特開 2019-160622 ラミネート型電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-160622(P2019-160622A)

(43)【公開日】2019年9月19日

(54)【発明の名称】ラミネート型電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20190823BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20190823BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 Y

   H01M2/10 M

   H01M2/34 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-46753(P2018-46753)

(22)【出願日】2018年3月14日

(71)【出願人】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセルホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】特許業務法人池内アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】韓 龍太

(72)【発明者】

【氏名】古城 義明

(72)【発明者】

【氏名】土畑 忠義

(72)【発明者】

【氏名】武井 悠起

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA37

5H040AT04

5H040AY08

5H040CC23

5H040CC30

5H040CC38

5H040DD08

5H040DD10

5H040DD13

5H040DD24

5H040DD26

5H040NN00

5H040NN03

5H043AA04

5H043BA19

5H043CA08

5H043CA13

5H043CA22

5H043CA28

5H043DA02

5H043DA05

5H043FA06

5H043FA26

5H043FA32

5H043FA33

5H043GA06

5H043GA09

5H043KA42F

5H043LA21F

5H043LA22F

5H043LA41F

(57)【要約】

【課題】ラミネートセルが急激に温度上昇した場合にも感温性保護素子に直ちに所定の保護動作を行わせる。
【解決手段】回路基板２０は、発熱素子２２が実装された面をラミネートセル１０ａのテラス部１４ａに向けて、テラス部１４ａに対向して配置されている。感温性保護素子２７が、テラス部１４ａの回路基板２０が配置された側の面に載置されている。発熱素子２２と感温性保護素子２７とが熱伝導性部材２５を介して連結されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電要素を可撓性を有するラミネートシートで外装した、略矩形の平面視形状を有するラミネートセルと、発熱素子が実装された回路基板と、感温性保護素子とを備えたラミネート型電池であって、
前記ラミネートセルは、前記ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備え、
前記シール領域は、前記発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったテラス部を含み、
前記回路基板は、前記発熱素子が実装された面を前記テラス部に向けて、前記テラス部に対向して配置されており、
前記感温性保護素子は、前記テラス部の前記回路基板が配置された側の面に載置されており、
前記発熱素子と前記感温性保護素子とが熱伝導性部材を介して連結されていることを特徴とするラミネート型電池。

【請求項2】

前記熱伝導性部材の熱伝導率が１００〜１２００Ｗ／ｍ・Ｋである請求項１に記載のラミネート型電池。

【請求項3】

前記発熱素子は、前記ラミネートセルの充放電時に発熱する請求項１又は２に記載のラミネート型電池。

【請求項4】

前記発熱素子はヒューズである請求項１〜３のいずれか一項に記載のラミネート型電池。

【請求項5】

前記感温性保護素子は温度ブレーカである請求項１〜４のいずれか一項に記載のラミネート型電池。

【請求項6】

前記回路基板と前記テラス部との間に、圧縮変形可能なクッション材が設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載のラミネート型電池。

【請求項7】

前記回路基板から外部配線が導出されており、前記外部配線の導出方向は前記テラス部の長手方向に平行である請求項１〜６のいずれか一項に記載のラミネート形電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電要素をラミネートシートで外装したラミネートセルと感温性保護素子とを備えたラミネート型電池に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯情報端末や携帯ゲーム機などの電源として利用されている。このような用途では、小型化と大容量化という相反する要求を満たすため、薄板状の発電要素を可撓性を有するラミネートシートで外装した、略矩形の平面視形状を有するラミネート型リチウムイオン二次電池（以下「ラミネートセル」という）が多く使用されている。ラミネートセルは、発電要素の外側に、ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備えている。シール領域は、略矩形のラミネートセルの３辺又は４辺に沿っている。ラミネートセルの一辺から、発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出される。シール領域のうち、正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったシール領域は、テラス部と呼ばれる。

【0003】

ラミネートセルに保護回路部品（安全回路部品）が一体化されてラミネート型電池が構成される（例えば特許文献１参照）。保護回路部品としては、感温性保護素子（例えば、温度ブレーカ、ＰＴＣ素子）が知られている。感温性保護素子は、ラミネートセルの異常な温度上昇を検知して、所定の保護動作（電流を遮断し又は低下させる）を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１１４４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

