特許 7543884 リチウムイオン二次電池

(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】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】リチウムイオン二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20240827BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20240827BHJP

   H01M 50/557 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/559 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/198 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

H01M10/058

H01M4/66 A

H01M50/557

H01M50/559

H01M50/193

H01M50/198

H01M50/50 201Z

H01M50/548 101

H01M50/548 201

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020201739

(22)【出願日】2020-12-04

(65)【公開番号】P2022089379

(43)【公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-03-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】栗田 幹也

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友哉

(72)【発明者】

【氏名】神谷 亮太

(72)【発明者】

【氏名】衣川 達哉

(72)【発明者】

【氏名】杉岡 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】杉山 佑介

(72)【発明者】

【氏名】山路 智也

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２０９８１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／８４

Ｈ０１Ｍ５０／１０－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｇ１１／００－１１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極集電体の第１面に正極活物質層が接着された正極と、
負極集電体の第１面に負極活物質層が接着されてなり、前記負極活物質層が前記正極の前記正極活物質層と対向するように配置された負極と、
前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に配置されたセパレータと、
前記正極と前記負極との間において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の周囲を囲むように配置されるとともに、前記正極集電体及び前記負極集電体の各第１面に接着されることにより、前記正極と前記負極との間に液体電解質を収容する密閉空間を形成するシール部とを備える蓄電セルが、複数、積層されているセルスタックを備え、
前記セルスタックにおいて、複数の前記蓄電セルは、前記正極集電体における第１面の反対側の第２面と、前記負極集電体における第１面の反対側の第２面とが重ね合わされることにより直列に接続されているリチウムイオン二次電池であって、
前記正極集電体及び前記負極集電体は、前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向している部分と、前記シール部が接着している部分との間に段差を有し、
前記正極集電体及び前記負極集電体の一方は、アルミニウム箔により構成され、
前記正極集電体及び前記負極集電体の他方は、アルミニウム箔又は銅箔により構成され、
前記シール部は、接着強度が最大となる溶着温度であるピークトップ温度が１３５℃以下である熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成され、
積層方向における前記正極集電体の第１面と前記負極集電体の第１面との間の距離に関して、前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向している部分の距離を第１距離とし、前記シール部が接着している部分における距離を第２距離としたとき、前記第１距離は、前記第２距離よりも長く、前記第１距離と前記第２距離との差が１０μｍ以上４００μｍ以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。

【請求項2】

前記第１距離と前記第２距離との差が２６５μｍ以下である請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項3】

前記セパレータの周縁部分は、前記シール部に埋まっており、
前記正極活物質層、前記負極活物質層、及び前記セパレータの積層方向から見た平面視において、前記負極活物質層は、前記正極活物質層よりも大きく形成されており、
前記正極活物質層の厚さと、前記負極活物質層の厚さの合計が６５０μｍ以上である請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項4】

前記シール部により接着された前記正極集電体と前記負極集電体との間の接着強度は、１．０Ｎ／ｍｍ以上である請求項１～３のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項5】

前記セルスタックを構成している複数の前記蓄電セルは、前記シール部同士が接着されて一体化している請求項１～４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、個々に作製された複数の蓄電セルを直列に積層することにより構成される扁平型の蓄電装置が開示されている。上記蓄電セルは、樹脂により構成される正極集電体の片面の中央部に正極活物質層が形成されてなる正極と、樹脂により構成される負極集電体の片面の中央部に負極活物質層が形成されてなり、負極活物質層が正極の正極活物質層と対向するように配置された負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとを備えている。

【0003】

さらに、上記蓄電セルは、正極と負極との間かつ正極活物質層及び負極活物質層よりも外周側に配置された熱可塑性樹脂からなるシール部を備えている。シール部は、正極集電体と負極集電体との間隔を保持して集電体間の短絡を防止するとともに、正極集電体と負極集電体との間を液密に封止して、正極集電体と負極集電体との間に液体電解質を収容する密閉空間を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１６８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の正極と負極とをセパレータを介して積層した積層型の蓄電セルのエネルギー密度を大きくする方法の一つとして、活物質層を厚く形成することにより、積層方向における活物質層の割合を増加させる方法が考えられる。この場合、充放電時において、液体電解質が収容される密閉空間内に発生するガス量が増加するとともに、密閉空間内の温度変化が大きくなることによって密閉空間の内圧が高くなる。そのため、密閉空間の内圧の増大に耐え得るように、蓄電セルの耐圧性能を向上させる必要がある。

