＭＣを３：４：３の容積比で混合した電解液の場合、ＤＭＣを検出するセンサーを用いればよい。なお、センサー２０４は検出すべき電解液の気体が上昇するか下降するかにより適切な位置に配置すればよい。
【０１０５】
下室の最下部には、つまり組電池２０２の下方には、漏洩した電解液を溜める受け皿２０５を備えている。受け皿２０５は、平面視でリチウムイオン二次電池１００より大きく、上記実施例のリチウムイオン二次電池１００を用いた場合、各リチウムイオン二次電池１００から最大で約１００ｍＬ漏洩するものとして、２０個分を合計して約２Ｌとすればよい。
【０１０６】
受け皿２０５の材料としては、リチウムイオン二次電池１００の外装容器６０と同様の材料を用いることができる。このように、受け皿２０５を設置することにより、万一、どのリチウムイオン二次電池１００の凹部から電解液が溢れ出しても、最終的に受け皿２０５に溜まり、筐体２０１の外部に流れ出すことを防止できる。
【０１０７】
上室には、センサー２０４が検知した場合にその旨を報知する報知部２０６と、センサー２０４が検知した場合に二次電池モジュール２００内の電力系統を遮断するブレーカー２０７とが備えられており、それぞれセンサー２０４に通信線で接続されている。また、ブレーカー２０７は組電池２０２と出入力端子２０８との間に接続されている。
【０１０８】
報知部２０６は、二次電池モジュール２００に設けられたスピーカーから警告音を発するように制御するものであってもよいし、二次電池モジュール２００を居室等から遠隔操作する操作パネルに警告メッセージを表示するように制御したり、操作パネル近辺に設けられたスピーカーから警告音を発するように制御したり、操作パネル近辺に設けられた警告灯を点灯させるように制御したりするものであってもよい。
【０１０９】
例えば、センサー２０４が検知した場合に、まず報知部２０６を作動させてユーザーに警告してから、所定時間経過後にブレーカー２０７を落とすように制御すればよい。これにより、ユーザーにとって何の前触れもなくブレーカー２０７が落ちることを防止でき、ユーザーは警告があってからブレーカー２０７が落ちるまでの間に、二次電池モジュール２００に接続された電気機器を通常の停止方法で安全に停止させることができる。
【０１１０】
なお、報知部２０６は必ずしも必要ではなく、報知部２０６を省略し、センサー２０４が検知した場合に直ぐにブレーカー２０７を落とすようにしてもよい。このように、センサー２０４が検知した場合に、最終的にはブレーカー２０７を落として電力系統を遮断することにより、火種となるスパーク等の発生をなくして電解液に引火することを防止し、安全性を高めることができる。
【０１１１】
次に、この二次電池モジュール２００の安全性を検証した。まず、二次電池モジュール２００を１３０％過充電した場合、安全弁８５は開放されたが電解液の漏洩は見られなかった。次に、１５０％過充電した場合、安全弁８５は開放され、電解液が封口板８０の凹部に溜まり、センサーが検知し、ブレーカーが遮断された。次に、２００％過充電した場合、安全弁８５は開放され、電解液が封口板８０の凹部から溢れて受け皿に溜まり、センサーが検知し、ブレーカーが遮断された。このように、何れの場合も電解液が二次電池モジュール外部へ漏洩することはなく、安全性が確保されている。
【０１１２】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図である。第３実施形態の二次電池モジュール３００は、外観が略直方体の筐体２０１を有しており、筐体２０１に第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００を積層した組電池２０２が収容されている。第３実施形態が第２実施形態と異なる点はセンサー３０４の設置場所である。その他、第２実施形態と同様の構成には同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１３】
筐体２０１の下室における、組電池２０２の下方かつ受け皿２０５の上方であって、筐体２０１の内側壁に、電解液の１以上の成分の気体を検知するセンサー３０４が設置されている。なお、センサー３０４は組電池２０２の下方であればよく、受け皿２０５の上方であっても下方であっても問題はない。例えば、センサー３０４は、電解液の温度が上昇した場合に最初に揮発する成分を検出するセンサーが好ましい。
