特許 7000599 蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/131 20210101AFI20220112BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20220112BHJP

   H01M 10/058 20100101ALI20220112BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20220112BHJP

   H01M 50/124 20210101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

H01M50/131

H01M10/04 Z

H01M10/058

H01M50/105

H01M50/124

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020560845

(86)(22)【出願日】2020-09-10

(86)【国際出願番号】 JP2020034304

(87)【国際公開番号】W WO2021049572

(87)【国際公開日】2021-03-18

【審査請求日】2020-10-30

(31)【優先権主張番号】P 2019166442

(32)【優先日】2019-09-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100120617

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100202304

【弁理士】

【氏名又は名称】塙 和也

(72)【発明者】

【氏名】飯野 準也

【審査官】儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－００７２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７１３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公平０４－０５１９３８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１５／１４１７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０９８５４５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たす、蓄電素子。

【請求項2】

定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たす、蓄電素子。

【請求項3】

前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ並びに前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢは、
２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０
という関係を満たす、請求項１または２に記載の蓄電素子。

【請求項4】

互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表され、
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
前記蓄電素子が車載用の場合、
前記圧縮率αは、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすように決定される、蓄電素子の設計方法。

【請求項5】

互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表され、
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
前記蓄電素子が定置用の場合、
前記圧縮率αは、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすように決定される、蓄電素子の設計方法。

【請求項6】

前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定される、請求項４または５に記載の蓄電素子の設計方法。

【請求項7】

前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍに反比例するように決定される、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。

【請求項8】

互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表され、
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定される、蓄電素子の設計方法。

【請求項9】

互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表され、
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍに反比例するように決定される、蓄電素子の設計方法。

【請求項10】

前記圧縮率αは、
２０≦α≦７０
という関係を満たすように決定される、請求項４乃至９のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。

【請求項11】

前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定される、請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。

【請求項12】

前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬに比例するように決定される、請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法。

【請求項13】

蓄電素子の製造方法であって、
第１外装材の第１シーラント層と第２外装材の第２シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第１外装材および前記第２外装材を対向して配置する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第１外装材および前記第２外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕は、請求項４乃至１２のいずれか一項に記載の蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電素子として、例えば特許文献１で提案されているように、正極と負極とを交互に積層してなる積層型電池や巻回型電池が広く普及している。このような積層型電池の一例として、リチウムイオン二次電池が挙げられる。リチウムイオン二次電池は、他の形式の積層型電池と比較して大容量であることを特徴の一つとしている。このような特徴を有するリチウムイオン二次電池は、今般、車載用途や定置住宅用途等の種々の用途での更なる普及を期待されている。

【0003】

リチウムイオン二次電池に代表される積層型電池では、正極と負極とが積層方向に交互に積層された電極体とともに、電解液が外装体内に収容されている。また、積層型電池では、正極および負極を有する電極体から電力を取り出すため、正極および負極のうち電極活物質層が設けられていない領域において正極および負極がそれぞれ別個に集電しており、集電されたそれぞれの電極の電極集電体にタブが取り付けられている。電極体は、それぞれの電極に取り付けられたタブが外部に延び出た状態で、外装体に収容される。このような外装体は、それぞれシーラント層を有する２つの外装材のシーラント層同士を接合することで形成される。

【0004】

ところで、積層型電池では、２つの外装体を互いに接合した接合部から、内部に水が侵入してしまう場合がある。この場合、侵入した水が電気分解され、水素ガスやフッ化水素を発生させてしまう可能性がある。また、積層型電池の内部でフッ化水素が発生した場合、タブが腐食されてしまうおそれがある。タブが腐食された場合、タブとシーラント層との間から、電解液が漏れ出してしまう可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－２２５１８６号公報

【0006】

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、性能および信頼性に優れた蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法を提供することを目的とする。

【発明の開示】

【0007】

本発明の蓄電素子は、
蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たす、蓄電素子である。

【0008】

本発明の蓄電素子は、
定置用の蓄電素子であって、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有し、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕、前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕、並びに前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕は、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たす、蓄電素子である。

【0009】

本発明の蓄電素子において、
前記溶着部における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ並びに前記溶着部以外における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢは、
２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０
という関係を満たしていてもよい。

【0010】

本発明の蓄電素子の設計方法は、
互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部において互いに溶着された第１外装材および第２外装材を含む外装体と、
前記溶着部によって区画された前記外装体の収容空間内に収容された電極体および電解液と、を備え、
前記第１外装材は、前記第２外装材の側に設けられた第１シーラント層を有し、
前記第２外装材は、前記第１外装材の側に設けられ、前記溶着部において前記第１シーラント層に溶着した第２シーラント層を有する、蓄電素子の設計方法であって、
前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕を決定する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕を、前記電解液の液量Ｍ〔ｇ〕および前記溶着部の長さＬ〔ｍｍ〕に基づいて決定する工程と、を備え、
前記溶着部の幅Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記圧縮率α〔％〕は、溶着後における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＡ〔ｍｍ〕と、溶着前における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の合計厚みＴＢ〔ｍｍ〕と、を用いて以下の式で表される、蓄電素子の設計方法である。
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ

【0011】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定されてもよい。

【0012】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記圧縮率αは、前記溶着部の長さＬに比例するように決定されてもよい。

【0013】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定されてもよい。

【0014】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記圧縮率αは、前記電解液の液量Ｍに反比例するように決定されてもよい。

【0015】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記電解液の液量Ｍ、前記溶着部の長さＬおよび前記圧縮率αは、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすように決定されてもよい。

