フィルム外装電池、電池モジュール、モジュール集合体、フィルム外装電池の選別方法および電気自動車
【課題】フィルム外装電池の厚みを増すことなく、フィルム外装電池の表面に生じた凹みを補償する。
【解決手段】本発明のフィルム外装電池１は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素１０と、電池要素１０を気密に封止する外装フィルム４０と、外装フィルム４０の表面に設定された所定の領域６０、６２内に存在する凹み５１の上に貼られたカバーフィルム５０とを有し、領域６０、６２は、外装フィルム表面に対する電極板の投影領域から、最外層の電極板と外装フィルム４０との間に介在する部材１３ａと重なっている重複領域６１を除いた領域であることを特徴とする。
【解決手段】本発明のフィルム外装電池１は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素１０と、電池要素１０を気密に封止する外装フィルム４０と、外装フィルム４０の表面に設定された所定の領域６０、６２内に存在する凹み５１の上に貼られたカバーフィルム５０とを有し、領域６０、６２は、外装フィルム表面に対する電極板の投影領域から、最外層の電極板と外装フィルム４０との間に介在する部材１３ａと重なっている重複領域６１を除いた領域であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なフィルム外装電池は、電池要素と、該電池要素を気密に封止する外装フィルムとを有する。外装フィルムは、少なくとも熱融着層、金属層および保護層を有する。
【０００３】
上記のような構造を有するフィルム外装電池の製造過程では、外力によってフィルム外装電池の表面に微小な凹みが生じる場合がある。例えば、フィルム外装電池がロボットハンドによって挟持されると、外装フィルムの保護層表面に微小凹みが生じる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、保護層の上に保護フィルムが貼られたラミネートフィルムを用いたラミネート電池の製造方法が記載されている。具体的には、特許文献１には、次の工程を有するラミネート電池の製造方法が記載されている。
（１）熱融着層、金属箔、保護層がこの順で積層されたラミネートフィルムを用意する工程
（２）ラミネートフィルムの保護層の上に、保護フィルムを貼り付ける工程
（３）ラミネートフィルムをその熱融着層を内側にして折り曲げる工程
（４）折り曲げられたラミネートフィルムの間に発電素子を挟む工程
（５）発電素子の周囲の熱融着層を一体化させる工程
（６）保護フィルムを剥離する工程
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-０４３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている方法には次のような課題があった。すなわち、保護フィルムが貼り付けられる前に保護層に凹みが生じていた場合、保護フィルムを剥がすと、その凹みが露出してしまう。一方、保護フィルムを剥がさなければ、凹みの露出は回避できる。しかし、保護フィルムは、ラミネートフィルムの保護層の表面全体に貼られている。よって、保護フィルムを剥がさないと、フィルム外装電池の厚みが増してしまう。多くの場合、フィルム外装電池は、その厚み方向に多数積層された状態で使用される。よって、一つのフィルム外装電池の厚み増加は僅かであっても、フィルム外装電池の積層体や集合体の厚みは大きく増加してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、フィルム外装電池の厚みを増すことなく、フィルム外装電池の表面に生じた凹みを被覆することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、を有し、前記領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された第１の領域内と第２の領域内の少なくとも一方に存在する凹みの上に貼られた第１のカバーフィルムと、を有し、前記第１の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最上層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記一端と重なっている第１の重複領域を除いた領域であり、前記第２の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最下層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記他端と重なっている第２の重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、前記電極板と前記セパレータとの間に設けられた絶縁膜とを有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池を含む。さらに、本発明のフィルム外装電池は、一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材を有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜及び結束部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池を含む。さらに、前記電池要素を構成する前記複数の電極板には、相対的に面積が大きい電極板と相対的に面積が小さい電極板とが含まれ、前記投影領域を構成する前記電極板は、相対的に面積が小さい方の電極板であることが好ましい。
【００１１】
本発明の電池モジュールは、上記本発明の複数のフィルム外装電池と、前記複数のフィルム外装電池が積層状態で収納されたケースとを有する。前記複数のフィルム外装電池は、前記電池要素を構成している前記電極板の積層方向に沿って積層されている。
【００１２】
本発明のモジュール集合体では、上記本発明の複数の電池モジュールが重ねて配置され、それら複数の電池モジュール同士が互いに連結されている。
【００１３】
本発明の電気自動車では、上記本発明のモジュール集合体がシートの下方に配置されている。
【００１４】
本発明のフィルム外装電池の選別方法は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素が外装フィルムによって気密に封止されたフィルム外装電池を選別する方法であって、前記フィルム外装電池の表面における凹みの有無を判別する工程と、前記凹みの位置が所定領域内であるか否かを判定する工程と、を有し、前記所定領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィルム外装電池の厚みを増すことなく、フィルム外装電池の表面に生じた凹みを被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】フィルム外装電池の実施形態の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すフィルム外装電池の分解斜視図である。
【図３】図１中のＡ-Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図４】フィルムの積層構造を示す模式的断面図である。