【０１１４】
本実施形態では、特に、ＤＥＣとＤＭＣとＥＭＣとを混合した電解液など、揮発したときに気体が下降する場合に有効である。
【０１１５】
このように、組電池２０２の下方にセンサー３０４を設けることにより、電解液の気体が二次電池モジュールの下部に溜まりやすい場合に迅速に検出できるので、安全性の確保に有効である。
【０１１６】
（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態の二次電池モジュールの概略側断面図、図１７は、本発明の第４実施形態のセンサーが取り付けられたセンサー取付部材の下面図である。第４実施形態の二次電池モジュール４００は、外観が略直方体の筐体２０１を有しており、筐体２０１に第１実施形態のリチウムイオン二次電池１００を積層した組電池２０２が収容されている。第４実施形態が第２又は第３実施形態と異なる点はセンサー３０４の設置場所である。その他、第２又は第３実施形態と同様の構成には同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
筐体２０１の下室における、組電池２０２の下方かつ受け皿２０５の上方に、センサー３０４が設置されている。センサー３０４は、筐体２０１の対向する内側壁に渡って設けられたセンサー取付部材４０３に取り付けられている。センサー取付部材４０３は、例えば図１７に示すように矩形の板状部材であり、その下面側の中央付近にセンサー３０４が接着剤やビス等で固定されている。なお、センサー取付部材４０３の形状には特に限定はなく、例えば、筐体２０１内を完全に仕切る板状部材、筐体２０１内の一部を仕切る板状部材、筐体２０１の対向する内側壁に渡って設けられた棒状部材などであってもよい。
【０１１８】
また、センサー取付部材４０３には、電解液の気体が通過できる複数の孔４０３ａが形成されている。例えば、図１７に示すように、孔４０３ａは、センサー３０４を挟んで両側にそれぞれ８個ずつ、センサー取付部材４０３の上下方向に貫通するように形成されている。図１７では、孔４０３ａの平面形状は円形であるが、その形状には特に限定はなく、楕円形や多角形であってもよい。また、スリット形状であってもよい。孔４０３ａを設けることにより、揮発した電解液の気体が孔４０３ａを通過してセンサー３０４で検出される。
【０１１９】
なお、センサー３０４は組電池２０２の下方であればよく、受け皿２０５の上方であっても下方であっても問題はない。また、センサー３０４はセンサー取付部材４０３の上面側に設けてもよい。
【０１２０】
本実施形態では、特に、ＤＥＣとＤＭＣとＥＭＣとを混合した電解液など、揮発したときに気体が下降する場合に有効である。
【０１２１】
このように、組電池２０２の下方にセンサー３０４を設けることにより、電解液の気体が二次電池モジュールの下部に溜まりやすい場合に迅速に検出できるので、安全性の確保に有効である。さらに、センサー取付部材４０３に孔４０３ａを設けることにより、電解液が揮発した場合にその気体が孔４０３ａを通過してより迅速にセンサー３０４で検出される。
【０１２２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１２３】
５  集電リード
１０  正極（電極）
１１  正極集電体
１１ａ  集電体露出部
１２  正極活物質層
２０  負極（電極）
２１  負極集電体
２１ａ  集電体露出部
２２  負極活物質層
３０  セパレータ
４０  電極群
４０ａ  積層体
６０  外装容器
７０  外装缶（収納容器）
７１  底面部
７１ａ  外底面
７２  側壁部
７３  開口部
７４  電極端子
７５  容器折り返し部
８０  封口板（封口体）
８１  パネル部
８１ａ  外天面
８２  チャックウォール部
８３  折り返し部
８４  注液孔
８５  安全弁
１００  リチウムイオン二次電池（二次電池）
２００、３００、４００  二次電池モジュール
２０１  筐体
２０２  組電池
２０３  棚
２０４、３０４  センサー
２０５  受け皿
２０６  報知部
２０７  ブレーカー
２０８  出入力端子
４０３  センサー取付部材
４０３ａ  孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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