【0016】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記蓄電素子の用途を決定する工程を更に備え、
前記蓄電素子が定置用の場合、
前記電解液の液量Ｍ、前記溶着部の長さＬおよび前記圧縮率αは、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすように決定されてもよい。

【0017】

本発明の蓄電素子の設計方法において、
前記圧縮率αは、
２０≦α≦７０
という関係を満たすように決定されてもよい。

【0018】

本発明の蓄電素子の製造方法は、
第１外装材の第１シーラント層と第２外装材の第２シーラント層とが互いに向かい合うようにして前記第１外装材および前記第２外装材を対向して配置する工程と、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を線状の溶着部で互いに溶着することによって、前記第１外装材および前記第２外装材の間の収容空間内に電極体および電解液を密封する工程と、を備え、
前記第１シーラント層および前記第２シーラント層を前記溶着部で溶着する際における前記第１シーラント層および前記第２シーラント層の圧縮率α〔％〕は、本発明による蓄電素子の設計方法によって決定される、蓄電素子の製造方法である。

【0019】

本発明によれば、性能および信頼性に優れた蓄電素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、蓄電素子を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の蓄電素子の内部を外装体や絶縁シート等を除去して示す斜視図である。

【図3】図３は、図１の蓄電素子を示す平面図である。

【図4】図４は、図３のIV-IV線に沿った断面を示す断面図である。

【図5】図５は、図３のV-V線に沿った断面を示す断面図である。

【図6】図６は、蓄電素子の一変形例を示す平面図である。

【図7】図７は、蓄電素子の設計方法を示すフローチャートである。

【図8】図８は、図４に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。

【図9】図９は、図４に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。

【図10】図１０は、図５に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。

【図11】図１１は、図５に対応する図であって、蓄電素子の製造方法の一具体例を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

【0022】

なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。

【0023】

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

【0024】

図１乃至図１１は、本発明による蓄電素子、蓄電素子の製造方法および蓄電素子の設計方法の一実施の形態を説明するための図である。なお、本明細書中「定置用」とは、定置住宅等に設置されるものを意味する。また、本明細書中「車載用」とは、自動車等に搭載されるものを意味する。さらに、特に断りがない限り、本明細書中「蓄電素子」とは、「定置用の蓄電素子」または「車載用の蓄電素子」に限定されないものとする。

【0025】

以下に説明する一実施の形態において、蓄電素子１は、外装体７と、後述する溶着部８０によって区画された外装体７の収容空間７ａ内に収容された電極体５および電解液と、電極体５に接続されて外装体７の内部から外部へと延び出したタブ６と、を備えている。このうち電極体５は、第１電極１０と、第１電極１０と第１方向ｄ１に交互に積層された第２電極２０とを備えている。電極体５は、第１電極１０および第２電極２０を、それぞれ複数備えている。図１に示された例において、蓄電素子１は、全体的に厚さ方向である第１方向ｄ１が薄い偏平形状を有しており、長手方向となる第２方向ｄ２と短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３とに広がっている。第１方向ｄ１、第２方向ｄ２および第３方向ｄ３は、互いに非平行であり、図示された例では、第１方向ｄ１、第２方向ｄ２および第３方向ｄ３は、互いに直交している。

【0026】

以下において、蓄電素子１が積層型電池、具体的にはリチウムイオン二次電池である例について説明する。この例において、第１電極１０は正極１０Ｘを構成し、第２電極２０は負極２０Ｙを構成するものとする。ただし、以下に説明する作用効果の記載からも理解され得るように、ここで説明する一実施の形態は、リチウムイオン二次電池に限定されることなく、第１電極１０および第２電極２０を第１方向ｄ１に交互に積層してなる蓄電素子１に広く適用され得る。また、蓄電素子１は積層型電池に限らず、例えば巻回型電池であってもよい。蓄電素子１が巻回型電池である場合でも、第１電極１０および第２電極２０が第１方向ｄ１に積層される。

【0027】

（蓄電素子）
以下、蓄電素子１の各構成要素について説明する。

【0028】

まず、電極体５について説明する。図２乃至図４に示すように、電極体５は、正極１０Ｘ（第１電極１０）と、負極２０Ｙ（第２電極２０）と、第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置された絶縁シート３０（図３および図４参照）と、を備えている。図２に示すように、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第１方向ｄ１に沿って交互に積層されている。電極体５は、電極を２０以上含んでいてもよい。すなわち、電極体５は、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙを、それぞれ１０以上含んでいてもよい。電極体５の厚さ、すなわち第１方向ｄ１に沿った長さは、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

【0029】

図２および図３に示す非限定的な例において、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、略長方形形状の外輪郭を有している板状の電極である。第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの長手方向であり、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２の両方向に非平行な第３方向ｄ３が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの短手方向（幅方向）である。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第２方向ｄ２にずらして配置されている。より具体的には、複数の正極１０Ｘは、第２方向ｄ２における一側に寄って配置され、複数の負極２０Ｙは、第２方向ｄ２における他側に寄って配置されている。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙは、第２方向ｄ２における中央において、第１方向ｄ１に重なり合っている。

【0030】

図２および図３に示すように、負極２０Ｙ（第２電極２０）の第３方向ｄ３に沿った長さは、正極１０Ｘ（第１電極１０）の第３方向ｄ３に沿った長さよりも長くなっている。図示された例では、負極２０Ｙは、正極１０Ｘより、第３方向ｄ３の一側および他側に延び出ている。正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの厚さ、すなわち第１方向ｄ１の長さは、例えば８０μｍ以上２００μｍ以下であり、長手方向、すなわち第２方向ｄ２に沿った長さは、例えば２００ｍｍ以上９５０ｍｍ以下であり、短手方向、すなわち第３方向ｄ３に沿った長さ（幅）は、例えば７０ｍｍ以上３５０ｍｍ以下である。