【図５】図１中のＢ-Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】電池モジュールの実施形態の一例を示す断面図である。
【図７Ａ】モジュール集合体の実施形態の一例を示す部分断面図である。
【図７Ｂ】モジュール集合体の使用例を示す模式図である。
【図８】フィルム外装電池の製造ラインの一部を示す模式図である。
【図９】フィルム外装電池の選別工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るフィルム外装電池１の外観斜視図、図２は分解斜視図である。また、図３は、図１中のＡ-Ａ線に沿った拡大断面図である。これらの図面に示すように、フィルム外装電池１は、電池要素１０と、該電池要素１０を気密に封止する２枚のフィルム４１、４２とを有する。
【００１８】
図２に示すように、電池要素１０は、セパレータ１８（図３）を介して交互に積層された複数の正極板１１および負極板１２を有する。負極板１２よりも正極板１１の方がサイズ（面積）が小さい。電池要素１０の対向する２つの長辺上には、積層された正極板１１および負極板１２を固定する結束部材（テープ１３）が貼られている。より具体的には、各長辺上の２個所に、テープ１３がそれぞれ貼られている。各テープ１３は、電池要素１０の側面を通って最上層の電極板（図３に示す負極板１２ａ）と最下層の電極板（図３に示す負極板１２ｂ）とに跨っている。換言すれば、各テープ１３の一端は、最上層の負極板１２ａの表面に固定され、他端は最下層の負極板１２ｂの表面に固定されている。なお、テープ１３の厚みは約５０μｍである。
【００１９】
また、各正極板１１からは正極延出部１４が引き出され、各負極板１２からは負極延出部１５が引き出されている。さらに、各正極延出部１４は、正極リード１６の一端に一括して接合され、各負極延出部１５は、負極リード１７の一端に一括して接合されている。
【００２０】
図３に示すように、正極板１１の両面には正極活物質が塗布され、負極板１２の両面には負極活物質が塗布されている。また、正極板１１とセパレータ１８との間には絶縁層１９が設けられている。具体的には、正極板１１と、その両側にあるセパレータ１８との間に、正極活物質の塗布領域と正極延出部１４との境界を跨ぐように絶縁膜が配置されて絶縁層１９が形成されている。換言すれば、絶縁層１９の一端は、正極板１１上の正極活物質の端部を覆っており、他端は、セパレータ１８の外側に延在して正極延出部１４の根元を覆っている。なお、絶縁層１９の厚みは約３０μｍである。
【００２１】
各フィルム４１、４２は、図４に示す積層構造を有するラミネートフィルムである。すなわち、フィルム４１、４２は、少なくとも熱融着層４３、金属層４４および保護層４５を有する。熱融着層４３はポリプロピレン（PP（polypropylene））からなり、金属層４４はアルミニウム（Al（Aluminum））からなり、保護層４５はポリエチレンテレフタレート（PET（polyethylene terephthalate））からなる。フィルム４１、４２の厚みは約１２０μｍであり、保護層４５の厚みは約２０μｍである。もっとも、フィルム４１、４２の厚みや各層の厚みは適宜変更することができる。また、各層の材料は上記材料に限定されない。
【００２２】
再び図２を参照する。各フィルム４１、４２は、互いの熱融着層４３（図４）を内側にして電池要素１０を上下から挟んでいる。また、各フィルム４１、４２の対向する熱融着層同士は熱融着されている。図２では、各フィルム４１、４２の熱融着層のうち、互いに熱融着されている領域を斜線で示してある。以下の説明では、熱融着によって一体化された２枚のフィルム４１、４２を“外装フィルム４０”と呼ぶ場合がある。
【００２３】
図１に示すように、正極リード１６の一端は、外装フィルム４０の一辺（短辺）から該外装フィルム４０の外側に引き出されている。また、負極リード１７の一端は、外装フィルムの他の一辺（短辺）から該外装フィルム４０の外側に引き出されている。
【００２４】
次に、本発明の特徴であるカバーフィルムについて説明する。図１、図２に示すように、外装フィルム４０の表面には、厚みが約５０μｍのカバーフィルム５０が部分的に貼られている。図５に、図１のＢ-Ｂ断面を示す。図５に示すように、カバーフィルム５０は、外装フィルム４０の保護層４５（図４）の表面に生じた微小凹み５１の上に貼られている。外装フィルム４０の表面に微小凹み５１が生じる理由は既述のとおりである。
【００２５】
ここで、フィルム外装電池１の厚み増加を回避すべく、カバーフィルム５０は、フィルム外装電池表面に設定された所定領域内にのみ貼られている。
【００２６】
以下、上記目的に基づいて設定されている上記所定領域について詳細に説明する。図５に示すように、本実施形態では、フィルム４１の表面上に第１の領域６０が、フィルム４２の表面上に第２の領域６２がそれぞれ設定されている。もっとも、第１の領域６０と第２の領域６２とは実質的に同一である。そこで、フィルム４１の表面上に設定されている第１の領域６０について詳細に説明し、フィルム４２の表面上に設定されている第２の領域６２に関しては、第１の領域６０との相違点についてのみ説明する。図１、図２では、第１の領域６０が鎖線で示されている。
【００２７】
フィルム４１の表面に設定されている第１の領域６０は、フィルム４１の表面（保護層４５の表面）に対する電極板（正極板１１（図３））の投影領域と略同一である。最上層の負極板１２ａを投影対象としても良いが、最上層に位置する負極板１２ａよりもサイズ（面積）が小さい正極板１１を投影領域の対象とすることが好ましい。理由は、外装フィルム４０の内部を減圧状態にする場合には、フィルム４１、４２の端部側が電極側に湾曲しそれによりサイズが大きい負極板の端部も湾曲するおそれがある。湾曲した部分には、カバーフィルム５０を貼付し難くいからである。
【００２８】
図５に示すように、上記投影領域内には、テープ１３の端部１３ａが存在している。また、図３に示すように、上記投影領域内には、絶縁層１９（図３）の一部が存在している。したがって、図３と図５に示すように、上記投影領域内には、テープ１３や絶縁層１９の厚みに応じた段差が存在している。換言すれば、上記投影領域のうち、テープ１３の端部１３ａや絶縁層１９の一部と重なっている領域（重複領域６１）は、他の領域よりも高い。したがって、重複領域６１にカバーテープ５０が貼られると、カバーテープ５０の厚み分だけフィルム外装電池１の厚みが増してしまう。一方、重複領域６１以外の領域にカバーテープ５０が貼られた場合、カバーフィルム５０の厚みは、重複領域６１と他の領域との間の段差によって吸収される。
【００２９】
なお、本例におけるカバーフィルム５０の厚みが約５０μｍなのに対し、絶縁層１９の厚みは約３０μｍである。しかし、図３に示すように、絶縁層１９は、各正極板１１の表裏面（２層）に夫々貼られている。例えば、絶縁層が３枚の正極板の表裏に夫々貼られている場合、３０μm×２層×３枚＝１８０μmとなり、電池の表面と裏面にそれぞれ９０μmが確保され、５０μmのカバーフィルム５０は吸収される。したがって、上記投影領域のうち、絶縁層１９と重なっている領域と他の領域との間には、カバーフィルム５０の厚み以上の段差が存在することになる。
【００３０】
