リチウム二次電池
【課題】過充電時の安全性を確保することができるリチウム二次電池を提供する。
【解決手段】リチウムイオン二次電池は、外装体に４辺を有する矩形状のラミネートフィルムが使用されている。ラミネートフィルムの４辺の辺縁部は熱溶着で封止されており、ラミネートフィルムの対向する２辺にはそれぞれ正極端子及び負極端子が挟み込まれている。ラミネートフィルム内には、正極板１４及び負極板１５が交互に積層された積層電極群１０が封入されている。各正極板１４及び負極板１５は、正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。正極板１４は、正極端子に接続されていない３辺が熱溶着で袋状に加工されたポリエチレン製のセパレータ１２に１枚ずつ挿入されている。過充電時に正負極端子間及び正負極板間の内部短絡が抑制される。
【解決手段】リチウムイオン二次電池は、外装体に４辺を有する矩形状のラミネートフィルムが使用されている。ラミネートフィルムの４辺の辺縁部は熱溶着で封止されており、ラミネートフィルムの対向する２辺にはそれぞれ正極端子及び負極端子が挟み込まれている。ラミネートフィルム内には、正極板１４及び負極板１５が交互に積層された積層電極群１０が封入されている。各正極板１４及び負極板１５は、正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。正極板１４は、正極端子に接続されていない３辺が熱溶着で袋状に加工されたポリエチレン製のセパレータ１２に１枚ずつ挿入されている。過充電時に正負極端子間及び正負極板間の内部短絡が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウム二次電池に係り、特に、正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電話等のポータブル機器用電源として民生用の分野に広く普及してきたが、ポータブル機器の小型化、多機能化が進み、用いられる電源にも小型・軽量化が要望されてきた。このため、リチウム二次電池の外装体として用いられてきた金属缶や樹脂の容器に代えて、食品包装や医療包装の分野で広く用いられている軽量で加工性のよいアルミニウムを基材としたラミネートフィルムを外装体として適用することが検討され、現在では、ポータブル機器用の電源に広く用いられている。
【０００３】
一方、自動車産業界においては環境問題に対応すべく、動力源を完全に電池のみとした排出ガスのない電気自動車と、内燃機関エンジン及び電池の両方を動力源とするバイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が本格化し、一部実用化されている。電気自動車等の移動体用電源として、高エネルギー密度を有するリチウム二次電池が注目されている。また、アシスト自転車や電動スクータ等の小型移動体用の電源としても開発が盛んに進められている。このような移動体用電源の分野においても外装体に金属缶等の容器を用いた電池の開発が先行しているが、ラミネートフィルムを外装体に用いたリチウム二次電池の検討も活発化している。
【０００４】
移動体用の電源には、高出力・高エネルギーが要求されるため、電池容量は民生用よりも大きくなり、数十本のリチウム二次電池を接続した電池モジュールとして利用されている。外装体に金属缶等の剛体の容器を用いたリチウム二次電池では、安全性を確保するために電池容器内に電流遮断機構等の安全機構を収容することが比較的容易であり、電池モジュールでは過充電のような電池異常時でも安全性を確保するために複数の保護機能が組み込まれている。
【０００５】
これに対して、外装体にラミネートフィルムを用いたリチウム二次電池では、電極群を略矩形状のラミネートフィルムで包み込み、ラミネートフィルムの重ね合わせ（辺縁）部を熱溶着して封止し、熱溶着部の１辺に通電用の正負極端子を挟み込んだ構造を有している。熱溶着の際には、電池内部を減圧にし、大気圧で外装体に電極群を固定するのが一般的なため、電池内に上述した安全機構等を収容することは難しい。安全機構を備えていない電池では、過充電時に、電池が発熱して電解液の気化及び分解ガスの発生により電池内圧が上昇してラミネートフィルムが膨張し、ラミネートフィルムの熱溶着部が剥離して電池外部にガスを噴出する。この発熱及びガス噴出によりセパレータが収縮し、正極板及び負極板が電池内部で短絡すると、短絡電流による急激な発熱が生じ、活物質の熱暴走反応（多量のガス発生を伴う急激な発熱反応）を引き起こす。ラミネートフィルムの膨張を抑制するために、例えば、電極群及びラミネートフィルム間に接着材層を配置する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、接着材層により電極群及びラミネートフィルム間の膨張は抑制されるものの、ガス発生に伴いラミネートフィルムの熱溶着部に圧力がかかり易くなるため、熱溶着部の剥離やガス噴出を抑制することはできない。また、熱溶着部が剥離してガスを噴出したラミネートフィルムの辺縁部近傍では、セパレータが収縮するため、正負極板間の内部短絡が生じ易い、という問題がある。更に、正極端子及び負極端子がラミネートフィルムの同一辺から導出されている場合には、熱溶着部の剥離に伴い正負極端子が接触し易くなるため、内部短絡を起こし熱暴走反応に移行し易くなる、という問題もある。従って、過充電時の安全性を保つためには、電池内に蓄積されたガスを速やかに電池外に放出させ、熱暴走反応を生じさせずに充電不能状態とすることが必要となる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、過充電時の安全性を確保することができるリチウム二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池において、前記電極群からの正極端子及び負極端子が前記ラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されており、前記正極端子が導出された１辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が前記正極板を包み込むように熱溶着されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、正極端子及び負極端子がラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されているため、過充電時に発生したガスが正極端子及び負極端子が導出された近傍から放出されても、正極端子及び負極端子間の内部短絡が抑制されると共に、正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が正極板を包み込むように熱溶着されているため、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺からガスが放出されてセパレータが収縮しても、正極板及び負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制することができリチウム二次電池の安全性を確保することができる。
【００１１】