【0031】

図４に示すように、正極１０Ｘ（第１電極１０）は、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）と、正極集電体１１Ｘ上に設けられた正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、正極１０Ｘは、放電時にリチウムイオンを放出し、充電時にリチウムイオンを吸蔵する。

【0032】

正極集電体１１Ｘは、互いに対向する第１面１１ａおよび第２面１１ｂを主面として有している。正極活物質層１２Ｘは、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａおよび第２面１１ｂの少なくとも一方の面に積層されている。具体的には、正極集電体１１Ｘの第１面１１ａまたは第２面１１ｂが、電極体５のうちの第１方向ｄ１における最外面を形成する場合、正極集電体１１Ｘの当該面には正極活物質層１２Ｘが設けられない。この正極集電体１１Ｘの配置に関連した構成を除き、電極体５の複数の正極１０Ｘは、正極集電体１１Ｘの両側に設けられた一対の正極活物質層１２Ｘを有し、互いに同一に構成され得る。

【0033】

正極集電体１１Ｘおよび正極活物質層１２Ｘは、蓄電素子１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、正極集電体１１Ｘは、アルミニウム箔によって形成され得る。正極活物質層１２Ｘは、例えば、正極活物質、導電助剤、バインダーとなる結着剤を含んでいる。正極活物質層１２Ｘは、正極活物質、導電助剤および結着剤を溶媒に分散させてなる正極用スラリーを、正極集電体１１Ｘをなす材料上に塗工して固化させることで、作製され得る。正極活物質として、例えば、一般式ＬｉＭ_ｘＯ_ｙ（ただし、Ｍは金属であり、ｘおよびｙは金属Ｍと酸素Ｏの組成比である）で表される金属酸リチウム化合物が用いられる。金属酸リチウム化合物の具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が例示され得る。導電助剤としては、アセチレンブラック等が用いられ得る。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン等が用いられ得る。

【0034】

図２乃至図４に示すように、正極集電体１１Ｘ（第１電極集電体１１）は、第１端部領域ａ１（接続領域）および第１電極領域ｂ１（有効領域）を有している。図４に示すように、正極活物質層１２Ｘ（第１電極活物質層１２）は、正極集電体１１Ｘの第１電極領域ｂ１のみに積層されている。第１端部領域ａ１および第１電極領域ｂ１は、第２方向ｄ２に沿って互いに隣接するように配列されている。第１端部領域ａ１は、第１電極領域ｂ１よりも第２方向ｄ２における一側に位置している。複数の正極集電体１１Ｘは、第１端部領域ａ１において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ６に接合されている。図示された例では、複数の正極１０Ｘの第１端部領域ａ１が、タブ６上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第１電極領域ｂ１は、負極２０Ｙの後述する負極活物質層２２Ｙに対面する領域内に広がっている。このような第１電極領域ｂ１の配置により、正極活物質層１２Ｘからのリチウムの析出を防止することができる。

【0035】

次に、負極２０Ｙ（第２電極２０）について説明する。負極２０Ｙ（第２電極２０）は、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）と、負極集電体２１Ｙ上に設けられた負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）と、を有している。リチウムイオン二次電池において、負極２０Ｙは、放電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時にリチウムイオンを放出する。

【0036】

負極集電体２１Ｙは、互いに対向する第１面２１ａおよび第２面２１ｂを主面として有している。負極活物質層２２Ｙは、負極集電体２１Ｙの第１面２１ａおよび第２面２１ｂの少なくとも一方の面に積層されている。電極体５の複数の負極２０Ｙは、負極集電体２１Ｙの両側に設けられた一対の負極活物質層２２Ｙを有し、互いに同一に構成され得る。

【0037】

負極集電体２１Ｙおよび負極活物質層２２Ｙは、蓄電素子１（リチウムイオン二次電池）に適用され得る種々の材料を用いて種々の製法により、作製され得る。一例として、負極集電体２１Ｙは、例えば銅箔によって形成される。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素材料からなる負極活物質、および、バインダーとして機能する結着剤を含んでいる。負極活物質層２２Ｙは、例えば、炭素粉末や黒鉛粉末等からなる負極活物質とポリフッ化ビニリデンのような結着剤とを溶媒に分散させてなる負極用スラリーを、負極集電体２１Ｙをなす材料上に塗工して固化することで、作製され得る。

【0038】

図２乃至図４に示すように、負極集電体２１Ｙ（第２電極集電体２１）は、第２端部領域ａ２（接続領域）および第２電極領域ｂ２（有効領域）を有している。図４に示すように、負極活物質層２２Ｙ（第２電極活物質層２２）は、負極集電体２１Ｙの第２電極領域ｂ２のみに積層されている。第２端部領域ａ２および第２電極領域ｂ２は、第２方向ｄ２に沿って互いに隣接するように配列されている。第２端部領域ａ２は、第２電極領域ｂ２よりも第２方向ｄ２における他側に位置している。複数の負極集電体２１Ｙは、第２端部領域ａ２において、抵抗溶接や超音波溶接、テープによる貼着、融着等によって一つのタブ６に接合されている。図示された例では、複数の負極２０Ｙの第２端部領域ａ２が、正極集電体１１Ｘが接合されたタブ６とは別のタブ６上に重ねられて、互いに電気的に接続している。一方、第２電極領域ｂ２は、正極１０Ｘの正極活物質層１２Ｘに対面する領域に広がっている。