【0006】

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、積層方向に隣り合う集電体と、それら集電体の間に配置されたシール部とによって液体電解質を収容する密閉空間が形成されている蓄電装置に関して、液体電解質が収容される密閉空間の内圧の増大に対する耐圧性能を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成する蓄電装置は、正極集電体の第１面に正極活物質層が接着された正極と、負極集電体の第１面に負極活物質層が接着されてなり、前記負極活物質層が前記正極の前記正極活物質層と対向するように配置された負極と、前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に配置されたセパレータと、前記正極と前記負極との間において、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の周囲を囲むように配置されるとともに、前記正極集電体及び前記負極集電体の各第１面に接着されることにより、前記正極と前記負極との間に液体電解質を収容する密閉空間を形成するシール部とを備える蓄電装置であって、前記正極集電体及び前記負極集電体の一方は、アルミニウム箔により構成され、前記正極集電体及び前記負極集電体の他方は、アルミニウム箔又は銅箔により構成され、前記シール部は、接着強度が最大となる溶着温度であるピークトップ温度が１３５℃以下である熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成され、積層方向における前記正極集電体の第１面と前記負極集電体の第１面との間の距離に関して、前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向している部分の距離を第１距離とし、前記シール部が接着している部分における距離を第２距離としたとき、前記第１距離は、前記第２距離よりも長く、前記第１距離と前記第２距離との差が４００μｍ以下である。

【0008】

前記第１距離と前記第２距離との差が２６５μｍ以下であることが好ましい。
前記正極活物質層の厚さと、前記負極活物質層の厚さの合計が４００μｍ以上であることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、液体電解質が収容される密閉空間の内圧の増大に対する耐圧性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】蓄電装置の断面図。

【図2】蓄電セルの周縁部の部分断面図。

【図3】蓄電セルの周縁部の部分断面図。

【図4】試験サンプルの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示す蓄電装置１０は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置１０は、例えば、ニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置１０は、電気二重層キャパシタであってもよい。本実施形態では、蓄電装置１０がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

【0012】

図１に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電セル２０が積層方向にスタック（積層）されたセルスタック３０（積層体）を含んで構成されている。以下では、複数の蓄電セル２０の積層方向を単に積層方向という。各蓄電セル２０は、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３と、シール部２４とを備える。

【0013】

正極２１は、正極集電体２１ａと、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１に設けられた正極活物質層２１ｂとを備える。積層方向から見た平面視（以下、単に平面視という。）において、正極活物質層２１ｂは、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１の中央部に形成されている。平面視における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１の周縁部は、正極活物質層２１ｂが設けられていない正極未塗工部２１ｃとなっている。正極未塗工部２１ｃは、平面視において正極活物質層２１ｂの周囲を囲むように配置されている。

【0014】

負極２２は、負極集電体２２ａと、負極集電体２２ａの第１面２２ａ１に設けられた負極活物質層２２ｂとを備える。平面視において、負極活物質層２２ｂは、負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の中央部に形成されている。平面視における負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の周縁部は、負極活物質層２２ｂが設けられていない負極未塗工部２２ｃとなっている。負極未塗工部２２ｃは、平面視において負極活物質層２２ｂの周囲を囲むように配置されている。

【0015】

正極２１及び負極２２は、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが積層方向において互いに対向するように配置されている。つまり、正極２１及び負極２２の対向する方向は積層方向と一致している。負極活物質層２２ｂは、正極活物質層２１ｂよりも一回り大きく形成されており、積層方向から見た平面視において、正極活物質層２１ｂの形成領域の全体が負極活物質層２２ｂの形成領域内に位置している。