感温性保護素子は、温度上昇したラミネートセルにより加熱され、感温性保護素子が所定温度（動作温度）に到達したとき、所定の保護動作を行う。感温性保護素子の温度は、ラミネートセルの温度上昇に遅れて上昇する。このため、ラミネートセルの温度上昇が急激である場合には、感温性保護素子が動作温度に到達する前に、ラミネートセルが危険温度に到達し、感温性保護素子による保護動作が間に合わない可能性がある。

【0006】

本発明は、ラミネートセルが急激に温度上昇した場合にも感温性保護素子が直ちに所定の保護動作を行うことができる、安全性が向上したラミネート型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】

【0007】

本発明のラミネート型電池は、発電要素を可撓性を有するラミネートシートで外装した、略矩形の平面視形状を有するラミネートセルと、発熱素子が実装された回路基板と、感温性保護素子とを備える。前記ラミネートセルは、前記ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備える。前記シール領域は、前記発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったテラス部を含む。前記回路基板は、前記発熱素子が実装された面を前記テラス部に向けて、前記テラス部に対向して配置されている。前記感温性保護素子は、前記テラス部の前記回路基板が配置された側の面に載置されている。前記発熱素子と前記感温性保護素子とが熱伝導性部材を介して連結されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、感温性保護素子は、熱伝導性部材を介して発熱素子により暖められる。このため、ラミネートセルが急激に温度上昇すると、感温性保護素子は直ちに動作温度に到達し、所定の保護動作を行うことができる。本発明のラミネート型電池は、ラミネートセルの急激な温度上昇時にも熱伝導性部材は確実に保護動作を行うことができるので、発煙や発火にいたる可能性が低減され、安全性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態１にかかるラミネート型電池の分解斜視図である。

【図2】図２Ａは、本発明の実施形態１にかかるラミネート型電池を構成するラミネートセルの斜視図である。図２Ｂは、図２Ａのラミネートセルの、対向する２辺に沿ったシール領域（耳部）を折り曲げた状態を示した斜視図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態１にかかるラミネート型電池を製造する一過程を示した斜視図である。

【図4】図４Ａは、本発明の実施形態１にかかるラミネート型電池の斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの矢印４Ｂに沿って見たラミネート型電池の側面図である。

【図5】図５Ａは、本発明の実施形態２にかかるラミネート型電池を構成するラミネートセルの斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの矢印５Ｂに沿って見た本発明の実施形態２にかかるラミネートセルの側面図である。

【図6】図６Ａは、本発明の実施形態２にかかるラミネート型電池を構成するラミネートセルの、対向する２辺に沿ったシール領域（耳部）を折り曲げた状態を示した斜視図である。図６Ｂは、図６Ａの矢印６Ｂに沿って見た本発明の実施形態２にかかるラミネートセルの側面図である。

【図7】図７Ａは、本発明の実施形態２にかかるラミネート型電池の斜視図である。図７Ｂは、図７Ａの矢印７Ｂに沿って見たラミネート型電池の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

上記の本発明のラミネート型電池において、前記熱伝導性部材の熱伝導率が１００〜１２００Ｗ／ｍ・Ｋであってもよい。熱伝導率がこの数値範囲より低いと、発熱素子から感温性保護素子への伝熱特性が低下するので、ラミネートセルが危険温度に到達する前に感温性保護素子が動作温度に到達しない事態が起こりうる。熱伝導率が大きいほど、発熱素子から感温性保護素子への伝熱特性は向上する。但し、熱伝導率が上記の数値範囲より高いと、ラミネート型電池が正常動作時にも感温性保護素子が作動する恐れがある。

【0011】

前記発熱素子は、前記ラミネートセルの充放電時に発熱してもよい。これにより、充放電時の電流を利用して感温性保護素子を暖めることができる。

【0012】

前記発熱素子はヒューズであってもよい。これにより、保護素子であるヒューズを、感温性保護素子を加熱するための発熱素子としても利用することができる。これは、電池の安全性を確保しながら、限られた面積の回路基板に実装される部品数を少なくするのに有利である。

【0013】

前記感温性保護素子は温度ブレーカであってもよい。温度ブレーカは、ＰＴＣ素子とは異なり、動作温度以下で電流を実質的にロスしない。また、一旦保護動作（電流の遮断）が行われても、その後、温度が低下すると保護動作は解除されるので、ラミネート型電池の繰り返し使用が可能である。

【0014】

前記回路基板と前記テラス部との間に、圧縮変形可能なクッション材が設けられていてもよい。これにより、回路基板がテラス部に異常に接近するのを防止できる。これは、ラミネートシートが損傷するのを防止するのに有利である。