また、テープ１３とカバーテープ５０の厚みは夫々５０μmであり、上記投影領域のうち、テープ１３ａと重なっている領域と他との領域の間にはカバーフィルム５０の厚みを吸収する段差が存在することになる。
【００３１】
要するに、フィルム４１の表面上に設定されている第１の領域６０は、フィルム４１の表面に対する正極板１１の投影領域から第１の重複領域６１を除いた領域である。また、フィルム４２の表面上に設定されている第２の領域６２は、フィルム４２の表面に対する正極板１１の投影領域から第２の重複領域６１を除いた領域である。
【００３２】
これまでの説明から、実施形態１においては、上記目的に基づいて設定される上記所定領域とは、外装フィルム表面に対する電極板の投影領域から、最外層の電極板と外装フィルムとの間に介在する部材（テープ１３ａ）及び電極板とセパレータとの間に介在する部材（絶縁層１９）と重なっている領域を除いた残りの領域であることが理解できるはずである。なお、図５に示す電池要素１０の最外層の電極板とフィルム４１との間に、テープ１３の端部以外の何らかの部材が介在している場合もあり得るが、このような場合には、重複領域６１には、上記投影領域のうち、当該部材と重なっている領域も含まれることになる。
【００３３】
なお、電池要素１０の最上層の電極板と最下層の電極板の一方または双方が正極板であってもよい。正極板が最上層の場合でも、投影領域を構成する電極板は、面積が小さい方の電極板である正極板であることが好ましい。
【００３４】
また、図示されているテープ１３または絶縁層１９のいずれか一方を省略することもできる。テープ１３または絶縁層１９が省略されると、第１、第２の領域６０、６２が拡大することは上記説明から自明である。
【００３５】
また、図示されているカバーフィルム５０は矩形であるが、カバーフィルム５０の形状は矩形に限定されない。さらに、微小凹み５１の縁とカバーフィルム５０の縁との間の最短距離は５ｍｍ以上であることが好ましい。また、本実施形態におけるカバーフィルム５０は、粘着層と樹脂層の二層構造を有し、粘着層には剥離紙が貼り付けられている。カバーフィルム５０を外装フィルム４０の表面に貼り付ける際には、剥離紙を剥がして粘着層を露出させる。もっとも、カバーフィルム５０の構造は上記構造に限定されるものではない。さらに、外装フィルム４０の表面には、２つ以上のカバーフィルム５０を重ならないように貼ることもできる。また、大きさや厚みが異なる複数のカバーフィルムを組み合わせて用いることもできる。
【００３６】
（実施形態２）
図６に、本発明のフィルム外装電池を用いた電池モジュール２の一例を示す。図示されている電池モジュール２では、３つのフィルム外装電池１Ａ〜１Ｃがモジュールケース３内に収納されて一体化されている。モジュールケース３は、箱型のケース本体３ａと蓋３ｂとから構成されている。３つのフィルム外装電池１Ａ〜１Ｃは、ケース本体３ａ内に、その厚み方向に積層されて収納されている。ここで、上段のフィルム外装電池１Ａおよび下段のフィルム外装電池１Ｃの第１の領域６０にはカバーフィルム５０がそれぞれ貼られている。また、中段のフィルム外装電池１Ｂの第２の領域６２にはカバーフィルム５０が貼られている。フィルム外装電池１Ａ、１Ｃでは、カバーフィルム５０の厚みが、第１の領域６０と重複領域６１との間の段差によって吸収されている。また、フィルム外装電池１Ｂでは、カバーフィルム５０の厚みが、第２の領域６２と重複領域６１との間の段差によって吸収されている。すなわち、いずれのフィルム外装電池においても、カバーフィルム５０の貼り付けによる厚みの増加は見られない。よって、電池モジュール２の厚み（高さ）は、カバーフィルムが貼られていないフィルム外装電池を用いた電池モジュールと同一である。このように、フィルム外装電池がその厚み方向に積層して収納されているモジュール電池においても、厚さの増加を招くことが無い。
【００３７】
（実施形態３）
図７Ａに、図６に示す電池モジュール２を用いたモジュール集合体４の一例を示す。図示されているモジュール集合体４では、複数の電池モジュール２がハウジング５内に二段重ねで収納されている。具体的には、下段の各電池モジュール２の上に、上段の各電池モジュール２が載せられている。上段の電池モジュール２の蓋３ａ（図６）の上には、隣接する電池モジュール間に跨る固定板６が載せられている。さらに、固定板６を貫通するボルト７が、上下の電池モジュール２を貫通している。換言すれば、上下の電池モジュール２は、これらを貫通するボルト７によって一体化され、隣接する電池モジュール同士は、固定板６を介して一体化されている。このように、複数の電池モジュール２は互いに連結されて一体化されている。換言すれば、ハウジング５は必須ではなく、省略することもできる。
【００３８】
図７Ａに示すモジュール集合体４は様々な用途に使用されるが、その一例として電気自動車用バッテリーがある。例えば、図７Ｂに示すように、電気自動車８のシート９の下方にモジュール集合体４が配置される。なお、電気自動車８のシート９の下方に複数のモジュール集合体４を配置する場合、シート９の下方に設けられた空間に、複数のモジュール集合体４を重ねて配置してもよい。すなわち、ハウジング５を省略してもよい。
【００３９】
本発明のフィルム外装電池がその厚み方向に積層されたモジュール電池が電気自動車の高さ方向に積層されたモジュール集合体をシートの下方に配置することにより、シート上方の車室内空間の自由度を向上させることができる。
【００４０】
（実施形態４）
次に、図１、図２に示すフィルム外装電池１の製造方法について説明する。但し、従来の製造方法と共通する工程については説明を省略する。ここでは、フィルム外装電池１を製造する工程のうち、微小凹みがあるフィルム外装電池と、微小凹みのないフィルム外装電池とを選別する工程について説明する。
【００４１】
図８は、フィルム外装電池１の製造ラインの一部を示す模式図である。図９は、選別工程のフローチャート図である。図８に示すように、製造ライン上には、共通トレー７０、ステージ７１、分配トレー７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、判定手段７３および移動手段７４が設けられている。判定手段７３は、カメラ８０と、カメラ８０によって撮影された画像を処理し、微小凹みの有無を判断するコンピュータ８１と、コンピュータ８１によって実行されるプログラムや各種データが記憶されたメモリ８２とから構成されている。移動手段７４は、コンピュータ８１の命令に基づいて動作するロボットアームから構成されている。
【００４２】
まず、複数のフィルム外装電池１が収容された共通トレー７０が不図示の搬送手段によって所定位置まで搬送される。共通トレー７０が所定位置まで搬送されると、ロボットアーム７４は、共通トレー７０から一つのフィルム外装電池１を取り出し（Step1）、取り出したフィルム外装電池１をステージ７１へ移動させる（Step2）。次に、カメラ８０がステージ７１上のフィルム外装電池１の表面を撮影する（Setp3）。
【００４３】