【0016】

正極集電体２１ａは、第１面２１ａ１とは反対側の面である第２面２１ａ２を有する。正極２１は、正極集電体２１ａの第２面２１ａ２に正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂのいずれも形成されていないモノポーラ構造の電極である。負極集電体２２ａは、第１面２２ａ１とは反対側の面である第２面２２ａ２を有する。負極２２は、負極集電体２２ａの第２面２１ａ２に正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂのいずれも形成されていないモノポーラ構造の電極である。

【0017】

セパレータ２３は、正極２１と負極２２との間に配置されて、正極２１と負極２２とを隔離することで両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる部材である。

【0018】

セパレータ２３は、例えば、液体電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布である。セパレータ２３を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどが挙げられる。セパレータ２３は、単層構造又は多層構造を有してもよい。多層構造は、例えば、接着層、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。

【0019】

シール部２４は、正極２１の正極集電体２１ａの第１面２２ａ１と、負極２２の負極集電体２２ａの第１面２２ａ１との間、かつ正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂよりも外周側に配置され、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの両方に接着されている。シール部２４は、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａとの間を絶縁することによって、集電体間の短絡を防止する。

【0020】

シール部２４は、平面視において、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの周縁部に沿って延在するとともに、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの周囲を取り囲む枠状に形成されている。シール部２４は、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１の正極未塗工部２１ｃと、負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の負極未塗工部２２ｃとの間に配置されている。

【0021】

蓄電セル２０の内部には、枠状のシール部２４、正極２１及び負極２２によって囲まれた密閉空間Ｓが形成されている。密閉空間Ｓには、セパレータ２３及び液体電解質が収容されている。なお、セパレータ２３の周縁部分は、シール部２４に埋まった状態とされている。

【0022】

シール部２４は、正極２１及び負極２２との間の密閉空間Ｓを封止することにより、密閉空間Ｓに収容された液体電解質の外部への透過を抑制し得る。また、シール部２４は、蓄電装置１０の外部から密閉空間Ｓ内への水分の侵入を抑制し得る。さらに、シール部２４は、例えば、充放電反応等により正極２１又は負極２２から発生したガスが蓄電装置１０の外部に漏れることを抑制し得る。

【0023】

図２に示すように、積層方向において、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１と負極集電体２２ａの第１面２２ａ１との間の距離を第１距離Ｄ１とする。第１距離Ｄ１は、正極活物質層２１ｂの厚さ、負極活物質層２２ｂの厚さ、及びセパレータ２３の厚さの合計に相当する。また、積層方向において、シール部２４が接着している部分における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１と負極集電体２２ａの第１面２２ａ１との間の距離を第２距離Ｄ２とする。第２距離Ｄ２は、シール部２４の厚さに相当する。

【0024】

蓄電セル２０は、第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも長く、かつ第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差が特定値以下となるように構成されている。第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差は、４００μｍ以下であり、２６５μｍ以下であることが好ましい。また、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差は、例えば、５μｍ以上であり、１０μｍ以上であることが好ましい。

【0025】

換言すると、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の一方又は両方は、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分と、シール部２４が接着している部分との間に特定値以下の段差を有している。上記段差は、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１の正極未塗工部２１ｃにおけるシール部２４が接着していない部分、及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の負極未塗工部２２ｃにおけるシール部２４が接着していない部分に位置している。以下では、正極未塗工部２１ｃにおけるシール部２４が接着していない部分を正極未接着部２１ｃ１と記載し、負極未塗工部２２ｃにおけるシール部２４が接着していない部分を負極未接着部２２ｃ１と記載する。

【0026】

なお、上記段差は、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の一方のみに設けられていてもよい。この場合、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の一方のみに段差が設けられ、他方は段差のない平面状になる。図面においては、一例として、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の両方に段差が設けられている場合を図示している。

【0027】

第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差は、正極活物質層２１ｂの厚さ、負極活物質層２２ｂの厚さ、及びセパレータ２３の厚さの合計に基づいて、シール部２４の厚さを設定することにより調整できる。