【0015】

前記回路基板から外部配線が導出されていてもよい。この場合、前記外部配線の導出方向は前記テラス部の長手方向に平行であってもよい。

【0016】

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の各図に示された各部材を変更または省略し得る。各実施形態の説明において引用する図面において、先行する実施形態で引用した図面に示された部材に対応する部材には、当該先行する実施形態の図面で付された符号と同じ符号が付してある。そのような部材については、重複する説明が省略されており、先行する実施形態の説明を適宜参酌すべきである。

【0017】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかるラミネート型電池（以下、単に「電池」という）１の分解斜視図である。電池１は、ラミネートセル（以下、単に「セル」という）１０ａ及び回路基板２０を備える。

【0018】

図２Ａは、セル１０ａの斜視図である。セル１０ａは、略矩形の平面視形状を有し、当該略矩形の縦横寸法に比べて厚みが薄い薄板形状を有する。このセル１０ａは、ラミネートシート１３からなる外装内に、略矩形の平面視形状を有する薄板状の発電要素（図示せず）が電解液とともに封入されたものである。発電要素は、正極集電体の所定領域の両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、負極集電体の所定領域の両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して交互に積層されてなる電極積層体である。電池の種類は特に制限はないが、二次電池、中でもリチウムイオン二次電池が好ましい。

【0019】

ラミネートシート１３は、発電要素に比べて薄く、且つ、可撓性を有している。ラミネートシート１３は、例えば、アルミニウム等からなる基層の、発電要素に対向する側の面に熱融着性樹脂層（例えば変性ポリオレフィン層）が積層された多層シートであってもよい。１枚の矩形のラミネートシート１３が、発電要素を挟むように二つ折りにされ、発電要素の外側で重ね合わされてヒートシール法などによりシールされている。ラミネートシート１３がシールされたシール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、略矩形のセル１０ａの３辺に沿っている。シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃは共通する一平面に沿っている。発電要素に対応する略矩形のエンボス１２が、シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対して一方の側に突出している。セル１０ａのように、シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対して一方の側のみにエンボス１２が突出したセルは、一般に、「片エンボス型」、または、ラミネートシート１３の成形形状に着目して「片絞り型」と呼ばれる。本発明では、説明の便宜のために、片エンボス型のセル１０ａにおいて、エンボス１２が突出した側の面をセル１０ａの「正面」と呼び、これと反対側の面をセル１０ａの「裏面」と呼ぶ。また、正面と裏面とを結ぶ方向を「厚さ方向」又は「上下方向」と呼ぶ。シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに共通する平面に平行な方向を「水平方向」と呼ぶ。

【0020】

シール領域１４ａから、正極タブ１１ｐ及び負極タブ１１ｎが導出されている。正極タブ１１ｐ及び負極タブ１１ｎは、短冊形状を有し、シール領域１４ａの長手方向に対して直交する方向（即ち、シール領域１４ａの両端につながる一対のシール領域１４ｂ，１４ｃと平行な方向）に沿って延びている。正極タブ１１ｐは、例えばアルミニウムの薄板からなり、発電要素を構成する複数の正極集電体（図示せず）と電気的に接続されている。負極タブ１１ｎは、例えばニッケルの薄板等からなり、発電要素を構成する複数の負極集電体（図示せず）と電気的に接続されている。

【0021】

本発明では、正極タブ１１ｐ及び負極タブ１１ｎが導出されたシール領域１４ａを「テラス部」という。また、テラス部１４ａの両端に接続されたシール領域１４ｂ，１４ｃを「耳部」という。第１耳部１４ｂ及び第２耳部１４ｃは、テラス部１４ａが沿うセル１０ａの辺に対して垂直な辺に沿って延びる。セル１０ａの外寸法を小さくするために、図２Ｂに示すように、耳部１４ｂ，１４ｃは、エンボス１２と同じ側にテラス部１４ａに対して略直角に折り曲げられる。折り曲げられた耳部１４ｂ，１４ｃは、エンボス１２の側面に、両面粘着テープ等を用いて固定される。テラス部１４ａは、エンボス１２と耳部１４ｂ，１４ｃとによってその三方向が囲まれる。