【0039】

次に、絶縁シート３０について説明する。図４に示すように、絶縁シート３０は、正極１０Ｘ（第１電極１０）および負極２０Ｙ（第２電極２０）の間に位置し、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙが接触しないように、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙを互いに離間させている。本実施の形態では、蓄電素子１は、絶縁シート３０を複数備えている。絶縁シート３０は、絶縁性を有しており、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの接触による短絡を防止する。また、絶縁シート３０は、電極体５の上面５ａおよび下面５ｂを画定している。

【0040】

また、絶縁シート３０は、大きなイオン透過度(透気度)、所定の機械的強度、および、電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性を有していることが好ましい。このような絶縁シート３０として、例えば、絶縁性の材料によって形成された多孔質体や不織布等を用いることができる。より具体的には、絶縁シート３０として、融点が８０～１４０℃程度の熱可塑性樹脂からなる多孔フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ポリマーを採用することができる。外装体７の収容空間７ａ内には、電極体５とともに電解液が封入される。電解液が、多孔質体や不織布からなる絶縁シート３０に含浸することで、電極１０，２０の電極活物質層１２，２２に電解液が接触した状態に維持される。

【0041】

また、絶縁シート３０は、活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上に塗工した電解液を活物質層２２Ｙ，１２Ｘ上で固化又はゲル化させて形成されてもよい。電解液として、例えば、高分子マトリックスおよび非水電解質液（すなわち、非水溶媒および電解質塩）からなり、ゲル化されて表面に粘着性を生じるもの、或いは、高分子マトリックスおよび非水溶媒からなり、固体電解質となるものを用いることができる。この場合、絶縁シート３０を作製するための具体的な材料は、特に制限はなく、これらを構成するために用いられている種々の材料（例えば、特開２０１２－１９０５６７号公報に開示された材料）を用いることができる。

【0042】

絶縁シート３０は、例えば第１方向ｄ１に隣り合う任意の二つの電極１０，２０の間に位置している。また、絶縁シート３０は、平面視において、正極１０Ｘの正極活物質層１２Ｘの全領域を覆うように広がっている（図３参照）。同様に、絶縁シート３０は、平面視において、負極２０Ｙの負極活物質層２２Ｙの全領域を覆うように広がっている。さらに、図３に示すように、絶縁シート３０は、第３方向ｄ３に沿った幅が、正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの第３方向ｄ３に沿った幅よりも広くなっている。

【0043】

次に、タブ６について説明する。タブ６は、蓄電素子１における端子として機能する。図２乃至図４に示すように、電極体５の正極１０Ｘに一方のタブ６（第２方向ｄ２の一側に位置するタブ６）が電気的に接続されている。同様に、電極体５の負極２０Ｙに他方のタブ６（第２方向ｄ２の他側に位置するタブ６）が電気的に接続されている。図４に示すように、一対のタブ６は、外装体７の内部である収容空間７ａから、外装体７の外部へと延び出している。タブ６の外装体７の外部に延びている長さは、例えば１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。なお、外装体７とタブ６との間は、タブ６が延び出す領域において、図示しないシール部材を介して封止されている。

【0044】

タブ６は、アルミニウム、銅、ニッケル、ニッケルメッキ銅等を用いて形成され得る。タブ６の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

【0045】

次に、外装体７について説明する。外装体７は、電極体５および電解液を収容して封止するための包装材である。ここで、蓄電素子１において、外装体７に収容される電解液の液量Ｍは、８０ｇ以上２００ｇ以下であってもよく、１００ｇ以上１５０ｇ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合、電解液の液量Ｍは、１５０ｇ以上３００ｇ以下であってもよく、１７０ｇ以上２１０ｇ以下であることがより好ましい。電解液の液量Ｍが、８０ｇ以上または１５０ｇ以上であることにより、収容空間７ａ内に水が侵入してフッ化水素が発生した場合であっても、電解液の液量Ｍに対する、発生したフッ化水素量の比（以下、フッ化水素比とも記す）を低減することができる。このため、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、電解液の液量Ｍが、８０ｇ以上または１５０ｇ以上であることにより、蓄電素子１の長寿命化を図ることができる。また、電解液の液量Ｍが２００ｇ以下または３００ｇ以下であることにより、蓄電素子１の小型化を図ることができる。

【0046】

図４に示すように、外装体７は、互いに対向して配置されるとともに、線状の溶着部８０において互いに溶着された第１外装材７１および第２外装材７２を含んでいる。また、各外装材７１，７２は、それぞれ金属層７１ａ，７２ａと、金属層７１ａ，７２ａに積層されたシーラント層（第１シーラント層、第２シーラント層）７１ｂ，７２ｂと、を有している。金属層７１ａ，７２ａは、高いガスバリア性と成形加工性を有することが好ましい。

【0047】

金属層７１ａ，７２ａをなす材料としては、外部からの水分の侵入を防ぎつつ蓄電素子１の強度を向上させるものであれば特に限定されないが、水分遮断性と重量ならびにコストの面から公知の金属、金属酸化物、金属窒化物およびこれらの合金を用いることができ、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が好ましく、アルミニウムを特に好ましく用いることができる。蓄電素子１全体の強度が確保できるのであれば、金属箔の代わりに蒸着やスパッタリングなどにより金属層を設けても良い。金属層７１ａ，７２ａの厚みは、それぞれ５μｍ以上２００μｍ以下であってもよく、一例として、４０μｍであってもよい。なお、図示はしないが、金属層７１ａ，７２ａの外面７１２，７２２側には、保護層が設けられていてもよい。この場合、保護層の材料としては、ポリエステルやポリアミド等を用いることができる。