【0028】

正極活物質層２１ｂの厚さは、例えば、２５０～６００μｍであり、３００μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましい。負極活物質層２２ｂの厚さは、例えば、１５０～４００μｍであり、２００μｍ以上であることが好ましく、２５０μｍ以上であることがより好ましい。正極活物質層２１ｂの厚さと負極活物質層２２ｂの厚さの合計は、例えば、４００μｍ以上であり、５００μｍ以上であることが好ましく、６５０μｍ以上であることがより好ましい。また、正極活物質層２１ｂの厚さと負極活物質層２２ｂの厚さの合計は、例えば、１０００μｍ以下である。セパレータ２３の厚さは、例えば、１０～２０μｍである。シール部２４の厚さは、例えば、３００～９００μｍである。

【0029】

また、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１に上記段差が設けられている場合、積層方向に直交する面方向において、正極集電体２１ａにおける正極活物質層２１ｂが接着されている部分とシール部２４が接着されている部分との間の距離Ｌ１は、例えば、１５～６０ｍｍであり、２５ｍｍ以上であることが好ましい。なお、距離Ｌ１が一定でない場合、距離Ｌ１の平均値を上記数値とすることが好ましい。

【0030】

負極集電体２２ａの第１面２２ａ１に上記段差が設けられている場合、積層方向に直交する面方向において、負極集電体２２ａにおける負極活物質層２２ｂが接着されている部分とシール部２４が接着されている部分との間の距離Ｌ２は、例えば、１０～５０ｍｍであり、２０ｍｍ以上であることが好ましい。なお、距離Ｌ２が一定でない場合、距離Ｌ２の平均値を上記数値とすることが好ましい。

【0031】

図１に示すように、セルスタック３０は、複数の蓄電セル２０が、正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２とが接触するように重ね合わされた構造を有する。これにより、セルスタック３０を構成する複数の蓄電セル２０が直列に接続されている。

【0032】

ここで、セルスタック３０においては、積層方向に隣り合う二つの蓄電セル２０により、互いに接する正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａを一つの集電体とみなした疑似的なバイポーラ電極２５が形成される。疑似的なバイポーラ電極２５は、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａが重ね合わされた構造の集電体と、その集電体の一方側の面に形成された正極活物質層２１ｂと、他方側の面に形成された負極活物質層２２ｂとを含む。

【0033】

蓄電装置１０は、セルスタック３０の積層方向においてセルスタック３０を挟むように配置された、正極通電板４０及び負極通電板５０からなる一対の通電体を備える。正極通電板４０及び負極通電板５０は、それぞれ、導電性に優れた材料で構成される。

【0034】

正極通電板４０は、積層方向の一端において最も外側に配置された正極２１の正極集電体２１ａの第２面２１ａ２に電気的に接続される。負極通電板５０は、積層方向の他端において最も外側に配置された負極２２の負極集電体２２ａの第２面２２ａ２に電気的に接続される。

【0035】

正極通電板４０及び負極通電板５０のそれぞれに設けられた端子を通じて蓄電装置１０の充放電が行われる。正極通電板４０を構成する材料としては、例えば、正極集電体２１ａを構成する材料と同じ材料を用いることができる。正極通電板４０は、セルスタック３０に用いられた正極集電体２１ａよりも厚い金属板で構成してもよい。負極通電板５０を構成する材料としては、例えば、負極集電体２２ａを構成する材料と同じ材料を用いることができる。負極通電板５０は、セルスタック３０に用いられた負極集電体２２ａよりも厚い金属板で構成してもよい。

【0036】

蓄電装置１０は、セルスタック３０を拘束する拘束部材６０を備えている。拘束部材６０は、セルスタック３０の積層方向において、蓄電セル２０同士が対向する領域、特に、平面視において、正極活物質層２１ｂが設けられている範囲と負極活物質層２２ｂが設けられている範囲とが重なる領域に拘束加重を付与する。