【0022】

図１に戻り、回路基板２０は、細長い薄板状物であり、テラス部１４ａと略同じかこれより短い長手方向寸法を有する。回路基板２０の第１面には発熱素子２２が実装されている。発熱素子２２は、セル１０ａの充放電時の電流によって自己発熱する。本実施形態１では、発熱素子２２は、所定の電流に達すると所定の保護動作を行う発熱性保護素子であり、具体的にはヒューズ（電流ヒューズ）である。ヒューズは、自身を電流が流れることにより発熱する。ヒューズは、外部短絡等によって過電流が発生すると、ヒューズ内のヒューズエレメントが発熱・溶断して回路を遮断する。一旦保護動作（電流の遮断）が行われると、動作以前状態に復帰することはない。ラミネート型電池として通常使用されるヒューズを発熱素子２２として使用することができる。

【0023】

回路基板２０の第１面には、さらに、ＦＥＴ素子等の電子部品からなる保護回路部品（安全回路部品）２３が実装され、また、正極入力端子２１ｐ及び負極入力端子２１ｎが設けられている。

【0024】

外部配線２４が、回路基板２０の第１面に設けられた端子（図１では見えない）に接続されている。封止部２４ｂが、回路基板２０の第１面に設けられた端子（図示せず）と外部配線２４との電気的接続部を封止し絶縁している。封止部２４ｂは、公知のグルー（glue）や、絶縁性を有する樹脂や接着剤からなる。外部配線２４は、回路基板２０の長手方向の一方の側（第１耳部１４ｂ側）の端の近傍に接続され、回路基板２０からテラス部１４ａ（または回路基板２０）の長手方向に平行に導出されている。外部配線２４の先端には、コネクタ２４ａが設けられている。コネクタ２４ａは、電池１が組み込まれる機器に設けられたコネクタ（機器側コネクタ）に接続される。外部配線２４を介して、電池１に対して充放電を行うことができる。外部配線２４は、可撓性を有する複数本（本実施形態１では３本）のケーブルの集合体である。外部配線２４を構成する各ケーブルは、銅などの導電性を有するワイヤ（導電性ワイヤ）と、当該導電性ワイヤを被覆するポリウレタンなどの絶縁性材料（絶縁被覆）とを備え、被覆線とも呼ばれる。本実施形態の外部配線２４は、複数のケーブルの絶縁被覆が互いに融着して連結されたフラットケーブルである。複数本のケーブルの種別は特に制限はないが、例えば、正極ケーブル、負極ケーブル、ラミネートセル１０ａの温度検出を行うための温度検出用ケーブル等を含んでいてもよい。外部配線２４を構成するケーブルの数や、各ケーブルの機能は、本実施形態に限定されず、任意に変更しうる。コネクタ２４ａは省略されてもよい。

【0025】

電池１は、更に感温性保護素子２７を備える。感温性保護素子２７は、自身が所定の温度に達すると所定の保護動作を行う素子本体部と、素子本体部から互いに反対向きに導出された第１リード２７ａ及び第２リード２７ｂとを備える。本実施形態１では、感温性保護素子２７として温度ブレーカを用いる。温度ブレーカの保護動作は、電流の遮断であり、一旦保護動作が行われても、その後、温度が低下すると保護動作（電流の遮断）は解除される。第１リード２７ａ及び第２リード２７ｂは、導電性を有する金属からなる短冊状の薄板である。第１リード２７ａは、セル１０ａの正極タブ１１ｐに接続される。第２リード２７ｂは、導電タブ２８を介して、回路基板２０の第１面に設けられた正極入力端子２１ｐに接続される。導電タブ２８は、導電性を有する金属（例えばニッケル）からなる短冊状の薄板である。

【0026】

セル１０ａの負極タブ１１ｎは、回路基板２０の第１面に設けられた負極入力端子２１ｎに接続される。

【0027】

発熱素子２２と感温性保護素子２７との間に、熱伝導性部材２５が設けられる。熱伝導性部材２５は、熱伝導性と絶縁性とを兼ね備える。熱伝導性部材２５の熱伝導率は、制限されないが、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更には２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、１２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下、更には１０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下が好ましい。熱伝導性部材２５の構成は、制限されないが、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導性を有する金属層を絶縁性を有する樹脂層（例えばＰＥＴ等のポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂）で被覆した積層構造を有していてもよい。熱伝導性部材２５の一実施例として、スリーエムジャパン株式会社製「ヒートスプレッダーテープ」を例示できる。熱伝導性部材２５を介して、発熱素子２２と感温性保護素子２７とが連結される（後述する図４Ｂ参照）。熱伝導性部材２５を発熱素子２２及び感温性保護素子２７に固定する方法は、制限はないが、例えば両面粘着テープまたは接着剤を用いることができる。本実施形態１では、熱伝導性部材２５は、発熱素子２２と感温性保護素子２７との間の距離に対応した厚さを有する略直方体形状（またはブロック形状）を有する。熱伝導性部材２５が所望する厚さを有するように、シート状の熱伝導性部材２５を複数層積層してもよい。

