(57)【要約】【課題】  異常温度上昇時における安全性の高い積層型二次電池を提供すること。【解決手段】  複数の電極板を，その正極活物質層と負極活物質層との間にセパレータを挟み込みつつ単電池層をなすように平積みしてなる電極体を有する，いわゆるバイポーラ型もしくはモノポーラ型の積層型二次電池が本発明の適用対象である。そして，本発明の積層型二次電池はさらに，積層方向の中央に位置する単電池層を含み両端の単電池層を含まない中央寄り単電池層群のシャットダウン温度が，それ以外の単電池層のシャットダウン温度より低いことを特徴とする。【選択図】図１
2013114863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電箔の少なくとも片面に正極活物質層もしくは負極活物質層を形成した２枚の両端電極板と，集電箔の両面のいずれにも正極活物質層もしくは負極活物質層を形成した２枚以上の中間電極板と，セパレータとを，
前記２枚の両端電極板が積み重ねの両端に位置し，前記２枚の両端電極板の間に前記２枚以上の中間電極板が位置し，電極板同士の間に必ず前記セパレータが挟み込まれ，かつ，各セパレータを挟んで正極活物質層と負極活物質層とが対向してそれぞれ単電池層をなすように平積みしてなる電極体を有する積層型二次電池において，
積層方向の中央に位置する単電池層を含み両端の単電池層を含まない中央寄り単電池層群の，充放電が停止する温度であるシャットダウン温度が，
それ以外の単電池層のシャットダウン温度より低いことを特徴とする積層型二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型二次電池において，
前記中央寄り単電池層群に含まれるセパレータは，それ以外の単電池層に含まれるセパレータより低軟化点であることを特徴とする積層型二次電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の積層型二次電池において，
積層方向の両端に位置する単電池層を含み中央の単電池層を含まない両端寄り単電池層群に含まれるセパレータは，それ以外の単電池層に含まれるセパレータより高軟化点であることを特徴とする積層型二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，正極活物質層または負極活物質層が表面に形成された複数枚の金属箔を，それらの間にセパレータを挟み込みつつ平積みしてなる電極体を有する積層型二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は，充電することにより，繰り返し放電電力を得ることができるため，多岐にわたる分野で使用されている。例えば，携帯電話やノート型パソコンなどの電子機器用の電力源や，ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両用の電力源である。これらの二次電池は一般的に，正極活物質層または負極活物質層が表面に形成された複数枚の金属箔を，それらの間にセパレータを挟み込みつつ重ね合わせた電極体を有している。
【０００３】
ところで，二次電池には，その温度上昇時における安全性を確保することが重要である。いわゆる熱暴走状態となるおそれがあるからである。この安全性を確保する従来技術として，特許文献１が挙げられる。特許文献１には，正極活物質層およびセパレータとして，いずれも耐熱性が高いものを用いる技術が開示されている。さらに，温度が上昇しやすい二次電池の中央付近ほど，耐熱性の高い正極活物質層およびセパレータを配置することが好適であるとされている。これにより，二次電池を，その温度上昇時における耐久性の高いものとすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，二次電池においては，例えば制御系の故障などにより，その満充電容量を超えて充電される過充電が生じることがある。通常，過充電は，これを物理的に停止させる，いわゆるセパレータによるシャットダウン機能により防止されている。すなわち，多孔性フィルムであるセパレータは，過充電に伴う温度上昇により，その軟化点付近の温度で軟化する。そしてこの時，軟化するとともにその細孔が閉じられたセパレータは，正負の電極の間の抵抗を過度に上昇させる。これにより，制御系が故障している状態であっても，二次電池の充放電反応を物理的に停止させることができるのである。
【０００６】
しかしながら，前記した従来技術に用いられる耐熱性の高いセパレータの軟化点は，高い。そして，軟化点の高いセパレータを，過充電時に最も温度の上昇しやすい二次電池の中央付近に用いている。このためシャットダウンがなかなか起こらず，二次電池の過充電を，好適に防止することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，異常温度上昇時における安全性の高い積層型二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の積層型二次電池は，集電箔の少なくとも片面に正極活物質層もしくは負極活物質層を形成した２枚の両端電極板と，集電箔の両面のいずれにも正極活物質層もしくは負極活物質層を形成した２枚以上の中間電極板と，セパレータとを，２枚の両端電極板が積み重ねの両端に位置し，２枚の両端電極板の間に２枚以上の中間電極板が位置し，電極板同士の間に必ずセパレータが挟み込まれ，かつ，各セパレータを挟んで正極活物質層と負極活物質層とが対向してそれぞれ単電池層をなすように平積みしてなる電極体を有する積層型二次電池であって，積層方向の中央に位置する単電池層を含み両端の単電池層を含まない中央寄り単電池層群の，充放電が停止する温度であるシャットダウン温度が，それ以外の単電池層のシャットダウン温度より低いことを特徴とする積層型二次電池である。