【0048】

第１外装材７１のシーラント層（第１シーラント層）７１ｂは、金属層７１ａよりも第２外装材７２の側に設けられている。また、第２外装材７２のシーラント層（第２シーラント層）７２ｂは、金属層７２ａよりも第１外装材７１の側に設けられ、溶着部８０においてシーラント層７１ｂに溶着している。シーラント層７１ｂ，７２ｂは、絶縁性を有しており、外装体７内に収容する電極体５と金属層７１ａ，７２ａとの短絡を防止する。また、シーラント層７１ｂ，７２ｂは、絶縁性に加えて、熱可塑性（接着性）を有している。第１外装材７１および第２外装材７２は、シーラント層７１ｂ，７２ｂが互いに対面するようにして積層され、その周縁を互いに溶着されている。このようにして、線状の溶着部８０が画定されている（図３参照）。さらに、第１外装材７１および第２外装材７２の間に、電極体５の収容空間７ａが形成される。

【0049】

外装体７は、電極体５および電解液をその内部に密閉する。シーラント層７１ｂ，７２ｂは、電解液にも接触することから、耐薬品性を有していることが好ましい。このようなシーラント層７１ｂ，７２ｂの材料として、ポリオレフィン系樹脂、具体的には、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、低密度ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニルを用いることができる。溶着部８０以外の領域におけるシーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２（図５参照）は、それぞれ１０μｍ以上２００μｍ以下であってもよく、一例として、８０μｍであってもよい。シーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２が、それぞれ１０μｍ以上であることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。また、シーラント層７１ｂ，７２ｂの厚みＴ１、Ｔ２が、それぞれ２００μｍ以下であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができる。

【0050】

図示された例において、第１外装材７１は、板状の部材として形成されている。一方、第２外装材７２は、カップ状に形成されている。第２外装材７２は、カップ状の膨出部７３と、膨出部７３に接続した鍔部７４と、を有している。鍔部７４は、膨出部７３を周状に取り囲み、膨出部７３の周縁と接続している。鍔部７４は、第１外装材７１と第２外装材７２との間の収容空間７ａを密閉するように、第１外装材７１と接着している。膨出部７３は、例えば絞り加工によって製造される。

【0051】

ただし、以上の例に限られず、図６に示すように、外装体７は、一枚の外装材を折り返すことによって、形成されるようにしてもよい。この例において、外装体７は、折り返し部以外７ｂの縁部において、互いに対向する外装材を接着してなる溶着部８０を有することになる。

【0052】

次に、図３、図５および図６により、溶着部８０について詳細に説明する。

【0053】

図３および図６に示すように、溶着部８０は、タブ６が収容空間７ａから外装体７の外部へと延び出す一対の第１辺８１と、一対の第１辺８１間に延びる第２辺８２とを有している。図３に示す例においては、溶着部８０は、２つの第２辺８２を有しており、図６に示す例においては、溶着部８０は、１つの第２辺８２を有している。一対の第１辺８１は、それぞれ第３方向ｄ３に沿って延びており、第２辺８２は、第２方向ｄ２に沿って延びている。

【0054】

蓄電素子１において、溶着部８０の長さＬは、７００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であってもよく、８００ｍｍ以上９００ｍｍ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０の長さＬは、１２００ｍｍ以上１６１０ｍｍ以下であってもよく、１３５０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることがより好ましい。ここで、溶着部８０の長さＬは、外装体７が、線状の溶着部８０において互いに溶着された第１外装材７１および第２外装材７２を含んでいる場合、図３に示すように、蓄電素子１の長手方向となる第２方向ｄ２に沿った溶着部８０の長さＬ１と、蓄電素子１の短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３に沿った溶着部８０の長さＬ２とを用いて、次式で表される。
Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）×２ ・・・式（１）
一方、外装体７が、一枚の外装材を折り返すことによって形成されている場合、図６に示すように、溶着部８０の長さＬは、蓄電素子１の長手方向となる第２方向ｄ２に沿った溶着部８０の長さＬ１と、蓄電素子１の短手方向（幅方向）となる第３方向ｄ３に沿った溶着部８０の長さＬ２とを用いて、次式で表される。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２×２ ・・・式（２）
このような溶着部８０の長さＬが、７００ｍｍ以上または１２００ｍｍ以上であることにより、蓄電素子１の大型化を図ることができる。また、溶着部８０の長さＬが１０００ｍｍ以下または１６１０ｍｍ以下であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。

【0055】

また、図５に示すように、溶着部８０の幅（溶着部８０の長手方向に直行する方向の長さ）Ｗは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となっている。また、蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗは、２ｍｍ以上９ｍｍ以下であってもよく、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。また、蓄電素子１が定置用である場合においても、溶着部８０の幅Ｗは、２ｍｍ以上９ｍｍ以下であってもよく、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。溶着部８０の幅Ｗが、２ｍｍ以上であることにより、外部から水分が侵入する場合の水分の侵入経路を長くすることができ、外装体７内に水分が侵入することを抑制することができる。また、溶着部８０の幅Ｗが９ｍｍ以下であることにより、蓄電素子１の体積エネルギー密度を高くすることができる。ここで、体積エネルギー密度とは、蓄電素子１が占める体積あたりの当該蓄電素子１が供給可能な電力量のことを意味する。

【0056】

溶着部８０におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚みＴＡは、溶着部８０以外の領域におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚み（すなわち、溶着前におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの合計厚み）ＴＢよりも薄くなっている。この場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡは、６μｍ以上３２０μｍ以下であってもよい。また、溶着部８０以外の領域におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢは、２０μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。