カメラ８０の撮影画像はコンピュータ８１に入力され、該コンピュータ８１によって処理される（Step4）。次いで、コンピュータ８１は、画像処理の結果に基づいて、微小凹みの有無を判別する（Step5）。具体的には、コンピュータ８１は、撮影画像内の輝度情報に基づいてフィルム外装電池１の縁および微小凹みを検出する。より具体的に説明する。撮影画像内では、フィルム外装電池１の縁に相当する画素の前後で輝度が急峻に変化する。よって、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素とその画素の座標を求めることによってフィルム外装電池１の縁を検出する。さらに、フィルム外装電池１の表面に微小凹みがある場合、その微小凹みに相当する画素の前後においても輝度が急峻に変化する。よって、検出されたフィルム外装電池１の縁の内側に、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素があるか否かを判定することによって、微小凹みの有無を検出する。
【００４４】
微小凹みが検出された場合、すなわち、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素が発見された場合、コンピュータ８１は、微小凹みが上記第１の領域６０または第２の領域６２にあるか否かを判定する（Step6）。具体的には、コンピュータ８１は、微小凹みに相当する画素（隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素）の座標を求める。一方、メモリ８２内には、第１の領域６０または第２の領域６２の境界の座標を示す領域情報が予め記憶されている。コンピュータ８１は、メモリ８２から読み出した領域情報と、微小凹みに相当する画素の座標とを比較して、微小凹みが第１の領域６０または第２の領域６２の内側にあるか否かを判定する。
【００４５】
上記Step5において微小凹みが無いと判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第１の分配トレー７２ａに移される（Step7）。
【００４６】
上記Step6において微小凹みが所定領域外に存在していると判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第２の分配トレー７２ｂに移される（Step8）。一方、上記Step6において微小凹みが所定領域内に存在していると判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第３の分配トレー７２ｃに移される（Step9）。
【００４７】
なお、上記Step６において微小凹みが所定領域内に存在していると判定され、当該微小凹みに上記カバーフィルム５０を貼る場合、そのカバーフィルム５０が所定領域をはみ出すか否かを判定する工程を実施してもよい。具体的には、メモリ８２にカバーフィルム５０の大きさを示すサイズ情報を予め記憶させておく。コンピュータ８１は、メモリ８２から読み出したサイズ情報および上記領域情報と、微小凹みの中心を示す座標とに基づいて上記判定を行う。このとき、カバーフィルム５０は、該カバーフィルム５０の中心と微小凹みの中心とが一致するように貼り付けられることを前提として判定を行う。
【００４８】
また、上記Step５やStep６での判定結果を示す記号や文字をフィルム外装電池１の表面に印刷してもよい。この印刷には、例えばインクジェットプリンタを利用することができる。判定結果を示す記号などが印刷される場合、フィルム外装電池１を判定結果に基づいて異なる分配トレー７２ａ〜７２ｃに振り分ける必要はない。
【００４９】
また、検出した座標データを用いて、マニピュレータなどで微小凹みにカバーフィルムを貼り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ フィルム外装電池
２ 電池モジュール
３ モジュールケース
４ モジュール集合体
８ 電気自動車
９ シート
１１ 正極板
１２ 負極板
１２ａ （最上層の）負極板
１２ｂ （最下層の）負極板
１３ テープ
１８ セパレータ
１９ 絶縁層
４０ 外装フィルム
４１、４２ フィルム
５０ カバーフィルム
６０ 第１の領域
６１ 重複領域
６２ 第２の領域
８０ カメラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なフィルム外装電池は、電池要素と、該電池要素を気密に封止する外装フィルムとを有する。外装フィルムは、少なくとも熱融着層、金属層および保護層を有する。
【０００３】
上記のような構造を有するフィルム外装電池の製造過程では、外力によってフィルム外装電池の表面に微小な凹みが生じる場合がある。例えば、フィルム外装電池がロボットハンドによって挟持されると、外装フィルムの保護層表面に微小凹みが生じる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、保護層の上に保護フィルムが貼られたラミネートフィルムを用いたラミネート電池の製造方法が記載されている。具体的には、特許文献１には、次の工程を有するラミネート電池の製造方法が記載されている。
（１）熱融着層、金属箔、保護層がこの順で積層されたラミネートフィルムを用意する工程
（２）ラミネートフィルムの保護層の上に、保護フィルムを貼り付ける工程
（３）ラミネートフィルムをその熱融着層を内側にして折り曲げる工程
（４）折り曲げられたラミネートフィルムの間に発電素子を挟む工程
（５）発電素子の周囲の熱融着層を一体化させる工程
（６）保護フィルムを剥離する工程
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-０４３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている方法には次のような課題があった。すなわち、保護フィルムが貼り付けられる前に保護層に凹みが生じていた場合、保護フィルムを剥がすと、その凹みが露出してしまう。一方、保護フィルムを剥がさなければ、凹みの露出は回避できる。しかし、保護フィルムは、ラミネートフィルムの保護層の表面全体に貼られている。よって、保護フィルムを剥がさないと、フィルム外装電池の厚みが増してしまう。多くの場合、フィルム外装電池は、その厚み方向に多数積層された状態で使用される。よって、一つのフィルム外装電池の厚み増加は僅かであっても、フィルム外装電池の積層体や集合体の厚みは大きく増加してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、フィルム外装電池の厚みを増すことなく、フィルム外装電池の表面に生じた凹みを被覆することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、を有し、前記領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された第１の領域内と第２の領域内の少なくとも一方に存在する凹みの上に貼られた第１のカバーフィルムと、を有し、前記第１の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最上層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記一端と重なっている第１の重複領域を除いた領域であり、前記第２の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最下層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記他端と重なっている第２の重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のフィルム外装電池は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、前記電極板と前記セパレータとの間に設けられた絶縁膜とを有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池を含む。さらに、本発明のフィルム外装電池は、一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材を有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜及び結束部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池を含む。さらに、前記電池要素を構成する前記複数の電極板には、相対的に面積が大きい電極板と相対的に面積が小さい電極板とが含まれ、前記投影領域を構成する前記電極板は、相対的に面積が小さい方の電極板であることが好ましい。