【０００９】
上記の積層型二次電池の有する電極体の一態様は，集電箔の片面に正極活物質層を形成した正端電極板と，集電箔の片面に負極活物質層を形成した負端電極板と，集電箔の一面に正極活物質層を形成し他面に負極活物質層を形成した２枚以上の中間電極板と，セパレータとを，正端電極板および負端電極板が積み重ねの両端に位置し，正端電極板および負端電極板の間に２枚以上の中間電極板が位置し，電極板同士の間に必ずセパレータが挟み込まれ，かつ，各セパレータを挟んで正極活物質層と負極活物質層とが対向してそれぞれ単電池層をなすように平積みしてなる電極体である。
【００１０】
また，上記の積層型二次電池の有する電極体の他の態様は，集電箔の少なくとも片面に正極活物質層もしくは負極活物質層を形成した２枚の両端電極板と，集電箔の両面のいずれにも正極活物質層を形成した１枚以上の中間正電極板と，集電箔の両面のいずれにも負極活物質層を形成した１枚以上の中間負電極板と，セパレータとを，２枚の両端電極板が積み重ねの両端に位置し，２枚の両端電極板の間に中間正電極板および中間負電極板が位置し，電極板同士の間に必ずセパレータが挟み込まれ，かつ，各セパレータを挟んで正極活物質層と負極活物質層とが対向してそれぞれ単電池層をなすように平積みしてなる電極体である。
【００１１】
そして，上記のような電極体を有する積層型二次電池に過充電が生じた場合には，積層方向の中央に位置する単電池層ほど，温度が上昇しやすい。このため，本発明の積層型二次電池においては，積層方向の少なくとも中央に位置する単電池層に，最も低い温度でシャットダウンが生じる構成となっている。これにより，過充電が生じた場合にこれを好適に停止させ，熱暴走状態となることを回避することができるのである。
【００１２】
また，上記に記載の積層型二次電池であって，中央寄り単電池層群に含まれるセパレータは，それ以外の単電池層に含まれるセパレータより低軟化点であることが好ましい。これにより，その積層型二次電池を，積層方向の少なくとも中央に位置する単電池層に，最も低い温度でシャットダウンが生じる構成とすることができるからである。
【００１３】
また，上記に記載の積層型二次電池であって，積層方向の両端に位置する単電池層を含み中央の単電池層を含まない両端寄り単電池層群に含まれるセパレータは，それ以外の単電池層に含まれるセパレータより高軟化点であることが好ましい。
【００１４】
二次電池の使用環境によっては，その外部温度が過度に上昇する場合がある。この場合には，単電池層のうち，その積層方向の両端に位置する単電池層の温度が最も上昇しやすい。二次電池の外部に最も近いため，その温度の影響を受けやすいからである。このため，積層方向の両端に位置する単電池層のセパレータには耐熱性が必要となる。セパレータが完全に溶融して穴が空いた場合には，その部分の正極活物質層と負極活物質層とが接触して短絡するおそれがあるからである。従って，外部温度が過度に上昇した場合には，積層方向の両端に位置する単電池層のセパレータの軟化点が高いことが好ましいのである。そしてこれにより，二次電池の外部からの加熱に対する耐熱性を，高くすることができるのである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，異常温度上昇時における安全性の高い積層型二次電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の形態に係る二次電池の断面図である。
【図２】第１の形態に係る二次電池の電極体の断面図である。
【図３】実験に用いた二次電池のそれぞれのセパレータの配置を示した図である。
【図４】実験の結果を示す図である。
【図５】単電池層にシャットダウンを生じさせることのできるバリア層を説明するための図である。
【図６】第２の形態に係る二次電池の断面図である。
【図７】第２の形態に係る二次電池の電極体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，リチウムイオン二次電池に本発明を適用したものである。
【００１８】
［第１の形態］
図１は，本形態における二次電池１００の断面図である。二次電池１００は，図１に示すように，集電体１２１の下面に正極活物質層Ｐを，またその反対の上面に負極活物質層Ｎを形成してなる電極板１１１を複数有している。すなわち，二次電池１００は，いわゆるバイポーラ型のリチウムイオン二次電池である。なお，図１中最も上側に位置する電極板１１０においては，その集電体１２０の下面にのみ正極活物質層Ｐが形成されている。一方，図１中最も下側に位置する電極板１１２においては，集電体１２２の上面にのみ負極活物質層Ｎが形成されている。