この場合において、正極端子及び負極端子が、ラミネート外装フィルムから導出された幅を、該導出されたラミネート外装フィルムの辺の長さの１／２以上とすれば、過充電時に正極端子及び負極端子を通じて放熱し易くなるので、電池内部でのガス発生を抑制することができる。また、正極端子及び負極端子をラミネート外装フィルムの長辺からそれぞれ導出するようにしてもよい。更に、ラミネート外装フィルムの４辺のうち、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外のいずれか１辺をラミネート外装フィルム自体の折り返し部分としてもよい。また、ラミネート外装フィルムの４辺のうち、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺をラミネート外装フィルム自体が溶着された溶着部としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、過充電時でも、正極端子及び負極端子がラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されているため、正極端子及び負極端子間の内部短絡が抑制されると共に、正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が正極板を包み込むように熱溶着されているため、正極板及び負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制することができリチウム二次電池の安全性を確保することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を適用可能なラミネートフィルムを外装体としたリチウムイオン二次電池の実施の形態について説明する。
【００１４】
（構成）
本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、図１に示すように、外装体に４辺を有する矩形状のラミネートフィルム２が使用されている。ラミネートフィルム２内には、図示を省略した積層電極群が封入されている。図示を省略した積層電極群の上側のラミネートフィルム２は凸状に、下側のラミネートフィルム２は略平坦状にそれぞれ形成されている。ラミネートフィルム２の辺縁部の４辺は熱溶着で封止されており、リチウムイオン二次電池１は密閉構造とされている。ラミネートフィルム２の辺縁部の対向する２辺には、正極端子４及び負極端子５がそれぞれ先端部を互いに反対方向の外側に突出させて、ラミネートフィルム２の熱溶着部に挟み込まれている。
【００１５】
ラミネートフィルム２には、基材として厚さ４０μｍのアルミニウム（以下、Ａｌと略記する。）箔が用いられている。Ａｌ箔は、一面に絶縁保護用の厚さ２５μｍのナイロン（以下、ＯＮと略記する。）製フィルムが、他面に厚さ８０μｍの熱溶着樹脂のポリプロピレン（以下、ＰＰと略記する。）製フィルムが積層されている。ラミネートフィルム２は、ＯＮ製フィルム、Ａｌ箔、ＰＰ製フィルムの順に接着剤を介して積層されプレス加工されており、３層構造を有している。
【００１６】
正極端子４には断面の厚さ０．１ｍｍ、幅が後述する所定幅のＡｌ板が使用されており、Ａｌ板の外周にはシールテープとして厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍのＰＰ製テープが貼り付けられている。負極端子５には断面の厚さ０．１ｍｍ、幅が後述する所定幅のニッケル（以下、Ｎｉと略記する。）板が使用されており、Ｎｉ板の外周にはシールテープとして厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍのＰＰ製テープが貼り付けられている。正極端子４及び負極端子５の周囲には、熱溶着時に軟化したラミネートフィルム２のＰＰ樹脂が隙間なく密着している。
【００１７】
図２に示すように、積層電極群１０は、１０枚の正極板１４と１１枚の負極板１５とが、積層電極群１０の上下両端が負極板１５となるように交互に積層されている。正極板１４は、厚さ４０μｍで矩形状のポリエチレン製フィルムの３辺が熱溶着で袋状に加工されたセパレータ１２に１枚ずつ挿入されている。このため、各正極板１４及び負極板１５間にはセパレータ１２が介在している。また、積層電極群１０の対向する２辺のうち１辺には図示を省略した正極リード片が位置し、他辺には図示しない負極リード片が位置するように積層されている。正極リード片及び負極リード片はそれぞれ集合させて正極端子４及び負極端子５にそれぞれ超音波溶接で接続されている。
【００１８】
積層電極群１０を構成する正極板１４は、正極集電体として厚さ２０μｍのアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の両面には、正極活物質としてマンガン酸リチウムを含む正極合剤が塗着されている。正極合剤には、例えば、マンガン酸リチウム１００重量部に対して、導電剤として鱗片状黒鉛の１０重量部及び結着剤としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）の５重量部が配合されている。正極合剤のアルミニウム箔への塗布時には、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）が使用される。正極合剤塗布後、乾燥、プレス、裁断することで厚さ９０μｍで矩形状の正極板１４が形成される。なお、正極集電体の１辺には、アルミニウム製で帯状の正極リード片が超音波溶接されている。
【００１９】
一方、負極板１５は、負極集電体として厚さ１０μｍの圧延銅箔を有している。圧延銅箔の両面には、負極活物質として非晶質炭素粉末を含む負極合剤が塗着されている。負極合剤には、例えば、非晶質炭素粉末９０重量部に対して、結着剤としてＰＶＤＦの１０重量部が配合されている。負極合剤の圧延銅箔への塗布時には分散溶媒としてＮＭＰが使用される。負極合剤塗布後、乾燥、プレス、裁断することで厚さ７０μｍで矩形状の負極板１５が形成される。なお、負極集電体の一辺には、銅製で帯状の負極リード片が超音波溶接されている。
【００２０】
（電池組立）
積層電極群１０の形状に合わせて凹部が形成されたシリコンゴム製の受け台に、ラミネートフィルム２、積層電極群１０をこの順に受け台の凹部に合わせて載置した。凹部のラミネートフィルム２に非水電解液１５ｍｌを注液後、別の１枚のラミネートフィルム２を被せて２枚のラミネートフィルム２の辺縁部同士を重ね合わせた。このとき、正極端子４及び負極端子５の先端部がラミネートフィルム２の対向する２辺の辺縁部からそれぞれ反対方向の外側に突出するようにした。積層電極群１０に被せたラミネートフィルム２の上側にＰＰ製フィルムの溶融温度に加熱した金属板を減圧雰囲気下で押し当てることでラミネートフィルム２の辺縁部を熱溶着させて電池重量約８０ｇ、容量４Ａｈのリチウムイオン二次電池１の組立を完成させた。非水電解液には、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒にリチウム塩（電解質）として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル（１Ｍ）溶解したものを用いることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本実施形態に従い作製したリチウムイオン二次電池１の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例のリチウムイオン二次電池についても併記する。各実施例では図３に、各比較例では図４にそれぞれ示すように、ラミネートフィルム２を、縦方向の長さＬ１、横方向の長さＬ２の外寸とし、正極端子４及び負極端子５のラミネートフィルム２の辺に沿う幅Ｗ１として説明する。