【0037】

セルスタック３０に対して拘束加重を付与することのできる構成であれば、拘束部材６０の具体的構成は特に限定されない。図１においては、一例として、セルスタック３０を挟み込むようにセルスタック３０の積層方向の両端に配置される板状の拘束板６１と、拘束板６１同士を締結するボルト及びナットからなる締結部材６２とを備える拘束部材６０を図示している。締結部材６２によって、拘束板６１同士が互いに接近する方向に付勢されることにより、セルスタック３０に対して積層方向の拘束加重が付与される。

【0038】

次に、正極集電体２１ａ、負極集電体２２ａ、正極活物質層２１ｂ、負極活物質層２２ｂ、液体電解質、及びシール部２４の詳細について説明する。
＜正極集電体及び負極集電体＞
正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａは、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂに電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。

【0039】

正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの一方は、アルミニウム箔であり、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの他方は、アルミニウム箔又は銅箔である。正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの好ましい一例としては、正極集電体２１ａをアルミニウム箔により構成するとともに、負極集電体２２ａを銅箔により構成した場合が挙げられる。

【0040】

上記アルミニウム箔の厚さは、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であり、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。薄いアルミニウム箔を用いることにより、蓄電セル２０のエネルギー密度を大きくできる。また、蓄電装置１０の積層方向の高さを低くできる。

【0041】

上記アルミニウム箔は、ヤング率と箔の厚さの積として算出される耐力が、例えば、７０ＭＰａ・ｍｍ以上であることが好ましく、１０５０ＭＰａ・ｍｍ以下であることが好ましい。

【0042】

上記銅箔の厚さは、例えば、１μｍ以上２５μｍ以下μｍであり、１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。薄い銅箔を用いることにより、蓄電セル２０のエネルギー密度を大きくできる。また、蓄電装置１０の積層方向の高さを低くできる。

【0043】

上記銅箔は、ヤング率と箔の厚さの積として算出される耐力が、例えば、１２０ＭＰａ・ｍｍ以上であることが好ましく、１８００ＭＰａ・ｍｍ以下であることが好ましい。
上記アルミニウム箔及び上記銅箔の表面は、公知の保護層により被覆されてもよいし、メッキ処理等の公知の方法により処理されていてもよい。上記表面処理としては、例えば、クロメート処理、リン酸クロメート処理が挙げられる。

【0044】

なお、以下では、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａを特定しない場合に、単に集電体と記載することがある。
＜正極活物質層及び負極活物質層＞
正極活物質層２１ｂは、リチウムイオンなどの電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含む。正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、ポリアニオン系化合物など、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものを採用すればよい。また、２種以上の正極活物質を併用してもよい。本実施形態において、正極活物質層２１ｂはポリアニオン系化合物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を含む。

【0045】

負極活物質層２２ｂは、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出可能である単体、合金又は化合物であれば特に限定はなく使用可能である。例えば、負極活物質としてＬｉ、又は、炭素、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等が挙げられる。炭素としては天然黒鉛、人造黒鉛、あるいはハードカーボン（難黒鉛化性炭素）又はソフトカーボン（易黒鉛化性炭素）を挙げることができる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。本実施形態において、負極活物質層２２ｂは炭素系材料としての黒鉛を含む。

【0046】

正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂ（以下、単に活物質層ともいう。）はそれぞれ、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質（ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、液体電解質等）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）等をさらに含み得る。活物質層に含まれる成分又は当該成分の配合比及び活物質層の厚さは特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。

【0047】

導電助剤は、正極２１又は負極２２の導電性を高めるために添加される。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン－ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン－アクリル酸グラフト重合体を例示することができる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒又は分散媒には、例えば、水、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等が用いられる。

【0048】

正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法等の従来から公知の方法を用いてもよい。
正極２１又は負極２２の熱安定性を向上させるために、活物質層の表面に上記の耐熱層を設けてもよい。

【0049】

活物質層の目付量は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。ただし、蓄電セル２０のエネルギー密度を大きくする観点から、活物質層の目付量を大きくすることが好ましい。