【００１９】
また，本形態の二次電池１００は，複数の電極板１１１に加え，最も上側に位置する電極板１１０および最も下側に位置する電極板１１２を含めて，全部で１６枚の電極板を有している。そして，二次電池１００の電極体１４０は，これら１６枚の電極板を，セパレータＳを間に挟み込みつつ平積みすることにより構成されている。さらに，二次電池１００は，電極体１４０をラミネートシート１５０に収容することにより構成されている。
【００２０】
図１中最も上側に位置する電極板１１０の集電体１２０は，その他の集電体１２１，１２２よりも左向きに長い。さらに集電体１２０の左端は，ラミネートシート１５０の縁部より左向きに突出することにより，正極タブ１６０を構成している。また，図１中最も下側に位置する電極板１１２の集電体１２２は，その他の集電体１２０，１２１よりも右向きに長い。さらに集電体１２２の右端は，ラミネートシート１５０の縁部より右向きに突出することにより，負極タブ１７０を構成している。
【００２１】
集電体１２０，１２１，１２２はいずれも，同じ材質のものである。集電体１２０，１２１，１２２としては，例えば，ステンレス鋼（ＳＵＳ），銅，ニッケル，チタンなどからなる金属箔が好ましい。
【００２２】
正極活物質層Ｐには，リチウムイオンを吸蔵および放出することができる正極活物質が含まれている。この正極活物質としては，コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２），三元系のＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２などが例示される。またこの他にも，従来よりリチウムイオン二次電池に用いられているものを好ましく用いることができる。
【００２３】
また，負極活物質層Ｎには，リチウムイオンを吸蔵および放出することができる負極活物質が含まれている。この負極活物質としては，炭素系材料，リチウム遷移金属複合酸化物，リチウム遷移金属複合窒化物などが例示される。またこの他にも，従来よりリチウムイオン二次電池に用いられているものを好ましく用いることができる。
【００２４】
セパレータＳは，例えば，ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などにより構成された多孔性フィルムである。セパレータＳとして，多孔性フィルムをそれぞれ単体で用いることができる。また，異なる多孔性フィルムを交互に積層してなる多層構造として用いることもできる。さらに，セパレータＳには，有機溶剤にリチウム塩を溶解させてなる電解液が含まれている。
【００２５】
正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎは，これらの間のセパレータＳに含まれる電解液を介して充放電を行うことができる。つまり，セパレータＳと，これと隣接している正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎとは１組で，１つの単電池層を構成している。すなわち，二次電池１００は，複数の単電池層を，互いに電気的に直列に接続してなる電極体１４０を備えている。
【００２６】
図２は，図１に示す二次電池１００の断面と同じ断面における，電極体１４０の断面図である。ただし，電極体１４０の説明のため，図１と図２とでは一部，それぞれに異なる符号を付与している。前述したように，セパレータＳと，これと隣接している正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎとは１組で，１つの単電池層を構成している。このため，図２においては，各単電池層ごとに，これらの積層方向（図２において上下方向）の上から下に向かって，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５の符号を付与している。なお以下，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５について，特に区別のない説明においては番号を省略し，単電池層Ｘとして説明している。
【００２７】
また，図２においては，正極活物質層Ｐ，セパレータＳ，負極活物質層Ｎにも，これらが配置されている単電池層Ｘの番号と同じ１〜１５の番号を付与している。ただし，本形態における正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎは，付与された番号に関係なく，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のすべてにおいて同じものである。しかし，セパレータＳにおいては，その配置されている単電池層Ｘの位置によって異なる。この点については後に詳述する。また以下，正極活物質層Ｐ，セパレータＳ，負極活物質層Ｎについても，特に区別のない説明においては番号を省略している。
【００２８】