【００２２】
（実施例１）
下表１に示すように、実施例１では、ラミネートフィルム２の外寸を、縦（Ｌ１）８０ｍｍ、横（Ｌ２）１００ｍｍとし、正極端子４及び負極端子５の幅（Ｗ１）をいずれも２０ｍｍとした。正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込み、ラミネートフィルム２の４辺を熱溶着した。このため、実施例１のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた辺以外の２辺も熱溶着されている（図３参照）。熱溶着されたラミネートフィルム２の熱溶着部３は、熱溶着幅５ｍｍに設定されている。
【００２３】
【表１】
【００２４】
（実施例２〜実施例３）
表１に示すように、実施例２〜実施例３では、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１を変える以外は実施例１と同様にした。幅Ｗ１は、実施例２では４０ｍｍ、実施例３では６０ｍｍとした。
【００２５】
（実施例４）
表１に示すように、実施例４では、ラミネートフィルム２の外寸を縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとする以外は実施例３と同様にした。
【００２６】
（実施例５）
表１に示すように、実施例５では、外寸が縦２００ｍｍ、横８０ｍｍのラミネートフィルム２を使用し、縦方向に折り返して３辺を熱溶着する以外は実施例３と同様にした。このため、実施例５のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた２辺以外の２辺のうち１辺がラミネートフィルム２の折り返し部分となり、外寸が縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとなる。
【００２７】
（比較例１）
表１に示すように、比較例１では、正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の同一辺に挟み込ませる以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した（図４参照）。
【００２８】
（比較例２）
表１に示すように、比較例２では、ラミネートフィルム２の外寸を縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとする以外は比較例１と同様にした。
【００２９】
（試験）
作製した実施例及び比較例の電池の各２０個について、過充電試験を実施し、電池中央部の最高温度、電池の現象及び発火発生率を測定した。過充電試験は、電流値４Ａ（１０Ｃ相当）とし、満充電状態から破裂発火等の現象が生じて通電不能になるまで、又は、何の現象も生じない場合は過充電率２００％（１２分）まで実施した。下表２に過充電試験の結果を示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
表２に示すように、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の同一辺に挟み込まれた比較例１及び比較例２の電池では、それぞれ１０％及び１５％の割合の電池が激しく白煙を噴出した後に発火に到り、最高温度は測定不能であった。これに対し、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込まれた実施例１〜実施例５の電池では、穏やかに白煙が発生したのみで発火に到るものは認められなかった。また、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１が長さＬ１の１／２未満の実施例１の電池では、最高温度が１６０°Ｃであるのと比較して、幅Ｗ１を長さＬ１の１／２以上とした実施例２及び実施例３の電池では、最高温度も１３５〜１４５°Ｃと低く抑えられることが判った。更に、正極端子４及び負極端子５が挟み込まれた２辺をラミネートフィルム２の長辺とした（Ｌ１＞Ｌ２）実施例４及び実施例５の電池では、最高温度１３０°Ｃと更に低く抑えられることが判った。また、正極端子４及び負極端子５が挟み込まれた辺以外の２辺のうち１辺をラミネートフィルム２の折り返し部分とした実施例５の電池でも、最高温度が１３０°Ｃに抑えられることが判った。
【００３２】
（作用等）
次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１の作用等について説明する。
【００３３】
従来のラミネートフィルムを外装体としたリチウムイオン二次電池では、過充電時に電池が発熱して非水電解液の気化及び分解ガスの発生により電池の内圧が上昇すると、ラミネートフィルムの熱溶着部が剥離し、発生したガスが電池外部に噴出する。この発熱及びガス噴出によりセパレータが収縮して正極板と負極板とが電池内部で短絡すると、短絡電流による急激な発熱が起こり、活物質の熱暴走反応に移行して激しい反応を引き起こす。過充電時の安全性を確保するために、本発明者らは、鋭意検討した結果、ガスを噴出したラミネートフィルムの熱溶着部近傍で正極板及び負極板間の内部短絡が生じることを見出した。また、正負極端子が挟み込まれた周辺では、正負極端子を通じて外部に放熱されるため、電池が発熱した際の温度上昇が抑えられ、ラミネートフィルムの熱溶着部の剥離強度が強い反面、正極端子及び負極端子が同一辺に挟み込まれている（正極端子及び負極端子の取り出し方向が同一方向である）場合に、正極端子及び負極端子間の内部短絡から熱暴走反応に移行し易いことを見出した。従って、過充電時の安全性の確保には、電池内に蓄積されたガスを速やかに電池外に放出させ、熱暴走反応を生じさせずに充電不能とすることが必要となる。
【００３４】
本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺の各１辺にそれぞれ挟み込まれている。このため、過充電時に発生したガスが正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた近傍から放出されても、正極端子及び負極端子間の内部短絡を防止することができる。また、セパレータ１２が正極板１４の正極端子４に接続された辺以外の３辺で正極板１４を包み込むように袋状に熱溶着されている。このため、過充電時に発生したガスが正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれた辺以外の２辺から放出されても、正極板１４及び負極板１５間の内部短絡を抑制することができる。従って、正負極端子間及び正負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制してガスを穏やかに放出させることができ、リチウムイオン二次電池１の安全性を確保することができる。