【0028】

テラス部１４ａと回路基板２０との間に２つのクッション材２６ａ，２６ｂが設けられる。クッション材２６ａ，２６ｂは、略直方体形状を有し、圧縮変形可能な弾性体からなる。クッション材２６ａ，２６ｂとしては、制限はないが、フォーム材やスポンジなどのように、外力を加えると容易に変形し、外力を取り除くと初期形状に復元する材料を用いうる。クッション材２６ａ，２６ｂは、好ましくは絶縁性を有する。クッション材２６ａ，２６ｂは、例えばウレタンフォームやポリエチレンスポンジなどであってもよく、一実施例として株式会社ロジャースイノアック製の「ＰＯＲＯＮ（登録商業）」を例示できる。好ましくは、クッション材２６ａ，２６ｂの上下面に両面粘着テープまたは接着剤が付与される。

【0029】

図３に、電池１を製造する一過程を示す。感温性保護素子２７が、テラス部１４ａのエンボス１２が突出する側と同じ側の面に載置されている。感温性保護素子２７をテラス部１４ａに固定する方法は、制限されないが、例えば両面粘着テープまたは接着剤を用いることができる。感温性保護素子２７（特にその素子本体部）上に熱伝導性部材２５が載置されている。正極タブ１１ｐは、略「Ｕ」字状に折り曲げられている。負極タブ１１ｎ及び導電タブ２８は、セル１０ａと回路基板２０との間で、互いに平行に延びている。クッション材２６ａ，２６ｂがテラス部１４ａのエンボス１２が突出する側と同じ側の面に取り付けられている。第１クッション材２６ａは第１耳部１４ｂの近傍に配置され、第２クッション材２６ｂは、第２耳部１４ｃの近傍に配置されている。

【0030】

図３の状態から、回路基板２０の第１面（発熱素子２２及び保護回路部品２３が実装され且つ外部配線２４が接続された面）がテラス部１４ａの感温性保護素子２７が載置された面に向くようにして、回路基板２０をテラス部１４ａに対向させる。負極タブ１１ｎ及び導電タブ２８は、テラス部１４ａの長手方向に沿って見たとき略「Ｕ」字状になるように、折り曲げまたは湾曲される。

【0031】

図４Ａは、回路基板２０がテラス部１４ａに重ね合わされた、電池１の斜視図である。回路基板２０の第２面（発熱素子２２及び保護回路部品２３が実装され且つ外部配線２４が接続された面とは反対側の面）は、セル１０ａのエンボス１２の頂面と厚さ方向において略同じ位置にある。回路基板２０の平坦な第２面と、エンボス１２の頂面とは、共通する一平面を構成する。セル１０ａ及び回路基板２０を含む電池本体１ａの上下方向の両面は、実質的に突起がない略平坦面である。電池本体１ａを、必要に応じて外装シート（図示せず）で包装してもよい。外装シートは、制限されないが、例えば絶縁性を有する樹脂又は紙などからなる。

【0032】

図４Ｂは、図４Ａの矢印４Ｂに沿って見た電池１の側面図である。発熱素子２２と感温性保護素子２７とが厚さ方向に対向し、これらの間に熱伝導性部材２５が配置されている。熱伝導性部材２５は、発熱素子２２と感温性保護素子２７とを連結している。

【0033】

電池１の異常時の保護動作について説明する。

【0034】

発熱素子２２は、電池１（またはセル１０ａ）の充放電時に流れる電流によって自己発熱する。外部短絡等によって過電流が流れると、発熱素子２２は急激に発熱する。発熱素子２２は、所定の電流に達すると所定の保護動作（本実施形態１では電流の遮断）を行う。

【0035】

感温性保護素子２７は、過充電等によるセル１０ａの異常昇温を検知して所定の保護動作（本実施形態１では電流の遮断）を行う。感温性保護素子２７がテラス部１４ａに載置されていること、及び、セル１０ａの正極タブ１１ｐが感温性保護素子２７の第１リード２７ａに接続されていることは、セル１０ａから感温性保護素子２７への伝熱を容易にし、セル１０ａの温度上昇に対する感温性保護素子２７の検出感度を向上するのに有利である。