また，単電池層Ｘの周囲には，封止部材１３０が備えられている。封止部材１３０は，単電池層Ｘの周囲を隙間なく囲っている。これにより，封止部材１３０は，電解液がセパレータＳから漏れ出すことを防止している。すなわち，単電池層Ｘ内に電解液が不足することによる，内部抵抗の増加を抑制している。さらに，電解液がセパレータＳから漏れ出すことにより，異なる単電池層Ｘ同士が短絡する，いわゆる液絡を防止している。
【００２９】
ここで，二次電池１００においては，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち，その積層方向の少なくとも中央に位置する単電池層Ｘ８に，最も低い温度でシャットダウンが生じることが好ましい。シャットダウンとは，段落［０００５］において前述したように，抵抗が上昇することにより，物理的に充放電を停止させる機能のことである。本形態においては，少なくとも単電池層Ｘ８に最も低い温度でシャットダウンを生じさせるため，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，少なくともセパレータＳ８に，他のセパレータＳと比較して軟化点が低いものを用いている。
【００３０】
二次電池１００に過充電が生じた場合，その中央ほど温度が上昇しやすい。二次電池１００の中央ほど，その外側に比べて放熱がされにくく，熱がこもりやすいからである。そして，二次電池１００において，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち，その積層方向の最も中央に位置するのは単電池層Ｘ８である。
【００３１】
よって，本形態の二次電池１００においては，積層方向の少なくとも中央に位置するセパレータＳ８に，他のセパレータＳと比較して軟化点が低いものを用いているのである。これにより，少なくとも単電池層Ｘ８に，最も低い温度でシャットダウンを生じさせることができる。よって，二次電池１００においては，過充電が生じた場合にこれを停止させ，熱暴走状態となることを回避することができる。
【００３２】
また，二次電池１００において，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５の軟化点は，他のセパレータＳと比較して高いことが好ましい。セパレータＳ１およびＳ１５はそれぞれ，単電池層Ｘ１およびＸ１５を構成している。そして，単電池層Ｘ１およびＸ１５は，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち，積層方向の最も外側に位置している。このため，単電池層Ｘ１およびＸ１５は，二次電池１００の外部温度の影響を最も受けやすい。すなわち，二次電池１００の外部温度が高温となった場合には，これに伴い最も温度が上昇しやすいのである。
【００３３】
ここにおいて，二次電池１００の外部温度の上昇は，シャットダウンにより停止させることができない。二次電池１００の充放電に起因する温度上昇ではないからである。そして，セパレータＳは，その温度が軟化点を超えて高くなった場合，完全に溶融して穴が空く。この完全に溶融してできる穴は，多孔性フィルムであるセパレータＳの通常時の細孔よりもはるかに大きいものである。つまり，完全に溶融して穴が空いたセパレータＳの箇所では，正極活物質層Ｐと負極活物質層Ｎとが接触し，短絡するおそれがある。すなわち，二次電池１００の外部温度が高温となった場合には，最も外側寄りの単電池層Ｘ１およびＸ１５に，最も短絡のおそれがあるのである。
【００３４】
よって，本形態の二次電池１００においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，少なくとも最も外側に位置するセパレータＳ１およびＳ１５に，他のセパレータＳと比較して軟化点が高いものを用いているのである。これにより，二次電池１００においては，その外部からの加熱に対する耐熱性の高い構成となっている。
【００３５】
上記のように，本形態の二次電池１００においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５として，その配置により，それぞれに軟化点の異なるものを用いることが好ましい。そして，積層方向の少なくとも最も中央に位置するセパレータＳ８の軟化点が，最も低いことが好ましいのである。さらに，積層方向の少なくとも最も外側に位置するセパレータＳ１およびＳ１５の軟化点が，最も高いことが好ましいのである。
【００３６】
ところで，セパレータＳの軟化点は，例えば異なる材質を用いることにより差をつけることができる。具体的には，軟化点の低い低軟化点セパレータとして，軟化点が約１３０℃のＰＥを単体で用いることができる。また，軟化点の高い高軟化点セパレータとして，軟化点が約１６０℃のＰＰを単体で用いることができる。
【００３７】
また例えば，同じ材質であっても，分子量の異なるものを用いることにより，軟化点に差をつけることができる。具体的には，例えば同じＰＥでも，低軟化点セパレータとして，高軟化点セパレータに用いるものよりも，分子量の低いものを用いることが考えられる。
【００３８】
また，セパレータＳとして，材質の異なる複数の多孔性フィルムを交互に積層してなる多層構造のセパレータを用いる場合もある。具体的には，ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ構造のセパレータを用いる場合などである。この場合には，例えば，低軟化点セパレータとして，高軟化点セパレータよりも，中間のＰＥ層の分子量が低いものを用いることなどが考えられる。