【００３５】
また、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、ラミネートフィルム２の対向する２辺に互いに反対方向に挟み込まれた正極端子４及び負極端子５を通じて放熱される。このため、正極端子４及び負極端子５近傍では温度上昇が抑制されるので、ガス放出及び内部短絡を正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれたラミネートフィルム２の対向する２辺以外の２辺側で発生させるように制限することができる。更に、正極板１４及び負極板１５間の内部短絡が正極端子４及び負極端子５近傍で生じても熱暴走反応への移行を抑制することができる。
【００３６】
更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５が、ラミネートフィルム２に挟み込まれた幅Ｗ１を、挟み込まれたラミネートフィルム２の辺の長さＬ１の１／２以上とすることで、過充電時の発熱が正極端子４及び負極端子５を通じて放熱し易くなるため、電池中央部の最高温度を低く抑えることができる（実施例２及び実施例３参照）。また、長方形状のラミネートフィルム２を使用したときに、正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の長辺にそれぞれ挟み込むことで、幅Ｗ１をより大きく設定することができるため、正極端子４及び負極端子５を通じた放熱が更に容易となり、電池中央部の最高温度を更に低く抑えることができる（実施例４参照）。更に、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１を大きくすることで正負極端子の断面積が大きくなるので、大電流通電を可能とすることができる。
【００３７】
また更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、ラミネートフィルム２を半分に折り返して積層電極群１０を封入することで正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれた辺以外の２辺のうち１辺をラミネートフィルム２の折り返し部分とすることができる。このため、ガス放出及び内部短絡を折り返し部分と対向する辺側で発生させるように制限することができる（実施例５参照）ので、熱暴走反応への移行を抑制することができ、リチウムイオン二次電池１の安全性を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、ラミネートフィルム２に、ＯＮ製フィルム／Ａｌ箔／ＰＰ製フィルムの３層で構成され、各構成層の厚さが、ＯＮ＝２５μｍ、Ａｌ＝４０μｍ、ＰＰ＝８０μｍのものを例示したが、本発明はラミネートフィルム２を構成する材料や各構成層の厚さに特に制限されるものではない。通常、絶縁保護層、基材層及び熱溶着層の３層であればよく、これらの層間に他の構成層を有していてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込まれている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラミネートフィルム２の対向する２辺からそれぞれ導出されていればよい。更に、本実施形態では、長方形状のラミネートフィルム２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、正方形状、菱形状としてもよい。
【００４０】
更に、本実施形態では、セパレータ１２の材質にポリエチレンを使用する例を示したが、本発明は、セパレータの材質や厚さ等に特に制限されるものではない。例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂のフィルムを使用してもよく、複数の材質のフィルムを積層して使用してもよい。
【００４１】
また更に、本実施形態では、短冊状の正極板１４及び負極板１５を交互に積層して積層電極群１０を作製する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、帯状に形成した正極板１４及び負極板１５を扁平状に捲回して作製してもよい。
【００４２】
更にまた、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを、負極活物質に非晶質炭素を使用する例を示したが、本発明は正極活物質及び負極活物質に制限されるものではない。通常リチウムイオン二次電池に使用される正負極の活物質を使用してもよい。また、本実施形態では、非水電解液にＬｉＰＦ６を電解質とし、有機溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒を用いる例を示したが、本発明は、使用される電解質及び有機溶媒に特に制限されるものではない。更に、正極端子４にＡｌ板、負極端子５にＮｉ板を用いる例を示したが、本発明はこれらの材料に限定されるものではなく、一般に電池の端子として使用される材料を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は過充電時の安全性を確保することができるリチウム二次電池を提供するため、リチウム二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用可能な実施形態の外装体にラミネートフィルムを使用したリチウムイオン二次電池の斜視図である。
【図２】実施形態のリチウムイオン二次電池の電極群を示す断面図である。
【図３】実施形態に従い作製した実施例のリチウムイオン二次電池について外寸及び正負極端子の幅を示す平面図である。
【図４】比較例のリチウムイオン二次電池について外寸及び正負極端子の幅を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ リチウムイオン二次電池（リチウム二次電池）
２ ラミネートフィルム（ラミネート外装フィルム）
４ 正極端子
５ 負極端子
１０ 積層電極群
１２ セパレータ
１４ 正極板
１５ 負極板
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウム二次電池に係り、特に、正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、主にＶＴＲカメラやノートパソコン、携帯電話等のポータブル機器用電源として民生用の分野に広く普及してきたが、ポータブル機器の小型化、多機能化が進み、用いられる電源にも小型・軽量化が要望されてきた。このため、リチウム二次電池の外装体として用いられてきた金属缶や樹脂の容器に代えて、食品包装や医療包装の分野で広く用いられている軽量で加工性のよいアルミニウムを基材としたラミネートフィルムを外装体として適用することが検討され、現在では、ポータブル機器用の電源に広く用いられている。
【０００３】