【００１１】
本発明の電池モジュールは、上記本発明の複数のフィルム外装電池と、前記複数のフィルム外装電池が積層状態で収納されたケースとを有する。前記複数のフィルム外装電池は、前記電池要素を構成している前記電極板の積層方向に沿って積層されている。
【００１２】
本発明のモジュール集合体では、上記本発明の複数の電池モジュールが重ねて配置され、それら複数の電池モジュール同士が互いに連結されている。
【００１３】
本発明の電気自動車では、上記本発明のモジュール集合体がシートの下方に配置されている。
【００１４】
本発明のフィルム外装電池の選別方法は、セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素が外装フィルムによって気密に封止されたフィルム外装電池を選別する方法であって、前記フィルム外装電池の表面における凹みの有無を判別する工程と、前記凹みの位置が所定領域内であるか否かを判定する工程と、を有し、前記所定領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィルム外装電池の厚みを増すことなく、フィルム外装電池の表面に生じた凹みを被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】フィルム外装電池の実施形態の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すフィルム外装電池の分解斜視図である。
【図３】図１中のＡ-Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図４】フィルムの積層構造を示す模式的断面図である。
【図５】図１中のＢ-Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】電池モジュールの実施形態の一例を示す断面図である。
【図７Ａ】モジュール集合体の実施形態の一例を示す部分断面図である。
【図７Ｂ】モジュール集合体の使用例を示す模式図である。
【図８】フィルム外装電池の製造ラインの一部を示す模式図である。
【図９】フィルム外装電池の選別工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るフィルム外装電池１の外観斜視図、図２は分解斜視図である。また、図３は、図１中のＡ-Ａ線に沿った拡大断面図である。これらの図面に示すように、フィルム外装電池１は、電池要素１０と、該電池要素１０を気密に封止する２枚のフィルム４１、４２とを有する。
【００１８】
図２に示すように、電池要素１０は、セパレータ１８（図３）を介して交互に積層された複数の正極板１１および負極板１２を有する。負極板１２よりも正極板１１の方がサイズ（面積）が小さい。電池要素１０の対向する２つの長辺上には、積層された正極板１１および負極板１２を固定する結束部材（テープ１３）が貼られている。より具体的には、各長辺上の２個所に、テープ１３がそれぞれ貼られている。各テープ１３は、電池要素１０の側面を通って最上層の電極板（図３に示す負極板１２ａ）と最下層の電極板（図３に示す負極板１２ｂ）とに跨っている。換言すれば、各テープ１３の一端は、最上層の負極板１２ａの表面に固定され、他端は最下層の負極板１２ｂの表面に固定されている。なお、テープ１３の厚みは約５０μｍである。
【００１９】
また、各正極板１１からは正極延出部１４が引き出され、各負極板１２からは負極延出部１５が引き出されている。さらに、各正極延出部１４は、正極リード１６の一端に一括して接合され、各負極延出部１５は、負極リード１７の一端に一括して接合されている。
【００２０】
図３に示すように、正極板１１の両面には正極活物質が塗布され、負極板１２の両面には負極活物質が塗布されている。また、正極板１１とセパレータ１８との間には絶縁層１９が設けられている。具体的には、正極板１１と、その両側にあるセパレータ１８との間に、正極活物質の塗布領域と正極延出部１４との境界を跨ぐように絶縁膜が配置されて絶縁層１９が形成されている。換言すれば、絶縁層１９の一端は、正極板１１上の正極活物質の端部を覆っており、他端は、セパレータ１８の外側に延在して正極延出部１４の根元を覆っている。なお、絶縁層１９の厚みは約３０μｍである。
【００２１】
各フィルム４１、４２は、図４に示す積層構造を有するラミネートフィルムである。すなわち、フィルム４１、４２は、少なくとも熱融着層４３、金属層４４および保護層４５を有する。熱融着層４３はポリプロピレン（PP（polypropylene））からなり、金属層４４はアルミニウム（Al（Aluminum））からなり、保護層４５はポリエチレンテレフタレート（PET（polyethylene terephthalate））からなる。フィルム４１、４２の厚みは約１２０μｍであり、保護層４５の厚みは約２０μｍである。もっとも、フィルム４１、４２の厚みや各層の厚みは適宜変更することができる。また、各層の材料は上記材料に限定されない。
【００２２】
再び図２を参照する。各フィルム４１、４２は、互いの熱融着層４３（図４）を内側にして電池要素１０を上下から挟んでいる。また、各フィルム４１、４２の対向する熱融着層同士は熱融着されている。図２では、各フィルム４１、４２の熱融着層のうち、互いに熱融着されている領域を斜線で示してある。以下の説明では、熱融着によって一体化された２枚のフィルム４１、４２を“外装フィルム４０”と呼ぶ場合がある。
【００２３】
図１に示すように、正極リード１６の一端は、外装フィルム４０の一辺（短辺）から該外装フィルム４０の外側に引き出されている。また、負極リード１７の一端は、外装フィルムの他の一辺（短辺）から該外装フィルム４０の外側に引き出されている。
【００２４】
次に、本発明の特徴であるカバーフィルムについて説明する。図１、図２に示すように、外装フィルム４０の表面には、厚みが約５０μｍのカバーフィルム５０が部分的に貼られている。図５に、図１のＢ-Ｂ断面を示す。図５に示すように、カバーフィルム５０は、外装フィルム４０の保護層４５（図４）の表面に生じた微小凹み５１の上に貼られている。外装フィルム４０の表面に微小凹み５１が生じる理由は既述のとおりである。
【００２５】
ここで、フィルム外装電池１の厚み増加を回避すべく、カバーフィルム５０は、フィルム外装電池表面に設定された所定領域内にのみ貼られている。