【００３９】
［効果の確認］
本発明者らは，この発明の効果を確認するため，実施例１，２および比較例１〜４の二次電池を作製し，以下の２つの実験を行った。
１．過充電実験
２．加熱実験
【００４０】
実施例１，２および比較例１〜４の二次電池はいずれも，二次電池１００と同じ構造である。ただし，これらの二次電池においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５に用いた材質のみが，それぞれに異なる。なお，本実験においては，低軟化点セパレータとして軟化点が約１３０℃のＰＥを単体で用い，高軟化点セパレータとして軟化点が約１６０℃のＰＰを単体で用いている。すなわち，実施例１，２および比較例１〜４の二次電池はそれぞれ，セパレータＳとして，ＰＥとＰＰとを使い分けることにより作製されたものである。
【００４１】
図３に，実施例１，２および比較例１〜４のそれぞれに用いたセパレータＳ１〜Ｓ１５の材質を示す。図３に示すように，実施例１，２の二次電池は，前述した本形態の条件を満たす二次電池である。すなわち，少なくともセパレータＳ８として，ＰＥ（低軟化点セパレータ）を用いている。また，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５として，ＰＰ（高軟化点セパレータ）を用いている。
【００４２】
これに対し，比較例１〜４の二次電池は，本形態の条件を少なくとも１つは満たさない二次電池である。すなわち，比較例１および比較例２の二次電池においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５として，軟化点がすべて同じセパレータを用いている。なお，比較例１の二次電池においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５として，いずれもＰＰ（高軟化点セパレータ）を用いている。比較例２の二次電池においては，セパレータＳ１〜Ｓ１５として，いずれもＰＥ（低軟化点セパレータ）を用いている。また，比較例３および比較例４の二次電池においては，セパレータＳ８として，ＰＰ（高軟化点セパレータ）を用いている。さらに，セパレータＳ１およびＳ１５として，ＰＥ（低軟化点セパレータ）を用いている。
【００４３】
次に，これら実験用の二次電池を用いて行った「１．過充電実験」について説明する。この実験においては，実施例１，２および比較例１〜４の二次電池をそれぞれ，温度を測定しつつ，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち少なくとも１つがシャットダウンするまで過充電させた。過充電実験中の各二次電池の温度は，その外形のうち，図１中上部中央に当たる部分に温度センサを取付けることにより測定した。なお，過充電実験の開始時における各二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）はすべて，１００％の状態（満充電状態）とした。また，過充電実験の開始時の温度を２５℃とした。さらに，満充電容量（Ａｈ）に対する電流値（Ａ）の比で表わされるＣレートが１０Ｃの電流で過充電させた。そして，過充電中の二次電池の電圧が１５０Ｖ（１０Ｖ×単電池層数）以上となった時を，その二次電池にシャットダウンが起こったことの判定条件とした。
【００４４】
「２．加熱実験」においては，実施例１，２および比較例１〜４の二次電池をそれぞれ，温度を測定しつつ，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち少なくとも１つが短絡するまで，その外部より加熱した。加熱実験中の各二次電池の温度は，上記の「１．過充電実験」と同じ位置に温度センサを取付けることにより測定した。なお，加熱実験の開始時における各二次電池のＳＯＣはすべて，９０％の状態とした。また，加熱実験の開始時の温度を２５℃とした。さらに，各二次電池を，その外部温度を１０℃／ｍｉｎで上昇させることにより加熱した。そして，加熱中の二次電池の電圧が３Ｖ以下となった時を，その二次電池に短絡が起こったことの判定条件とした。
【００４５】
過充電実験および加熱実験の結果を，図４に示す。図４において，横軸は，過充電実験におけるシャットダウン時の温度である。縦軸は，加熱実験における短絡時の温度である。また，実施例１，２の二次電池の結果を，「○」で示している。比較例１〜４の二次電池の結果を，「×」で示している。
【００４６】
図４の横軸に見るように，実施例１，２および比較例２の二次電池のシャットダウン時の温度は，比較例１，３，４の二次電池のシャットダウン時の温度よりも低い。すなわち，少なくともセパレータＳ８に低軟化点セパレータを用いた二次電池においては，過充電実験の開始後，発熱の少ないうちにシャットダウンが生じているのである。一方，セパレータＳ８に高軟化点セパレータを用いた二次電池においては，シャットダウンが生じる頃には非常に高い温度になっている。よって，少なくともセパレータＳ８に低軟化点セパレータを用いた二次電池では，過充電が生じた場合において，安全傾向になることが確認された。