一方、自動車産業界においては環境問題に対応すべく、動力源を完全に電池のみとした排出ガスのない電気自動車と、内燃機関エンジン及び電池の両方を動力源とするバイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が本格化し、一部実用化されている。電気自動車等の移動体用電源として、高エネルギー密度を有するリチウム二次電池が注目されている。また、アシスト自転車や電動スクータ等の小型移動体用の電源としても開発が盛んに進められている。このような移動体用電源の分野においても外装体に金属缶等の容器を用いた電池の開発が先行しているが、ラミネートフィルムを外装体に用いたリチウム二次電池の検討も活発化している。
【０００４】
移動体用の電源には、高出力・高エネルギーが要求されるため、電池容量は民生用よりも大きくなり、数十本のリチウム二次電池を接続した電池モジュールとして利用されている。外装体に金属缶等の剛体の容器を用いたリチウム二次電池では、安全性を確保するために電池容器内に電流遮断機構等の安全機構を収容することが比較的容易であり、電池モジュールでは過充電のような電池異常時でも安全性を確保するために複数の保護機能が組み込まれている。
【０００５】
これに対して、外装体にラミネートフィルムを用いたリチウム二次電池では、電極群を略矩形状のラミネートフィルムで包み込み、ラミネートフィルムの重ね合わせ（辺縁）部を熱溶着して封止し、熱溶着部の１辺に通電用の正負極端子を挟み込んだ構造を有している。熱溶着の際には、電池内部を減圧にし、大気圧で外装体に電極群を固定するのが一般的なため、電池内に上述した安全機構等を収容することは難しい。安全機構を備えていない電池では、過充電時に、電池が発熱して電解液の気化及び分解ガスの発生により電池内圧が上昇してラミネートフィルムが膨張し、ラミネートフィルムの熱溶着部が剥離して電池外部にガスを噴出する。この発熱及びガス噴出によりセパレータが収縮し、正極板及び負極板が電池内部で短絡すると、短絡電流による急激な発熱が生じ、活物質の熱暴走反応（多量のガス発生を伴う急激な発熱反応）を引き起こす。ラミネートフィルムの膨張を抑制するために、例えば、電極群及びラミネートフィルム間に接着材層を配置する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５１５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、接着材層により電極群及びラミネートフィルム間の膨張は抑制されるものの、ガス発生に伴いラミネートフィルムの熱溶着部に圧力がかかり易くなるため、熱溶着部の剥離やガス噴出を抑制することはできない。また、熱溶着部が剥離してガスを噴出したラミネートフィルムの辺縁部近傍では、セパレータが収縮するため、正負極板間の内部短絡が生じ易い、という問題がある。更に、正極端子及び負極端子がラミネートフィルムの同一辺から導出されている場合には、熱溶着部の剥離に伴い正負極端子が接触し易くなるため、内部短絡を起こし熱暴走反応に移行し易くなる、という問題もある。従って、過充電時の安全性を保つためには、電池内に蓄積されたガスを速やかに電池外に放出させ、熱暴走反応を生じさせずに充電不能状態とすることが必要となる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、過充電時の安全性を確保することができるリチウム二次電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池において、前記電極群からの正極端子及び負極端子が前記ラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されており、前記正極端子が導出された１辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が前記正極板を包み込むように熱溶着されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、正極端子及び負極端子がラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されているため、過充電時に発生したガスが正極端子及び負極端子が導出された近傍から放出されても、正極端子及び負極端子間の内部短絡が抑制されると共に、正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が正極板を包み込むように熱溶着されているため、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺からガスが放出されてセパレータが収縮しても、正極板及び負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制することができリチウム二次電池の安全性を確保することができる。
【００１１】
この場合において、正極端子及び負極端子が、ラミネート外装フィルムから導出された幅を、該導出されたラミネート外装フィルムの辺の長さの１／２以上とすれば、過充電時に正極端子及び負極端子を通じて放熱し易くなるので、電池内部でのガス発生を抑制することができる。また、正極端子及び負極端子をラミネート外装フィルムの長辺からそれぞれ導出するようにしてもよい。更に、ラミネート外装フィルムの４辺のうち、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外のいずれか１辺をラミネート外装フィルム自体の折り返し部分としてもよい。また、ラミネート外装フィルムの４辺のうち、正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺をラミネート外装フィルム自体が溶着された溶着部としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、過充電時でも、正極端子及び負極端子がラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されているため、正極端子及び負極端子間の内部短絡が抑制されると共に、正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が正極板を包み込むように熱溶着されているため、正極板及び負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制することができリチウム二次電池の安全性を確保することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を適用可能なラミネートフィルムを外装体としたリチウムイオン二次電池の実施の形態について説明する。
【００１４】
（構成）
本実施形態のリチウムイオン二次電池１は、図１に示すように、外装体に４辺を有する矩形状のラミネートフィルム２が使用されている。ラミネートフィルム２内には、図示を省略した積層電極群が封入されている。図示を省略した積層電極群の上側のラミネートフィルム２は凸状に、下側のラミネートフィルム２は略平坦状にそれぞれ形成されている。ラミネートフィルム２の辺縁部の４辺は熱溶着で封止されており、リチウムイオン二次電池１は密閉構造とされている。ラミネートフィルム２の辺縁部の対向する２辺には、正極端子４及び負極端子５がそれぞれ先端部を互いに反対方向の外側に突出させて、ラミネートフィルム２の熱溶着部に挟み込まれている。
【００１５】