【0057】

この場合、溶着部８０におけるシーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂの圧縮率（以下、単に圧縮率とも記す）αは、２０％以上７０％以下であることが好ましい。ここで、圧縮率αは、合計厚みＴＡおよびＴＢを用いて、次式で表される。
α＝１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ ・・・式（３）
このため、圧縮率αが、２０％以上７０％以下である場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬが、
２０≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦７０ ・・・式（４）
という関係を満たしている。
圧縮率αが２０％以上であることにより、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。とりわけ、蓄電素子１が車載用である場合、振動等により、外装体７内に水分が侵入しやすくなる可能性がある。これに対して、圧縮率αが２０％以上であることにより、外装体７内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。また、圧縮率αが７０％以下であることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。

【0058】

また、溶着部８０のうち第１辺８１および第２辺８２における圧縮率αは、互いに異なっていてもよい。この場合、第１辺８１における圧縮率αは、第２辺８２における圧縮率αよりも大きいことが好ましい。上述したように、外装体７とタブ６との間は、タブ６が延び出す領域において、図示しないシール部材を介して封止されている。このため、第１辺８１においては、第２辺８２よりも水分の侵入経路の断面積が大きくなる傾向がある。このため、第１辺８１における圧縮率αを、第２辺８２における圧縮率αよりも大きくすることにより、外装体７内に水分が侵入することを更に効果的に抑制することができる。この場合、第１辺８１における圧縮率αは、４０％以上６０％以下であることが好ましい。第１辺８１における圧縮率αが４０％以上であることにより、溶着部８０の第１辺８１において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積を小さくすることができ、外装体７内に水分が侵入することをより効果的に抑制することができる。また、第１辺８１における圧縮率αが６０％以下であることにより、図示しないシール部材を介したシーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。

【0059】

また、蓄電素子１において、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬは、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
・・・式（５）
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。とりわけ、蓄電素子１が上述した式（５）を満たしていることにより、振動等により外装体７内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0060】

また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＡ、溶着部８０以外におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの合計厚みＴＢ、電解液の液量Ｍ、および溶着部８０の長さＬは、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦１００×（ＴＢ－ＴＡ）／ＴＢ≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
・・・式（６）
という関係を満たすことが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0061】

ところで、電解液の液量Ｍが少ないほど、収容空間７ａ内に水が侵入してフッ化水素が発生した場合に、フッ化水素比が増加する。言い換えれば、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素比が低下する。このため、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素による悪影響を低減することができる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得ることを突き止めた。

【0062】

また、溶着部８０の長さＬが長いほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が大きくなり、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。言い換えれば、溶着部８０の長さＬが短いほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が小さくなり、外装体７内に水分が侵入することを抑制できる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例することが知見された。

【0063】

さらに、圧縮率αが小さいほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が大きくなり、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。言い換えれば、圧縮率αが大きいほど、溶着部８０において、水分の侵入経路の断面積のうち水分の侵入方向に直交する方向に沿った断面積が小さくなり、外装体７内に水分が侵入することを抑制できる。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、外装体７内に侵入する水分量は、圧縮率αにほぼ反比例することが知見された。

【0064】

上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。また、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例する。さらに、外装体７内に侵入する水分量は、圧縮率αにほぼ反比例する。このため、例えば、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、溶着部８０の長さＬを短くするとともに、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、溶着部８０の長さＬを長くしてもよく、圧縮率αを小さくしてもよい。これにより、蓄電素子１の大型化を図ることができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができる。

【0065】

また、例えば、溶着部８０の長さＬを長くした場合、外装体７内に侵入する水分量が多くなり得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、かつ、電解液の液量Ｍを多くすることにより、フッ化水素比が低下する。このため、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、溶着部８０の長さＬを短くした場合、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができるため、圧縮率αを小さくしてもよく、電解液の液量Ｍを少なくしてもよい。これにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度が低下してしまうことを抑制することができるとともに、蓄電素子１の小型化を図ることができる。

【0066】

このように、本件発明者らは、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて圧縮率αを決定することにより、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができることを見いだした。以下、本件発明者らの知見に基づいた蓄電素子１の設計方法について説明する。

【0067】

（蓄電素子の設計方法）
ここで説明する蓄電素子１の設計方法は、
・電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する工程と、
・シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する工程とを備えている。
また、蓄電素子１の設計方法は、
・蓄電素子１の用途を決定する工程を更に備えていてもよい。

【0068】

蓄電素子１を設計する際、まず、図７に示すように、蓄電素子１の用途を決定する（図７の符号Ｓ１）。この際、例えば、蓄電素子１の用途を車載用と決定してもよく、あるいは定置用と決定してもよい。

【0069】

次に、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する（図７の符号Ｓ２）。この際、例えば、蓄電素子１において、電解液の液量Ｍは、８０ｇ以上２００ｇ以下としてもよく、一例として、１２５ｇとしてもよい。また、蓄電素子１が定置用である場合、電解液の液量Ｍは、１５０ｇ以上３００ｇ以下としてもよく、一例として、２１０ｇとしてもよい。

【0070】

また、蓄電素子１において、溶着部８０の長さＬは、７００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下としてもよく、一例として、８５０ｍｍとしてもよい。この場合、図３に示すＬ１を３００ｍｍとし、Ｌ２を１２５ｍｍとしてもよい。また、蓄電素子１が定置用である場合、溶着部８０の長さＬは、１２００ｍｍ以上１６１０ｍｍ以下としてもよく、一例として、１４６０ｍｍとしてもよい。この場合、図３に示すＬ１を５２０ｍｍとし、Ｌ２を２１０ｍｍとしてもよい。