【0036】

感温性保護素子２７が所定の保護動作を行うためには、感温性保護素子２７が保護動作を行う温度（これを「動作温度」という）にまで加熱される必要がある。本実施形態１の電池１と異なり、熱伝導性部材２５が設けられていない電池（この電池を「比較例」という）では、異常昇温したセル１０ａの熱は、テラス部１４ａ及び正極タブ１１ｐを介して、感温性保護素子２７に伝熱される。セル１０ａの温度上昇が急激である場合、セル１０ａが危険温度に到達しても、感温性保護素子２７はまだ動作温度に到達していないという事態が起こりうる。セル１０ａのこのような急激な温度上昇は、例えば、電池１の充電器の電圧制御回路の不作動（故障）などによってセル１０ａが過充電された場合に起こる。

【0037】

これに対して、本実施形態１では、発熱素子２２と感温性保護素子２７とが熱伝導性部材２５を介して連結されている。電池１に対する充放電時には、発熱素子２２は常に発熱する。発熱素子２２の熱は、熱伝導性部材２５を介して感温性保護素子２７に伝熱される。従って、電池１に対して充放電を行っている状態では、感温性保護素子２７は、発熱素子２２によって常に暖められている。このときの感温性保護素子２７の温度は、熱伝導性部材２５が設けられていない上記比較例のそれよりは高く、且つ、感温性保護素子２７の動作温度より低い。このため、セル１０ａが急激に温度上昇すると、テラス部１４ａ及び正極タブ１１ｐを介したわずかな伝熱で、感温性保護素子２７は直ちに動作温度に到達し、所定の保護動作を行うことができる。本実施形態１の電池１は、セル１０ａが急激に温度上昇した場合にも感温性保護素子による保護動作が間に合わない可能性が低減され、安全性に優れる。

【0038】

熱伝導性部材２５は絶縁性を有するので、例えば熱伝導性部材２５が、正極タブ１１ｐ又は第１リード２７ａと、導電タブ２８とに接触しても、短絡は生じない。

【0039】

外部配線２４は、回路基板２０の第１面（テラス部１４ａに対向する面）に接続されている。外部配線２４は、平面視形状が細長い矩形である回路基板２０の長手方向の一方の側（第１耳部１４ｂ側）の端の近傍に接続され、第１耳部１４ｂの側から、テラス部１４ａ（または回路基板２０）の長手方向に平行に導出されている。これは、電池１が組み込まれる機器内での外部配線２４の取り回しの簡単化や当該機器の小型化に有利でありうる。

【0040】

クッション材２６ａ，２６ｂが、回路基板２０とテラス部１４ａとの間に介在している。クッション材２６ａ，２６ｂは以下の作用を有する。

【0041】

第１に、クッション材２６ａ，２６ｂは、回路基板２０がテラス部１４ａに異常に接近するのを防止する。本実施形態１と異なり、クッション材２６ａ，２６ｂが設けられていない場合には、例えば、電池１の製造過程において回路基板２０がテラス部１４ａに対向するように負極タブ１１ｎ及び導電タブ２８を折り曲げたときや、完成した電池１に落下等による衝撃が加えられたときに、回路基板２０がテラス部１４ａに異常に接近することがある。これは、外部配線２４と第１耳部１４ｂとの衝突や、回路基板２０（回路基板２０に実装された実装部品を含む）とテラス部１４ａとの衝突を生じさせる。これにより、第１耳部１４ｂやテラス部１４ａを構成するラミネートシート１３が損傷し、ラミネートシート１３の破れによる電解液の漏出や水分のセル１０ａ内への侵入、セル１０ａ内での短絡が生じうる。また、第１耳部１４ｂによって、外部配線２４の絶縁被覆が損傷されうる。クッション材２６ａ，２６ｂが設けられた本実施形態１では、上記の衝突を回避することができる。

【0042】

第２に、クッション材２６ａ，２６ｂは、電池１の製造を容易にする。クッション材２６ａ，２６ｂの上下面に両面粘着テープまたは接着剤を付与した場合、一旦、図４Ａ及び図４Ｂのようにクッション材２６ａ，２６ｂを介して回路基板２０をテラス部１４ａに重ね合わせると、クッション材２６ａ，２６ｂを介して回路基板２０とテラス部１４ａとが連結される。クッション材２６ａ，２６ｂは、回路基板２０をテラス部１４ａから離間させようとする負極タブ１１ｎ及び導電タブ２８の弾性反発力に対抗し、回路基板２０がテラス部１４ａから離間するをの防ぐ。このため、この後の電池１の製造工程（例えば電池本体１ａを外装シートで覆う工程）での電池１の取り扱い性が向上し、電池１の製造が容易になる。