ラミネートフィルム２には、基材として厚さ４０μｍのアルミニウム（以下、Ａｌと略記する。）箔が用いられている。Ａｌ箔は、一面に絶縁保護用の厚さ２５μｍのナイロン（以下、ＯＮと略記する。）製フィルムが、他面に厚さ８０μｍの熱溶着樹脂のポリプロピレン（以下、ＰＰと略記する。）製フィルムが積層されている。ラミネートフィルム２は、ＯＮ製フィルム、Ａｌ箔、ＰＰ製フィルムの順に接着剤を介して積層されプレス加工されており、３層構造を有している。
【００１６】
正極端子４には断面の厚さ０．１ｍｍ、幅が後述する所定幅のＡｌ板が使用されており、Ａｌ板の外周にはシールテープとして厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍのＰＰ製テープが貼り付けられている。負極端子５には断面の厚さ０．１ｍｍ、幅が後述する所定幅のニッケル（以下、Ｎｉと略記する。）板が使用されており、Ｎｉ板の外周にはシールテープとして厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍのＰＰ製テープが貼り付けられている。正極端子４及び負極端子５の周囲には、熱溶着時に軟化したラミネートフィルム２のＰＰ樹脂が隙間なく密着している。
【００１７】
図２に示すように、積層電極群１０は、１０枚の正極板１４と１１枚の負極板１５とが、積層電極群１０の上下両端が負極板１５となるように交互に積層されている。正極板１４は、厚さ４０μｍで矩形状のポリエチレン製フィルムの３辺が熱溶着で袋状に加工されたセパレータ１２に１枚ずつ挿入されている。このため、各正極板１４及び負極板１５間にはセパレータ１２が介在している。また、積層電極群１０の対向する２辺のうち１辺には図示を省略した正極リード片が位置し、他辺には図示しない負極リード片が位置するように積層されている。正極リード片及び負極リード片はそれぞれ集合させて正極端子４及び負極端子５にそれぞれ超音波溶接で接続されている。
【００１８】
積層電極群１０を構成する正極板１４は、正極集電体として厚さ２０μｍのアルミニウム箔を有している。アルミニウム箔の両面には、正極活物質としてマンガン酸リチウムを含む正極合剤が塗着されている。正極合剤には、例えば、マンガン酸リチウム１００重量部に対して、導電剤として鱗片状黒鉛の１０重量部及び結着剤としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）の５重量部が配合されている。正極合剤のアルミニウム箔への塗布時には、分散溶媒としてＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）が使用される。正極合剤塗布後、乾燥、プレス、裁断することで厚さ９０μｍで矩形状の正極板１４が形成される。なお、正極集電体の１辺には、アルミニウム製で帯状の正極リード片が超音波溶接されている。
【００１９】
一方、負極板１５は、負極集電体として厚さ１０μｍの圧延銅箔を有している。圧延銅箔の両面には、負極活物質として非晶質炭素粉末を含む負極合剤が塗着されている。負極合剤には、例えば、非晶質炭素粉末９０重量部に対して、結着剤としてＰＶＤＦの１０重量部が配合されている。負極合剤の圧延銅箔への塗布時には分散溶媒としてＮＭＰが使用される。負極合剤塗布後、乾燥、プレス、裁断することで厚さ７０μｍで矩形状の負極板１５が形成される。なお、負極集電体の一辺には、銅製で帯状の負極リード片が超音波溶接されている。
【００２０】
（電池組立）
積層電極群１０の形状に合わせて凹部が形成されたシリコンゴム製の受け台に、ラミネートフィルム２、積層電極群１０をこの順に受け台の凹部に合わせて載置した。凹部のラミネートフィルム２に非水電解液１５ｍｌを注液後、別の１枚のラミネートフィルム２を被せて２枚のラミネートフィルム２の辺縁部同士を重ね合わせた。このとき、正極端子４及び負極端子５の先端部がラミネートフィルム２の対向する２辺の辺縁部からそれぞれ反対方向の外側に突出するようにした。積層電極群１０に被せたラミネートフィルム２の上側にＰＰ製フィルムの溶融温度に加熱した金属板を減圧雰囲気下で押し当てることでラミネートフィルム２の辺縁部を熱溶着させて電池重量約８０ｇ、容量４Ａｈのリチウムイオン二次電池１の組立を完成させた。非水電解液には、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒にリチウム塩（電解質）として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル（１Ｍ）溶解したものを用いることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本実施形態に従い作製したリチウムイオン二次電池１の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例のリチウムイオン二次電池についても併記する。各実施例では図３に、各比較例では図４にそれぞれ示すように、ラミネートフィルム２を、縦方向の長さＬ１、横方向の長さＬ２の外寸とし、正極端子４及び負極端子５のラミネートフィルム２の辺に沿う幅Ｗ１として説明する。
【００２２】
（実施例１）
下表１に示すように、実施例１では、ラミネートフィルム２の外寸を、縦（Ｌ１）８０ｍｍ、横（Ｌ２）１００ｍｍとし、正極端子４及び負極端子５の幅（Ｗ１）をいずれも２０ｍｍとした。正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込み、ラミネートフィルム２の４辺を熱溶着した。このため、実施例１のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた辺以外の２辺も熱溶着されている（図３参照）。熱溶着されたラミネートフィルム２の熱溶着部３は、熱溶着幅５ｍｍに設定されている。
【００２３】
【表１】
【００２４】
（実施例２〜実施例３）
表１に示すように、実施例２〜実施例３では、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１を変える以外は実施例１と同様にした。幅Ｗ１は、実施例２では４０ｍｍ、実施例３では６０ｍｍとした。
【００２５】
（実施例４）
表１に示すように、実施例４では、ラミネートフィルム２の外寸を縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとする以外は実施例３と同様にした。
【００２６】
（実施例５）
表１に示すように、実施例５では、外寸が縦２００ｍｍ、横８０ｍｍのラミネートフィルム２を使用し、縦方向に折り返して３辺を熱溶着する以外は実施例３と同様にした。このため、実施例５のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた２辺以外の２辺のうち１辺がラミネートフィルム２の折り返し部分となり、外寸が縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとなる。
【００２７】
（比較例１）
表１に示すように、比較例１では、正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の同一辺に挟み込ませる以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した（図４参照）。
【００２８】
（比較例２）