【0071】

次いで、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する（図７の符号Ｓ３）。このように、圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定することにより、電解液の液量Ｍを少なくして蓄電素子１の小型化を図った場合や、電解液の液量Ｍを多くして、蓄電素子１の長寿命化を図った場合、あるいは溶着部８０の長さＬを長くして蓄電素子１の大型化を図った場合や、溶着部８０の長さＬを短くして蓄電素子１の小型化を図った場合においても、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる蓄電素子１を容易に得ることができる。

【0072】

この際、圧縮率αは、溶着部８０の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定されてもよい。上述したように、溶着部８０の長さＬが長いほど、外装体７内に侵入する水分量が多くなる。一方、このように溶着部８０の長さＬを長くした場合であっても、溶着部８０の長さＬの増加にともなって圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。

【0073】

また、圧縮率αは、溶着部８０の長さＬに比例するように決定されることが好ましい。上述したように、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例する。このため、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。言い換えれば、外装体７内に侵入する水分量のうち、溶着部８０の長さＬの増加にともなって増加する水分量を、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで相殺することができる。

【0074】

また、圧縮率αは、電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定されてもよい。上述したように、電解液の液量Ｍが多いほど、フッ化水素比が低下する。これにより、電解液の液量Ｍが増加した場合には、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0075】

また、圧縮率αは、電解液の液量Ｍに反比例するように決定されてもよい。上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。このため、圧縮率αを電解液の液量Ｍに反比例するように決定することで、フッ化水素比が増加することを抑制することができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。すなわち、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。このため、フッ化水素比が増加することを抑制することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0076】

また、圧縮率αは、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．２９×Ｌ／Ｍ ・・・式（７）
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。とりわけ、蓄電素子１が上述した式（７）を満たしていることにより、振動等により外装体７内に水分が侵入しやすくなり得る車載用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、
２０≦α≦７０ ・・・式（８）
という関係を満たすように決定されることがより好ましい。

【0077】

また、蓄電素子１が定置用の場合、圧縮率αは、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．０７×Ｌ／Ｍ ・・・式（９）
という関係を満たすように決定されることが好ましい。これにより、後述するように、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。さらに、この場合、圧縮率αは、上述した式（８）に示す関係を満たすように決定されることがより好ましい。

【0078】

ここで、上記式（７）および式（９）を導出する方法について説明する。

【0079】

上述したように、フッ化水素比は、電解液の液量Ｍにほぼ反比例し得る。また、外装体７内に侵入する水分量は、溶着部８０の長さＬにほぼ比例し、圧縮率αにほぼ反比例する。このため、本件発明者らは、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制するためには、電解液の液量Ｍを多くするとともに圧縮率αを大きくし、溶着部８０の長さＬを短くすることが好ましいことを見いだした。具体的には、電解液の液量Ｍ、溶着部８０の長さＬおよび圧縮率αは、
Ｋ１≦（Ｍ×α）／Ｌ≦Ｋ２ ・・・式（１０）
という関係を満たすことが好ましいことを見いだした。
ここで、Ｋ１、Ｋ２は定数である。

【0080】

また、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、蓄電素子１において、電解液の液量Ｍが１２５ｇ、溶着部８０の長さＬが８５０ｍｍ（Ｌ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝１２５ｍｍ）、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である場合、２０年後の水分侵入量を６５ｐｐｍ以下とするには、圧縮率αが２０％以上であることが好ましいことが知見された。また、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させるためには、圧縮率αが７０％以下であることが好ましいことが知見された。

【0081】

ここで、圧縮率αを２０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定数Ｋ１は２．９４となる。また、圧縮率αを７０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定数Ｋ１は１０．２９となる。このようにして、上記式（７）が導き出される。このため、上記式（７）という関係を満たすように蓄電素子１を設計することにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0082】

また、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、定置用の蓄電素子１では、電解液の液量Ｍが２１０ｇ、溶着部８０の長さＬが１４６０ｍｍ（Ｌ１＝５２０ｍｍ、Ｌ２＝２１０ｍｍ）、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である場合、２０年後の水分侵入量を６５ｐｐｍ以下とするには、圧縮率αが２０％以上であることが好ましいことが知見された。また、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させるためには、圧縮率αが７０％以下であることが好ましいことが知見された。

【0083】

ここで、圧縮率αを２０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定置用の蓄電素子１における定数Ｋ１は２．８８となる。また、圧縮率αを７０％として各数値を式（１０）に代入した場合、定置用の蓄電素子１における定数Ｋ１は１０．０７となる。このようにして、上記式（９）が導き出される。このため、上記式（９）という関係を満たすように定置用の蓄電素子１を設計することにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0084】

以上のようにして、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて圧縮率αを決定することにより、所望の信頼性を有する蓄電素子１を設計することができる。

【0085】

（蓄電素子の製造方法）
次に、本実施の形態の蓄電素子１の製造方法の一例について、説明する。

【0086】

まず、電極体５を準備する。この際、まず、正極１０Ｘ、負極２０Ｙおよび絶縁シート３０を作製する。正極１０Ｘ、負極２０Ｙおよび絶縁シート３０は、上述した材料および製造方法により作製することができる。次に、図８に示すように、作製された正極１０Ｘと、負極２０Ｙと、絶縁シート３０とを、絶縁シート３０が、第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置されるように積層する。この場合、複数の絶縁シート３０の各々が第１方向ｄ１に隣り合う正極１０Ｘおよび負極２０Ｙの間に配置されるように積層される。このようにして、電極体５が得られる。

【0087】

次いで、図９に示すように、複数の正極１０Ｘの正極集電体１１Ｘを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ６とも電気的に接続する。同様に、複数の負極２０Ｙの負極集電体２１Ｙを互いに電気的に接続するとともに、さらにタブ６とも電気的に接続する。