【００２６】
以下、上記目的に基づいて設定されている上記所定領域について詳細に説明する。図５に示すように、本実施形態では、フィルム４１の表面上に第１の領域６０が、フィルム４２の表面上に第２の領域６２がそれぞれ設定されている。もっとも、第１の領域６０と第２の領域６２とは実質的に同一である。そこで、フィルム４１の表面上に設定されている第１の領域６０について詳細に説明し、フィルム４２の表面上に設定されている第２の領域６２に関しては、第１の領域６０との相違点についてのみ説明する。図１、図２では、第１の領域６０が鎖線で示されている。
【００２７】
フィルム４１の表面に設定されている第１の領域６０は、フィルム４１の表面（保護層４５の表面）に対する電極板（正極板１１（図３））の投影領域と略同一である。最上層の負極板１２ａを投影対象としても良いが、最上層に位置する負極板１２ａよりもサイズ（面積）が小さい正極板１１を投影領域の対象とすることが好ましい。理由は、外装フィルム４０の内部を減圧状態にする場合には、フィルム４１、４２の端部側が電極側に湾曲しそれによりサイズが大きい負極板の端部も湾曲するおそれがある。湾曲した部分には、カバーフィルム５０を貼付し難くいからである。
【００２８】
図５に示すように、上記投影領域内には、テープ１３の端部１３ａが存在している。また、図３に示すように、上記投影領域内には、絶縁層１９（図３）の一部が存在している。したがって、図３と図５に示すように、上記投影領域内には、テープ１３や絶縁層１９の厚みに応じた段差が存在している。換言すれば、上記投影領域のうち、テープ１３の端部１３ａや絶縁層１９の一部と重なっている領域（重複領域６１）は、他の領域よりも高い。したがって、重複領域６１にカバーテープ５０が貼られると、カバーテープ５０の厚み分だけフィルム外装電池１の厚みが増してしまう。一方、重複領域６１以外の領域にカバーテープ５０が貼られた場合、カバーフィルム５０の厚みは、重複領域６１と他の領域との間の段差によって吸収される。
【００２９】
なお、本例におけるカバーフィルム５０の厚みが約５０μｍなのに対し、絶縁層１９の厚みは約３０μｍである。しかし、図３に示すように、絶縁層１９は、各正極板１１の表裏面（２層）に夫々貼られている。例えば、絶縁層が３枚の正極板の表裏に夫々貼られている場合、３０μm×２層×３枚＝１８０μmとなり、電池の表面と裏面にそれぞれ９０μmが確保され、５０μmのカバーフィルム５０は吸収される。したがって、上記投影領域のうち、絶縁層１９と重なっている領域と他の領域との間には、カバーフィルム５０の厚み以上の段差が存在することになる。
【００３０】
また、テープ１３とカバーテープ５０の厚みは夫々５０μmであり、上記投影領域のうち、テープ１３ａと重なっている領域と他との領域の間にはカバーフィルム５０の厚みを吸収する段差が存在することになる。
【００３１】
要するに、フィルム４１の表面上に設定されている第１の領域６０は、フィルム４１の表面に対する正極板１１の投影領域から第１の重複領域６１を除いた領域である。また、フィルム４２の表面上に設定されている第２の領域６２は、フィルム４２の表面に対する正極板１１の投影領域から第２の重複領域６１を除いた領域である。
【００３２】
これまでの説明から、実施形態１においては、上記目的に基づいて設定される上記所定領域とは、外装フィルム表面に対する電極板の投影領域から、最外層の電極板と外装フィルムとの間に介在する部材（テープ１３ａ）及び電極板とセパレータとの間に介在する部材（絶縁層１９）と重なっている領域を除いた残りの領域であることが理解できるはずである。なお、図５に示す電池要素１０の最外層の電極板とフィルム４１との間に、テープ１３の端部以外の何らかの部材が介在している場合もあり得るが、このような場合には、重複領域６１には、上記投影領域のうち、当該部材と重なっている領域も含まれることになる。
【００３３】
なお、電池要素１０の最上層の電極板と最下層の電極板の一方または双方が正極板であってもよい。正極板が最上層の場合でも、投影領域を構成する電極板は、面積が小さい方の電極板である正極板であることが好ましい。
【００３４】
また、図示されているテープ１３または絶縁層１９のいずれか一方を省略することもできる。テープ１３または絶縁層１９が省略されると、第１、第２の領域６０、６２が拡大することは上記説明から自明である。
【００３５】
また、図示されているカバーフィルム５０は矩形であるが、カバーフィルム５０の形状は矩形に限定されない。さらに、微小凹み５１の縁とカバーフィルム５０の縁との間の最短距離は５ｍｍ以上であることが好ましい。また、本実施形態におけるカバーフィルム５０は、粘着層と樹脂層の二層構造を有し、粘着層には剥離紙が貼り付けられている。カバーフィルム５０を外装フィルム４０の表面に貼り付ける際には、剥離紙を剥がして粘着層を露出させる。もっとも、カバーフィルム５０の構造は上記構造に限定されるものではない。さらに、外装フィルム４０の表面には、２つ以上のカバーフィルム５０を重ならないように貼ることもできる。また、大きさや厚みが異なる複数のカバーフィルムを組み合わせて用いることもできる。
【００３６】
（実施形態２）
図６に、本発明のフィルム外装電池を用いた電池モジュール２の一例を示す。図示されている電池モジュール２では、３つのフィルム外装電池１Ａ〜１Ｃがモジュールケース３内に収納されて一体化されている。モジュールケース３は、箱型のケース本体３ａと蓋３ｂとから構成されている。３つのフィルム外装電池１Ａ〜１Ｃは、ケース本体３ａ内に、その厚み方向に積層されて収納されている。ここで、上段のフィルム外装電池１Ａおよび下段のフィルム外装電池１Ｃの第１の領域６０にはカバーフィルム５０がそれぞれ貼られている。また、中段のフィルム外装電池１Ｂの第２の領域６２にはカバーフィルム５０が貼られている。フィルム外装電池１Ａ、１Ｃでは、カバーフィルム５０の厚みが、第１の領域６０と重複領域６１との間の段差によって吸収されている。また、フィルム外装電池１Ｂでは、カバーフィルム５０の厚みが、第２の領域６２と重複領域６１との間の段差によって吸収されている。すなわち、いずれのフィルム外装電池においても、カバーフィルム５０の貼り付けによる厚みの増加は見られない。よって、電池モジュール２の厚み（高さ）は、カバーフィルムが貼られていないフィルム外装電池を用いた電池モジュールと同一である。このように、フィルム外装電池がその厚み方向に積層して収納されているモジュール電池においても、厚さの増加を招くことが無い。
【００３７】
（実施形態３）
図７Ａに、図６に示す電池モジュール２を用いたモジュール集合体４の一例を示す。図示されているモジュール集合体４では、複数の電池モジュール２がハウジング５内に二段重ねで収納されている。具体的には、下段の各電池モジュール２の上に、上段の各電池モジュール２が載せられている。上段の電池モジュール２の蓋３ａ（図６）の上には、隣接する電池モジュール間に跨る固定板６が載せられている。さらに、固定板６を貫通するボルト７が、上下の電池モジュール２を貫通している。換言すれば、上下の電池モジュール２は、これらを貫通するボルト７によって一体化され、隣接する電池モジュール同士は、固定板６を介して一体化されている。このように、複数の電池モジュール２は互いに連結されて一体化されている。換言すれば、ハウジング５は必須ではなく、省略することもできる。