【００４７】
また，図４の縦軸に見るように，実施例１，２および比較例１の二次電池の短絡時の温度は，比較例２〜４の二次電池の短絡時の温度よりも高い。すなわち，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５に高軟化点セパレータを用いた二次電池においては，外部からの加熱に対する耐熱性が高いのである。一方，セパレータＳ１およびＳ１５に低軟化点セパレータを用いた二次電池においては，外部からの加熱に対する耐熱性が低いのである。よって，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５に高軟化点セパレータを用いた二次電池では，その外部から加熱された場合において，安全傾向になることが確認された。
【００４８】
また図４に示すように，比較例１〜４の二次電池においては，過充電が生じた場合および外部から加熱された場合の少なくとも一方が不安全傾向であった。一方，実施例１，２の二次電池においては，過充電が生じた場合および外部から加熱された場合のいずれにおいても安全傾向であった。
【００４９】
以上詳細に説明したように，本形態の二次電池１００は，積層方向の少なくとも最も中央に位置する単電池層Ｘ８のセパレータＳ８に，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，最も軟化点の低いセパレータを用いている。これにより，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち，積層方向の少なくとも最も中央に位置する単電池層Ｘ８に，最も低い温度でシャットダウンを生じさせることができる。また，二次電池１００は，積層方向の少なくとも最も外側に位置する単電池層Ｘ１およびＸ１５のセパレータＳ１およびＳ１５に，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，最も軟化点の高いセパレータを用いている。これにより，二次電池１００の外部からの加熱に対する耐熱性を高くすることができる。よって，異常温度上昇時において，安全性の高い二次電池が実現されている。
【００５０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態ではリチウムイオン二次電池について本発明を適用したが，その他の二次電池についても本発明を適用することができる。
【００５１】
また例えば，本形態においては，二次電池を構成する単電池層が奇数であるため，その積層方向の最も中央に位置するセパレータは１枚である。しかし，二次電池を構成する単電池層が偶数であった場合には，積層方向の最も中央に位置するセパレータが２枚となる。この場合においては，積層方向の最も中央に位置する２枚のセパレータの少なくとも一方を，その二次電池に用いられるセパレータのうち，最も軟化点の低いものとすればよい。
【００５２】
また，本形態においては，多孔性フィルムのセパレータに電解液を含ませた構成としているが，これに限るものではない。セパレータとしてメッシュ状の構造をしたものを用い，これに固体電解質を含ませた構成であってもよい。そしてこの構成の場合には，単電池層を密封するための封止部材は必要ない。
【００５３】
また，本形態においては，セパレータにより単電池層にシャットダウンを生じさせる構成について述べたが，これに限るものではない。単電池層のシャットダウンは，セパレータ以外によっても生じさせることができる。具体的には，図５に示すように，単電池層Ｘを構成する正極活物質層Ｐの集電体１２１側に，バリア層Ｂを設けた場合である。
【００５４】
バリア層Ｂは，図５に示すように，導電材１とポリマー２とにより構成されるものである。導電材１としては，アセチレンブラック，ファーネスブラック，ケッチェンブラックなどのカーボン粉末が例示される。ポリマー２としては，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などのポリマー材が例示される。
【００５５】
バリア層Ｂにおいては，通常，多数の導電材１同士が接触し合っている。このため，集電体１２１と正極活物質層Ｐとの間の導電パスを良好に形成している。しかし，過度に温度が上昇した状態のバリア層Ｂでは，ポリマー２が熱膨潤することにより，導電材１同士の接触が阻害される。このため，集電体１２１と正極活物質層Ｐとの間の抵抗を過度に上昇させ，その単電池層Ｘの充放電を物理的に停止させる。すなわち，その単電池層Ｘにシャットダウンを生じさせるのである。
【００５６】
また，バリア層Ｂにシャットダウンが生じる温度は，例えば，ポリマー２の分子量により異なる。すなわち，ポリマー２として分子量の大きなものを用いることにより，そのバリア層Ｂにおいてはシャットダウンの生じる温度が高くなる。一方，ポリマー２として分子量の小さなものを用いることにより，そのバリア層Ｂにおいてはシャットダウンの生じる温度が低くなる。
【００５７】