【0088】

また、電極体５を準備することと並行して、第１外装材７１および第２外装材７２を作製する。外装材７１、７２は、例えばアルミニウム箔からなる金属層７１ａ、７２ａに、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートからなるシーラント層７１ｂ、７２ｂをラミネートすることで作製される。第１外装材７１および第２外装材７２は、平板状に形成される。第２外装材７２には、例えば絞り加工によって、膨出部７３が形成される。次に、第２外装材７２の膨出部７３内に電極体５を収容する。

【0089】

次に、図１０に示すように、第１外装材７１のシーラント層（第１シーラント層）７１ｂと第２外装材７２のシーラント層（第２シーラント層）７２ｂとが互いに向かい合うようにして第１外装材７１および第２外装材７２を対向して配置する。また、図示はしないが、各タブ６が第１外装材７１と第２外装材７２との間から延び出すようにする。

【0090】

次に、図１１に示すように、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを線状の溶着部８０で互いに溶着することによって、第１外装材７１および第２外装材７２の間の収容空間７ａ内に電極体５および電解液を密封する。この際、まず、１方向において開口するように第１外装材７１および第２外装材７２を互いに接合する。具体的には、矩形となっている第１外装材７１および第２外装材７２の３辺を溶着する。その後、開口した方向から外装体７の内部に電解液を注入して、第１外装材７１および第２外装材７２の溶着されていない１辺を溶着する。第１外装材７１と第２外装材７２との接合は、例えば第１外装材７１および第２外装材７２を加熱・加圧することで溶着により接合する。この加熱・加圧は、例えば第１外装材７１および第２外装材７２を１２０℃以上２００℃以下に加熱しながら、０．２ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下に加圧した状態を、１秒以上８秒以下維持することで行われる。例えば、第１外装材７１および第２外装材７２を１８０℃に加熱しながら、０．４ＭＰａに加圧した状態を、４秒維持することで行われてもよい。

【0091】

この際、溶着部８０の幅Ｗが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように、シーラント層７１ｂ、７２ｂを互いに溶着する。また、シーラント層（第１シーラント層）７１ｂおよびシーラント層（第２シーラント層）７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αは、上述した設計方法（図７参照）によって決定される。具体的には、蓄電素子１において、圧縮率αは、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすことが好ましい。
また、蓄電素子１が定置用である場合、圧縮率αは、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦α／ＴＢ≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たすことが好ましい。

【0092】

以上の工程により、蓄電素子１が製造される。

【0093】

以上のように、本実施の形態によれば、蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、シーラント層７１ｂ、７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αが、
２．９４×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．２９×Ｌ／Ｍ
という関係を満たしている。これにより、蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができる。

【0094】

また、本実施の形態によれば、定置用の蓄電素子１において、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、シーラント層７１ｂ、７２ｂを溶着部８０で溶着する際におけるシーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αが、
２．８８×Ｌ／Ｍ≦α≦１０．０７×Ｌ／Ｍ
という関係を満たしている。これにより、定置用の蓄電素子１において、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、フッ化水素比が増加することを抑制し、かつ、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。このため、所望の信頼性を有する蓄電素子１を得ることができる。

【0095】

また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法が、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬを決定する工程と、シーラント層７１ｂ、７２ｂの圧縮率αを、電解液の液量Ｍおよび溶着部８０の長さＬに基づいて決定する工程と、を備えている。また、溶着部８０の幅Ｗが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。これにより、電解液の液量Ｍを少なくして蓄電素子１の小型化を図った場合や、電解液の液量Ｍを多くして、蓄電素子１の長寿命化を図った場合、あるいは溶着部８０の長さＬを長くして蓄電素子１の大型化を図った場合や、溶着部８０の長さＬを短くして蓄電素子１の小型化を図った場合においても、外装体７内に侵入する水分量を少なくするとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる蓄電素子１を容易に得ることができる。

【0096】

また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、溶着部８０の長さＬの増加にともなって大きくなるように決定される。これにより、溶着部８０の長さＬを長くした場合であっても、溶着部８０の長さＬの増加にともなって圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができる。

【0097】

また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、溶着部８０の長さＬに比例するように決定される。これにより、外装体７内に侵入する水分量のうち、溶着部８０の長さＬの増加にともなって増加する水分量を、圧縮率αを溶着部８０の長さＬに比例するように決定することで相殺することができる。

【0098】

また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、電解液の液量Ｍの増加にともなって小さくなるように決定される。電解液の液量Ｍが増加した場合には、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができるため、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0099】

また、本実施の形態によれば、蓄電素子１の設計方法において、圧縮率αが、電解液の液量Ｍに反比例するように決定される。これにより、圧縮率αを電解液の液量Ｍに反比例するように決定することで、フッ化水素比が増加することを抑制することができるとともに、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。すなわち、電解液の液量Ｍを少なくした場合、フッ化水素比が増加し得るが、圧縮率αを大きくすることにより、外装体７内に侵入する水分量を少なくすることができ、発生するフッ化水素量を低減することができる。このため、フッ化水素比が増加することを抑制することができる。この結果、フッ化水素による悪影響を低減することができる。一方、電解液の液量Ｍを多くした場合、フッ化水素比が低下するため、圧縮率αを小さくした場合であっても、フッ化水素による悪影響を低減することができる。また、この場合、圧縮率αを小さくすることにより、シーラント層７１ｂ、７２ｂ間の接合強度を向上させることができる。

【0100】

本発明の態様は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

【0101】

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】