【0043】

好ましくは、第１クッション材２６ａは、外部配線２４が第１耳部１４ｂ側に垂れ下がることがないように、外部配線２４を回路基板２０に向かって押し付ける。これは、外部配線２４が第１耳部１４ｂの先端に衝突するのを防止するのに有利である。外部配線２４と第１耳部１４ｂとの衝突は、上述したラミネートシート１３の損傷や、外部配線２４の絶縁被覆の損傷を生じさせうる。第１クッション材２６ａは、このような事態が生じるのを防止するのに有利である。

【0044】

なお、電池１に設けられるクッション材の数や配置は、上記の実施形態に限定されず、適宜変更することができる。

【0045】

（実施形態２）
図５Ａは、本発明の実施形態２にかかるラミネート型電池２（後述する図７Ａ，図７Ｂ参照）を構成するラミネートセル（以下、単に「セル」という）１０ｂの斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの矢印５Ｂに沿って見たセル１０ｂの側面図である。本実施形態２のセル１０ｂでは、発電要素に対応する略矩形のエンボス１２ａ，１２ｂが、シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対して厚さ方向の両側に突出している。シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対して一方の側に突出した第１エンボス１２ａの突出高さと、他方の側に突出した第２エンボス１２ｂの突出高さとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。セル１０ｂのように、シール領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対して両側にエンボス１２ａ，１２ｂが突出したセルは、一般に、「両エンボス型」、または、ラミネートシート１３の成形形状に着目して「両絞り型」と呼ばれる。第１エンボス１２ａと第２エンボス１２ｂとを結ぶ方向を「厚さ方向」又は「上下方向」と呼ぶ。

【0046】

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、実施形態１と同様に、セル１０ｂの外寸法を小さくするために、耳部１４ｂ，１４ｃは、第１エンボス１２ａと同じ側にテラス部１４ａに対して略直角に折り曲げられる。折り曲げられた耳部１４ｂ，１４ｃは、第１エンボス１２ａの側面に、両面粘着テープ等を用いて固定される。テラス部１４ａは、第１エンボス１２ａと耳部１４ｂ，１４ｃとによってその三方向が囲まれる。

【0047】

図７Ａは、ラミネート型電池（以下、単に「電池」という）２の第１エンボス１２ａ側）から見た斜視図である。図７Ｂは、図７Ａの矢印７Ｂに沿って見た電池２の側面図である。回路基板２０は、テラス部１４ａに対して第１エンボス１２ａが突出する側に、その第１面をテラス部１４ａに向けて、テラス部１４ａに対向して配置されている。感温性保護素子２７は、テラス部１４ａの、回路基板２０が配置された側の面に載置されている。発熱素子２２と感温性保護素子２７とが熱伝導性部材２５を介して連結されている。発熱素子２２と感温性保護素子２７との間の距離が狭いので、熱伝導性部材２５は実施形態１に比べて薄い。

【0048】

本実施形態２の電池２は、耳部１４ｂ，１４ｃが第１エンボス１２ａと同じ側に折り曲げられた両エンボス型のセル１０ｂを用いる点を除いて、実施形態１の電池１（図４Ａ、図４Ｂ参照）と実質的に同じである。実施形態１の説明が、本実施形態２にも適宜適用される。

【0049】

上記の実施形態１，２は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態１，２に限定されず、適宜変更することができる。

【0050】

本発明では、発熱素子２２から感温性保護素子２７へ熱伝導性部材２５を介して伝熱されるように、発熱素子２２と感温性保護素子２７とが熱伝導性部材２５を介して連結される。熱伝導性部材２５が発熱素子２２と感温性保護素子２７とをどのように連結するかは任意である。上記の実施形態１，２では、発熱素子２２と感温性保護素子２７との間の距離と同じ厚さを有する略直方体形状の熱伝導性部材２５を、発熱素子２２と感温性保護素子２７との間に配置した。しかしながら、本発明の熱伝導性部材２５はこれに限定されない。例えば、熱伝導性部材２５が、可撓性又は可変形性を有する薄いシートであってもよい。この場合、当該シートの一端を発熱素子２２に接続し、他端を感温性保護素子２７に接続してもよい。シートと発熱素子２２及び感温性保護素子２７との接続は、両面粘着テープまたは接着剤を用いることができる。この構成では、発熱素子２２と感温性保護素子２７との間の距離が電池ごとに異なる場合や、発熱素子２２と感温性保護素子２７とが厚さ方向に対向していない場合にも、シートを適宜湾曲または屈曲させることにより発熱素子２２と感温性保護素子２７とをシートを介して連結することが可能である。