表１に示すように、比較例２では、ラミネートフィルム２の外寸を縦（Ｌ１）１００ｍｍ、横（Ｌ２）８０ｍｍとする以外は比較例１と同様にした。
【００２９】
（試験）
作製した実施例及び比較例の電池の各２０個について、過充電試験を実施し、電池中央部の最高温度、電池の現象及び発火発生率を測定した。過充電試験は、電流値４Ａ（１０Ｃ相当）とし、満充電状態から破裂発火等の現象が生じて通電不能になるまで、又は、何の現象も生じない場合は過充電率２００％（１２分）まで実施した。下表２に過充電試験の結果を示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
表２に示すように、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の同一辺に挟み込まれた比較例１及び比較例２の電池では、それぞれ１０％及び１５％の割合の電池が激しく白煙を噴出した後に発火に到り、最高温度は測定不能であった。これに対し、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込まれた実施例１〜実施例５の電池では、穏やかに白煙が発生したのみで発火に到るものは認められなかった。また、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１が長さＬ１の１／２未満の実施例１の電池では、最高温度が１６０°Ｃであるのと比較して、幅Ｗ１を長さＬ１の１／２以上とした実施例２及び実施例３の電池では、最高温度も１３５〜１４５°Ｃと低く抑えられることが判った。更に、正極端子４及び負極端子５が挟み込まれた２辺をラミネートフィルム２の長辺とした（Ｌ１＞Ｌ２）実施例４及び実施例５の電池では、最高温度１３０°Ｃと更に低く抑えられることが判った。また、正極端子４及び負極端子５が挟み込まれた辺以外の２辺のうち１辺をラミネートフィルム２の折り返し部分とした実施例５の電池でも、最高温度が１３０°Ｃに抑えられることが判った。
【００３２】
（作用等）
次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１の作用等について説明する。
【００３３】
従来のラミネートフィルムを外装体としたリチウムイオン二次電池では、過充電時に電池が発熱して非水電解液の気化及び分解ガスの発生により電池の内圧が上昇すると、ラミネートフィルムの熱溶着部が剥離し、発生したガスが電池外部に噴出する。この発熱及びガス噴出によりセパレータが収縮して正極板と負極板とが電池内部で短絡すると、短絡電流による急激な発熱が起こり、活物質の熱暴走反応に移行して激しい反応を引き起こす。過充電時の安全性を確保するために、本発明者らは、鋭意検討した結果、ガスを噴出したラミネートフィルムの熱溶着部近傍で正極板及び負極板間の内部短絡が生じることを見出した。また、正負極端子が挟み込まれた周辺では、正負極端子を通じて外部に放熱されるため、電池が発熱した際の温度上昇が抑えられ、ラミネートフィルムの熱溶着部の剥離強度が強い反面、正極端子及び負極端子が同一辺に挟み込まれている（正極端子及び負極端子の取り出し方向が同一方向である）場合に、正極端子及び負極端子間の内部短絡から熱暴走反応に移行し易いことを見出した。従って、過充電時の安全性の確保には、電池内に蓄積されたガスを速やかに電池外に放出させ、熱暴走反応を生じさせずに充電不能とすることが必要となる。
【００３４】
本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺の各１辺にそれぞれ挟み込まれている。このため、過充電時に発生したガスが正極端子４及び負極端子５の挟み込まれた近傍から放出されても、正極端子及び負極端子間の内部短絡を防止することができる。また、セパレータ１２が正極板１４の正極端子４に接続された辺以外の３辺で正極板１４を包み込むように袋状に熱溶着されている。このため、過充電時に発生したガスが正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれた辺以外の２辺から放出されても、正極板１４及び負極板１５間の内部短絡を抑制することができる。従って、正負極端子間及び正負極板間の内部短絡が抑制されるので、熱暴走反応への移行を抑制してガスを穏やかに放出させることができ、リチウムイオン二次電池１の安全性を確保することができる。
【００３５】
また、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、ラミネートフィルム２の対向する２辺に互いに反対方向に挟み込まれた正極端子４及び負極端子５を通じて放熱される。このため、正極端子４及び負極端子５近傍では温度上昇が抑制されるので、ガス放出及び内部短絡を正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれたラミネートフィルム２の対向する２辺以外の２辺側で発生させるように制限することができる。更に、正極板１４及び負極板１５間の内部短絡が正極端子４及び負極端子５近傍で生じても熱暴走反応への移行を抑制することができる。
【００３６】
更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、正極端子４及び負極端子５が、ラミネートフィルム２に挟み込まれた幅Ｗ１を、挟み込まれたラミネートフィルム２の辺の長さＬ１の１／２以上とすることで、過充電時の発熱が正極端子４及び負極端子５を通じて放熱し易くなるため、電池中央部の最高温度を低く抑えることができる（実施例２及び実施例３参照）。また、長方形状のラミネートフィルム２を使用したときに、正極端子４及び負極端子５をラミネートフィルム２の長辺にそれぞれ挟み込むことで、幅Ｗ１をより大きく設定することができるため、正極端子４及び負極端子５を通じた放熱が更に容易となり、電池中央部の最高温度を更に低く抑えることができる（実施例４参照）。更に、正極端子４及び負極端子５の幅Ｗ１を大きくすることで正負極端子の断面積が大きくなるので、大電流通電を可能とすることができる。
【００３７】
また更に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１では、ラミネートフィルム２を半分に折り返して積層電極群１０を封入することで正極端子４及び負極端子５がそれぞれ挟み込まれた辺以外の２辺のうち１辺をラミネートフィルム２の折り返し部分とすることができる。このため、ガス放出及び内部短絡を折り返し部分と対向する辺側で発生させるように制限することができる（実施例５参照）ので、熱暴走反応への移行を抑制することができ、リチウムイオン二次電池１の安全性を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、ラミネートフィルム２に、ＯＮ製フィルム／Ａｌ箔／ＰＰ製フィルムの３層で構成され、各構成層の厚さが、ＯＮ＝２５μｍ、Ａｌ＝４０μｍ、ＰＰ＝８０μｍのものを例示したが、本発明はラミネートフィルム２を構成する材料や各構成層の厚さに特に制限されるものではない。通常、絶縁保護層、基材層及び熱溶着層の３層であればよく、これらの層間に他の構成層を有していてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、正極端子４及び負極端子５がラミネートフィルム２の対向する２辺にそれぞれ挟み込まれている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラミネートフィルム２の対向する２辺からそれぞれ導出されていればよい。更に、本実施形態では、長方形状のラミネートフィルム２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、正方形状、菱形状としてもよい。