そして，このようなシャットダウン機能を有するバリア層Ｂを，本形態の二次電池１００に適用させてもよい。すなわち，積層方向の少なくとも最も中央に位置する単電池層Ｘ８に，最も低い温度でシャットダウンが生じるようなバリア層Ｂを設けるのである。具体的には，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５のうち，少なくとも単電池層Ｘ８に，すべてのセパレータＳよりも低い温度でシャットダウンが生じるようなバリア層Ｂを設けることが考えられる。また，単電池層Ｘ１〜Ｘ１５の全てにバリア層Ｂを設け，少なくとも単電池層Ｘ８のバリア層Ｂを，その他のバリア層ＢおよびすべてのセパレータＳよりも低い温度でシャットダウンが生じるように構成することが考えられる。
【００５８】
［第２の形態］
第２の形態について説明する。本形態の二次電池は，第１の形態の二次電池と異なる構造をしている。図６は，本形態における二次電池２００の断面図である。二次電池２００は，図６に示すように，正極集電体２２０の両面に正極活物質層Ｐを形成してなる正極板２１１と，負極集電体２９０の両面に負極活物質層Ｎを形成してなる負極板２８１とを複数有している。すなわち，二次電池２００は，いわゆるモノポーラ型のリチウムイオン二次電池である。なお，図６中最も上側に位置する正極板２１０においては，その正極集電体２２０の下面にのみ正極活物質層Ｐが形成されている。一方，図６中最も下側に位置する負極板２８０においては，負極集電体２９０の上面にのみ負極活物質層Ｎが形成されている。
【００５９】
また，本形態の二次電池２００は，複数の正極板２１１に加え，最も上側に位置する正極板２１０を含めて，全部で８枚の正極板を有している。さらに，複数の負極板２８１に加え，最も下側に位置する負極板２８０を含めて，全部で８枚の負極板を有している。そして，二次電池２００の電極体２４０は，これら８枚の正極板と８枚の負極板とを，セパレータＳを間に挟み込こみつつ交互に平積みすることにより構成されている。加えて，二次電池２００は，電極体２４０をラミネートシート２５０に収容することにより構成されている。
【００６０】
図６に示すように，正極集電体２２０はいずれも，負極集電体２９０よりも左向きに長い。そして，正極集電体２２０の左端は，正極タブ２６０と接続されている。正極タブ２６０は，正極集電体２２０と接続されていない側の端２６１を，ラミネートシート２５０の縁部より左向きに突出させている。また，負極集電体２９０はいずれも，正極集電体２２０よりも右向きに長い。そして，負極集電体２９０の右端は，負極タブ２７０と接続されている。負極タブ２７０は，負極集電体２９０と接続されていない側の端２７１を，ラミネートシート２５０の縁部より右向きに突出させている。
【００６１】
正極集電体２２０はいずれも，同じ材質のものである。具体的には，正極集電体２２０に好適な材質として，アルミニウム箔が例示される。また，負極集電体２９０はいずれも，同じ材質のものである。具体的には，負極集電体２９０に好適な材質として，銅箔が例示される。なお，正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎのそれぞれに含まれる活物質としては，第１の形態と同様のものを用いることができる。セパレータＳについても，第１の形態と同様のものを用いることができる。
【００６２】
また，電解液においても，第１の形態と同様のものを用いることができる。ただし，本形態においては，電解液は，ラミネートシート２５０の内部の全体を満たしている。これにより，セパレータＳには，電解液が含まれている。このため，二次電池２００には，第１の形態の二次電池１００のような封止部材１３０は存在しない。
【００６３】
そして，正極板２１０，２１１と負極板２８０，２８１とは，これらの間のセパレータＳに含まれる電解液を介して充放電を行うことができる。すなわち，本形態の二次電池２００においても，セパレータＳと，これと隣接している正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎとは１組で，１つの単電池層を構成している。よって，二次電池２００においては，複数の単電池層を，互いに電気的に並列に接続してなる電極体２４０を備えているといえる。
【００６４】
図７は，図６に示す二次電池２００の断面と同じ断面における，電極体２４０の断面図である。ただし，電極体２４０の説明のため，図６と図７とでは一部，それぞれに異なる符号を付与している。前述したように，セパレータＳと，これと隣接している正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎとは１組で，１つの単電池層を構成している。このため，図７においては，各単電池層ごとに，これらの積層方向（図７において上下方向）の上から下に向かって，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５の符号を付与している。なお以下，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５について，特に区別のない説明においては番号を省略し，単電池層Ｙとして説明している。
【００６５】