【００３８】
図７Ａに示すモジュール集合体４は様々な用途に使用されるが、その一例として電気自動車用バッテリーがある。例えば、図７Ｂに示すように、電気自動車８のシート９の下方にモジュール集合体４が配置される。なお、電気自動車８のシート９の下方に複数のモジュール集合体４を配置する場合、シート９の下方に設けられた空間に、複数のモジュール集合体４を重ねて配置してもよい。すなわち、ハウジング５を省略してもよい。
【００３９】
本発明のフィルム外装電池がその厚み方向に積層されたモジュール電池が電気自動車の高さ方向に積層されたモジュール集合体をシートの下方に配置することにより、シート上方の車室内空間の自由度を向上させることができる。
【００４０】
（実施形態４）
次に、図１、図２に示すフィルム外装電池１の製造方法について説明する。但し、従来の製造方法と共通する工程については説明を省略する。ここでは、フィルム外装電池１を製造する工程のうち、微小凹みがあるフィルム外装電池と、微小凹みのないフィルム外装電池とを選別する工程について説明する。
【００４１】
図８は、フィルム外装電池１の製造ラインの一部を示す模式図である。図９は、選別工程のフローチャート図である。図８に示すように、製造ライン上には、共通トレー７０、ステージ７１、分配トレー７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、判定手段７３および移動手段７４が設けられている。判定手段７３は、カメラ８０と、カメラ８０によって撮影された画像を処理し、微小凹みの有無を判断するコンピュータ８１と、コンピュータ８１によって実行されるプログラムや各種データが記憶されたメモリ８２とから構成されている。移動手段７４は、コンピュータ８１の命令に基づいて動作するロボットアームから構成されている。
【００４２】
まず、複数のフィルム外装電池１が収容された共通トレー７０が不図示の搬送手段によって所定位置まで搬送される。共通トレー７０が所定位置まで搬送されると、ロボットアーム７４は、共通トレー７０から一つのフィルム外装電池１を取り出し（Step1）、取り出したフィルム外装電池１をステージ７１へ移動させる（Step2）。次に、カメラ８０がステージ７１上のフィルム外装電池１の表面を撮影する（Setp3）。
【００４３】
カメラ８０の撮影画像はコンピュータ８１に入力され、該コンピュータ８１によって処理される（Step4）。次いで、コンピュータ８１は、画像処理の結果に基づいて、微小凹みの有無を判別する（Step5）。具体的には、コンピュータ８１は、撮影画像内の輝度情報に基づいてフィルム外装電池１の縁および微小凹みを検出する。より具体的に説明する。撮影画像内では、フィルム外装電池１の縁に相当する画素の前後で輝度が急峻に変化する。よって、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素とその画素の座標を求めることによってフィルム外装電池１の縁を検出する。さらに、フィルム外装電池１の表面に微小凹みがある場合、その微小凹みに相当する画素の前後においても輝度が急峻に変化する。よって、検出されたフィルム外装電池１の縁の内側に、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素があるか否かを判定することによって、微小凹みの有無を検出する。
【００４４】
微小凹みが検出された場合、すなわち、隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素が発見された場合、コンピュータ８１は、微小凹みが上記第１の領域６０または第２の領域６２にあるか否かを判定する（Step6）。具体的には、コンピュータ８１は、微小凹みに相当する画素（隣接する画素に比べて輝度が急峻に変化している画素）の座標を求める。一方、メモリ８２内には、第１の領域６０または第２の領域６２の境界の座標を示す領域情報が予め記憶されている。コンピュータ８１は、メモリ８２から読み出した領域情報と、微小凹みに相当する画素の座標とを比較して、微小凹みが第１の領域６０または第２の領域６２の内側にあるか否かを判定する。
【００４５】
上記Step5において微小凹みが無いと判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第１の分配トレー７２ａに移される（Step7）。
【００４６】
上記Step6において微小凹みが所定領域外に存在していると判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第２の分配トレー７２ｂに移される（Step8）。一方、上記Step6において微小凹みが所定領域内に存在していると判定された場合、当該フィルム外装電池１は、ロボットアーム７４によって第３の分配トレー７２ｃに移される（Step9）。
【００４７】
なお、上記Step６において微小凹みが所定領域内に存在していると判定され、当該微小凹みに上記カバーフィルム５０を貼る場合、そのカバーフィルム５０が所定領域をはみ出すか否かを判定する工程を実施してもよい。具体的には、メモリ８２にカバーフィルム５０の大きさを示すサイズ情報を予め記憶させておく。コンピュータ８１は、メモリ８２から読み出したサイズ情報および上記領域情報と、微小凹みの中心を示す座標とに基づいて上記判定を行う。このとき、カバーフィルム５０は、該カバーフィルム５０の中心と微小凹みの中心とが一致するように貼り付けられることを前提として判定を行う。
【００４８】
また、上記Step５やStep６での判定結果を示す記号や文字をフィルム外装電池１の表面に印刷してもよい。この印刷には、例えばインクジェットプリンタを利用することができる。判定結果を示す記号などが印刷される場合、フィルム外装電池１を判定結果に基づいて異なる分配トレー７２ａ〜７２ｃに振り分ける必要はない。
【００４９】
また、検出した座標データを用いて、マニピュレータなどで微小凹みにカバーフィルムを貼り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ フィルム外装電池
２ 電池モジュール
３ モジュールケース
４ モジュール集合体
８ 電気自動車
９ シート
１１ 正極板
１２ 負極板
１２ａ （最上層の）負極板
１２ｂ （最下層の）負極板
１３ テープ
１８ セパレータ
１９ 絶縁層
４０ 外装フィルム
４１、４２ フィルム
５０ カバーフィルム
６０ 第１の領域
６１ 重複領域
６２ 第２の領域
８０ カメラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、を有し、
前記領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項２】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された第１の領域内と第２の領域内の少なくとも一方に存在する凹みの上に貼られた第１のカバーフィルムと、を有し、
前記第１の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最上層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記一端と重なっている第１の重複領域を除いた領域であり、