【００４０】
更に、本実施形態では、セパレータ１２の材質にポリエチレンを使用する例を示したが、本発明は、セパレータの材質や厚さ等に特に制限されるものではない。例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂のフィルムを使用してもよく、複数の材質のフィルムを積層して使用してもよい。
【００４１】
また更に、本実施形態では、短冊状の正極板１４及び負極板１５を交互に積層して積層電極群１０を作製する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、帯状に形成した正極板１４及び負極板１５を扁平状に捲回して作製してもよい。
【００４２】
更にまた、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを、負極活物質に非晶質炭素を使用する例を示したが、本発明は正極活物質及び負極活物質に制限されるものではない。通常リチウムイオン二次電池に使用される正負極の活物質を使用してもよい。また、本実施形態では、非水電解液にＬｉＰＦ６を電解質とし、有機溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒を用いる例を示したが、本発明は、使用される電解質及び有機溶媒に特に制限されるものではない。更に、正極端子４にＡｌ板、負極端子５にＮｉ板を用いる例を示したが、本発明はこれらの材料に限定されるものではなく、一般に電池の端子として使用される材料を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は過充電時の安全性を確保することができるリチウム二次電池を提供するため、リチウム二次電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用可能な実施形態の外装体にラミネートフィルムを使用したリチウムイオン二次電池の斜視図である。
【図２】実施形態のリチウムイオン二次電池の電極群を示す断面図である。
【図３】実施形態に従い作製した実施例のリチウムイオン二次電池について外寸及び正負極端子の幅を示す平面図である。
【図４】比較例のリチウムイオン二次電池について外寸及び正負極端子の幅を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ リチウムイオン二次電池（リチウム二次電池）
２ ラミネートフィルム（ラミネート外装フィルム）
４ 正極端子
５ 負極端子
１０ 積層電極群
１２ セパレータ
１４ 正極板
１５ 負極板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池において、前記電極群からの正極端子及び負極端子が前記ラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されており、前記正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が前記正極板を包み込むように熱溶着されていることを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項２】
前記正極端子及び負極端子は、前記ラミネート外装フィルムから導出された幅が、該導出されたラミネート外装フィルムの辺の長さの１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記正極端子及び負極端子は、前記ラミネート外装フィルムの長辺からそれぞれ導出されていることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項４】
前記ラミネート外装フィルムの４辺のうち、前記正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外のいずれか１辺は、前記ラミネート外装フィルム自体の折り返し部分であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。
【請求項５】
前記ラミネート外装フィルムの４辺のうち、前記正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺は、前記ラミネート外装フィルム自体が溶着された溶着部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。
【請求項１】
正極板及び負極板がセパレータを介して配置された電極群が４辺を有するラミネート外装フィルムで密閉されたリチウム二次電池において、前記電極群からの正極端子及び負極端子が前記ラミネート外装フィルムの対向する２辺の各１辺からそれぞれ導出されており、前記正極端子が導出された辺以外の３辺に位置するセパレータ同士が前記正極板を包み込むように熱溶着されていることを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項２】
前記正極端子及び負極端子は、前記ラミネート外装フィルムから導出された幅が、該導出されたラミネート外装フィルムの辺の長さの１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記正極端子及び負極端子は、前記ラミネート外装フィルムの長辺からそれぞれ導出されていることを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項４】
前記ラミネート外装フィルムの４辺のうち、前記正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外のいずれか１辺は、前記ラミネート外装フィルム自体の折り返し部分であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。
【請求項５】
前記ラミネート外装フィルムの４辺のうち、前記正極端子及び負極端子がそれぞれ導出された辺以外の２辺は、前記ラミネート外装フィルム自体が溶着された溶着部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のリチウム二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−６６３１１（Ｐ２００６−６６３１１Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４９６６５（Ｐ２００４−２４９６６５）
【出願日】平成１６年８月３０日（２００４．８．３０）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３０日（２００４．８．３０）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]