また，図７においては，正極活物質層Ｐ，セパレータＳ，負極活物質層Ｎにも，これらが配置されている単電池層Ｙの番号と同じ１〜１５の番号を付与している。ただし，本形態においても，正極活物質層Ｐおよび負極活物質層Ｎは，付与された番号に関係なく，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５のすべてにおいて同じものである。しかし，本形態においても第１の形態と同様に，セパレータＳが，その配置されている単電池層Ｙの位置によって異なる。なお，正極活物質層Ｐ，セパレータＳ，負極活物質層Ｎについても，特に区別のない説明においては番号を省略している。
【００６６】
そして，本形態の二次電池２００においても，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５のうち，その積層方向の少なくとも中央に位置する単電池層Ｙ８に，最も低い温度でシャットダウンが生じることが好ましい。このため，二次電池２００においても，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，少なくともセパレータＳ８に，他のセパレータＳと比較して軟化点が低いものを用いている。
【００６７】
二次電池２００においても，これに過充電が生じた場合には，単電池層Ｙの積層方向の中央ほど温度が上昇しやすい。このため，積層方向の中央に位置する単電池層Ｙほど，低い温度でシャットダウンを生じることが好ましいのである。
【００６８】
なお，本形態の二次電池２００においては，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５のうちの１の単電池層Ｙにシャットダウンが生じても，二次電池２００の全体の充放電を停止させることはできない。二次電池２００においては，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５が並列に接続されているからである。しかし，温度が過度に上昇した単電池層Ｙの充放電は停止させることができる。すなわち，二次電池２００においても，これが過充電により熱暴走状態となることを回避することができるのである。
【００６９】
また，本形態の二次電池２００においても，セパレータＳ１〜Ｓ１５のうち，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５の軟化点は，他のセパレータＳと比較して高いことが好ましい。セパレータＳ１およびＳ１５は，単電池層Ｙ１〜Ｙ１５のうち，積層方向の最も外側に位置する単電池層Ｙ１およびＹ１５を構成しているからである。つまり，二次電池２００の外部温度が高温となった場合には，これに伴い最も温度が上昇しやすいからである。すなわち，少なくともセパレータＳ１およびＳ１５に他のセパレータＳと比較して軟化点が高いものを用いることにより，二次電池２００を，その外部からの加熱に対する耐熱性の高い構成とすることができるのである。
【００７０】
上記のように，本形態の二次電池２００においても，セパレータＳ１〜Ｓ１５として，その配置により，それぞれに異なる軟化点のものを用いることが好ましい。そして，積層方向の少なくとも最も中央に位置するセパレータＳ８の軟化点が，最も低いことが好ましいのである。さらに，積層方向の少なくとも最も外側に位置するセパレータＳ１およびＳ１５の軟化点が，最も高いことが好ましいのである。
【００７１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態ではリチウムイオン二次電池について本発明を適用したが，その他の二次電池についても本発明を適用することができる。
【００７２】
また例えば，本形態においては，二次電池を構成する単電池層が奇数であるため，その積層方向の最も中央に位置するセパレータは１枚である。しかし，二次電池を構成する単電池層が偶数であった場合には，積層方向の最も中央に位置するセパレータが２枚となる。この場合においては，積層方向の最も中央に位置する２枚のセパレータの少なくとも一方を，その二次電池に用いられるセパレータのうち，最も軟化点の低いものとすればよい。
【００７３】
また，本形態においては，多孔性フィルムのセパレータに電解液を含ませた構成としているが，これに限るものではない。セパレータとしてメッシュ状のものを用い，これに固体電解質を含ませた構成であってもよい。
【００７４】
また，本形態においては，セパレータにより単電池層にシャットダウンを生じさせる構成について述べたが，これに限るものではない。単電池層のシャットダウンは，図５において前述したバリア層Ｂにより生じるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１００…二次電池
１１０，１１１，１１２…電極板
１２０，１２１，１２２…集電体
１４０…電極体
Ｎ１〜Ｎ１５…負極活物質層
Ｐ１〜Ｐ１５…正極活物質層
Ｓ１〜Ｓ１５…セパレータ
Ｘ１〜Ｘ１５…単電池層
【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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