【0051】

感温性保護素子２７としては、所定の高温に達すると所定の保護動作を行う任意の素子を用いうる。実施形態１，２では、感温性保護素子２７は温度ブレーカであったが、本発明はこれに限定されない。例えば、感温性保護素子２７として、温度上昇により抵抗が増大し電流を低下させるＰＴＣ素子を用いてもよい。

【0052】

上記の実施形態１，２では、発熱素子２２は発熱性保護素子（例えば電流ヒューズ）であった。これにより、発熱性保護素子を、感温性保護素子２７を加熱するための発熱素子２２としても利用することができる。これは、電池の安全性を確保しながら、限られた面積の回路基板２０に実装される部品数を少なくするのに有利である。但し、本発明では、発熱素子２２は、異常時に保護動作を行わず、単に充放電時の電流によって自己発熱する素子であってもよい。

【0053】

実施形態１，２では、２つの耳部１４ｂ，１４ｃのうち負極タブ１１ｎに近い第１耳部１４ｂの側から外部配線２４を導出した。しかしながら、外部配線２４は耳部１４ｂ，１４ｃのうちいずれの側から導出されてもよい。外部配線２４は、回路基板２０からテラス部１４ａ（または回路基板２０）の長手方向に平行に導出されている必要はなく、例えば回路基板２０からテラス部１４ａ（または回路基板２０）の長手方向に対して略垂直に（即ち、耳部１４ｂ，１４ｃの長手方向に平行に）導出されていてもよい。本発明の電池は、外部配線２４を備えていなくてもよい。例えば、回路基板２０に、電池１が組み込まれる機器に対する電気的接点が設けられていてもよい。

【0054】

セルの正極タブ１１ｐ及び負極タブ１１ｎと回路基板２０との間の接続経路は、上記の実施形態１，２に限定されない。例えば、正極タブ１１ｐと感温性保護素子２７の第１リード２７ａとが、別の導電性タブを介して接続されてもよい。感温性保護素子２７は、負極タブ１１ｎと負極入力端子２１ｎとの間に設けられてもよい。正極タブ１１ｐ及び負極タブ１１ｎの配置が上記の実施形態１，２とは逆であってもよい。

【0055】

回路基板２０上の実装部品（発熱素子２２、保護回路部品２３、封止部２４ｂ）、正極入力端子２１ｐ、負極入力端子２１ｎ等の配置は任意に変更しうる。回路基板２０に２以上の保護回路部品２３が実装されていてもよい。回路基板２０に、実施形態１，２では示されていない任意の部品を搭載することができ、または任意の回路を形成することができる。

【0056】

クッション材２６ａ，２６ｂの位置、数、サイズ等は任意に設定することができる。本発明では、クッション材を省略することができる。

【0057】

セル１０ａ，１０ｂの耳部１４ｂ，１４ｃは、テラス部１４ａに対して略直角に折り曲げられていなくてもよい。両エンボス型のセル１０ｂにおいて、耳部１４ｂ，１４ｃのうちの任意の一方又は両方が、第２エンボス１２ｂと同じ側にテラス部１４ａに対して略直角に折り曲げられてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明の利用分野は、制限はないが、高い体積エネルギー密度が要求される携帯型電子機器に内蔵される電池として、広範囲に利用することができる。例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ノート型パソコン、電子辞書、電子書籍、携帯ゲーム機などの電子機器に内蔵される小型大容量の電池として好ましく利用することができる。

【符号の説明】

【0059】

１，２ ラミネート型電池
１０ａ，１０ｂ ラミネートセル
１１ｐ 正極タブ
１１ｎ 負極タブ
１２，１２ａ，１２ｂ エンボス
１３ ラミネートシート
１４ａ テラス部（シール領域）
１４ｂ 第１耳部（シール領域）
１４ｃ 第２耳部（シール領域）
２０ 回路基板
２２ 発熱素子（ヒューズ）
２３ 保護回路部品
２４ 外部配線
２５ 熱伝導性部材
２６ａ，２６ｂ クッション材
２７ 感温性保護素子（温度ブレーカ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】