前記第２の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最下層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記他端と重なっている第２の重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項３】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、前記電極板と前記セパレータとの間に設けられた絶縁膜とを有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項４】
請求項３に記載のフィルム外装電池であって、
一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材をさらに有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜及び前記結束部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィルム外装電池であって、前記複数の電極板には、相対的に面積が大きい電極板と相対的に面積が小さい電極板とが含まれ、前記投影領域を構成する前記電極板は、相対的に面積が小さい方の電極板であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の複数のフィルム外装電池と、
前記複数のフィルム外装電池が積層状態で収納されたケースと、を有し、
前記複数のフィルム外装電池は、前記電池要素を構成している前記電極板の積層方向に沿って積層されていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の複数の電池モジュールが重ねて配置され、それら複数の電池モジュール同士が互いに連結されていることを特徴とするモジュール集合体。
【請求項８】
請求項７に記載のモジュール集合体がシートの下方に配置されていることを特徴とする電気自動車。
【請求項９】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素が外装フィルムによって気密に封止されたフィルム外装電池を選別する方法であって、
前記フィルム外装電池の表面における凹みの有無を判別する工程と、前記凹みの位置が所定の領域内であるか否かを判定する工程と、を有し、
前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池の選別方法。
【請求項１】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、を有し、
前記領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータとの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項２】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された第１の領域内と第２の領域内の少なくとも一方に存在する凹みの上に貼られた第１のカバーフィルムと、を有し、
前記第１の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最上層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記一端と重なっている第１の重複領域を除いた領域であり、
前記第２の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記最下層の電極板の表面に固定されている前記結束部材の前記他端と重なっている第２の重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項３】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素と、
前記電池要素を気密に封止する外装フィルムと、
前記外装フィルムの表面に設定された所定の領域内に存在する凹みの上に貼られたカバーフィルムと、前記電極板と前記セパレータとの間に設けられた絶縁膜とを有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項４】
請求項３に記載のフィルム外装電池であって、
一端が前記電池要素の最上層の電極板の表面に固定され、他端が最下層の電極板の表面に固定された結束部材をさらに有し、前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、前記絶縁膜及び前記結束部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィルム外装電池であって、前記複数の電極板には、相対的に面積が大きい電極板と相対的に面積が小さい電極板とが含まれ、前記投影領域を構成する前記電極板は、相対的に面積が小さい方の電極板であることを特徴とするフィルム外装電池。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の複数のフィルム外装電池と、
前記複数のフィルム外装電池が積層状態で収納されたケースと、を有し、
前記複数のフィルム外装電池は、前記電池要素を構成している前記電極板の積層方向に沿って積層されていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の複数の電池モジュールが重ねて配置され、それら複数の電池モジュール同士が互いに連結されていることを特徴とするモジュール集合体。
【請求項８】
請求項７に記載のモジュール集合体がシートの下方に配置されていることを特徴とする電気自動車。
【請求項９】
セパレータを介して積層された複数の電極板を備えた電池要素が外装フィルムによって気密に封止されたフィルム外装電池を選別する方法であって、
前記フィルム外装電池の表面における凹みの有無を判別する工程と、前記凹みの位置が所定の領域内であるか否かを判定する工程と、を有し、
前記所定の領域は、前記外装フィルム表面に対する前記電極板の投影領域から、最外層の前記電極板と前記外装フィルムとの間または前記電極板と前記セパレータの間に介在する部材と重なっている重複領域を除いた領域であることを特徴とするフィルム外装電池の選別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４２１４４（Ｐ２０１２−１４２１４４Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３００１（Ｐ２０１０−２９３００１）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０７３５７２３２）オートモーティブエナジーサプライ株式会社 (12)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０７３５７２３２）オートモーティブエナジーサプライ株式会社 (12)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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