【0050】

正極活物質層２１ｂの目付量は、例えば、５５～９０ｍｇ／ｃｍ^２であり、６０ｍｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、７０ｍｇ／ｃｍ^２以上であることがより好ましい。負極活物質層２２ｂの目付量は、例えば、２５～４５ｍｇ／ｃｍ^２であり、３０ｍｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

【0051】

＜シール部＞
シール部２４は、熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成される。熱可塑性ポリオレフィン系樹脂の種類としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリエチレン（変性ＰＥ）、変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、イソプレン、変性イソプレン、ポリブテン、変性ポリブテン、ポリブタジエンが挙げられる。変性ポリエチレンとしては、例えば、酸変性ポリエチレン、エポキシ変性ポリエチレンが挙げられる。変性ポリプロピレンとしては、例えば、酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレンが挙げられる。なお、上記のポリオレフィン系樹脂を二種以上組合せて用いてもよい。

【0052】

上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂は、ピークトップ温度が１３５℃以下である。熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度は、熱可塑性ポリオレフィン系樹脂を用いた熱溶着によりアルミニウム箔同士又はアルミニウム箔と銅箔とを接着した積層体の接着強度と、熱溶着時の温度である熱溶着温度との関係において、接着強度が最大となるときの熱溶着温度を意味する。接着強度は、１８０°ピール試験により得られる剥離強度を接着幅で除した値である。

【0053】

なお、シール部２４により接着された正極集電体２１ａと負極集電体２２ａとの間の接着強度は、例えば、０．８Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、１．０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましい。

【0054】

上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂の融点は、例えば、７０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましい。
上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂の線膨張率は、例えば、２５×１０^－５／℃以下であることが好ましく、１５×１０^－５／℃以下であることがより好ましい。上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂の線膨張率が１５×１０^－５／℃以下である場合には、集電体にシール部２４を接着させた際に集電体に生じる皺を抑制する効果が得られる。

【0055】

＜液体電解質＞
液体電解質としては、例えば、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む液体電解質が挙げられる。電解質塩として、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等の公知のリチウム塩を使用できる。また、非水溶媒として、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒を使用できる。なお、これら公知の溶媒材料を二種以上組合せて用いてもよい。

【0056】

次に、本実施形態の蓄電装置１０の製造方法について説明する。
蓄電装置１０は、電極形成工程と、蓄電セル形成工程と、セルスタック形成工程と順に経ることにより製造される。

【0057】

＜電極形成工程＞
電極形成工程は、正極２１を形成する正極形成工程と、負極２２を形成する負極形成工程とを有する。

【0058】

正極形成工程は特に限定されるものではなく、正極集電体２１ａ及び正極活物質層２１ｂを備える正極２１の形成に適用される公知の方法を用いることができる。例えば、正極集電体２１ａとしてのアルミニウム箔の第１面２１ａ１に対して、固化することにより正極活物質層２１ｂとなる正極合材を所定厚みとなるように付着させた後、正極合材に応じた固化処理を行うことにより正極２１を形成することができる。

【0059】

負極形成工程は特に限定されるものではなく、負極集電体２２ａ及び負極活物質層２２ｂを備える負極２２の形成に適用される公知の方法を用いることができる。例えば、負極集電体２２ａとしての銅箔の第１面２２ａ１に対して、固化することにより負極活物質層２２ｂとなる負極合材を所定厚みとなるように付着させた後、負極合材に応じた固化処理を行うことにより負極２２を形成することができる。

【0060】

＜蓄電セル形成工程＞
蓄電セル形成工程では、まず、セパレータ２３を間に挟んで正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂが互いに積層方向に対向するように正極２１及び負極２２を配置するとともに、正極２１と負極２２の間、かつ正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａよりも外周側にシール部２４となるシール材を配置する。シール材としては、例えば、上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂シートを、シール部２４の平面視形状と同形状に切り出したものを用いる。

【0061】

その後、シール材を１３５℃以下の温度、好ましくは、シール材を構成する上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度となるように加熱して、正極２１、負極２２、及びセパレータ２３とシール材とを熱溶着により接着する。これにより、正極２１、負極２２、セパレータ２３、及びシール部２４が一体化された組立体が形成される。

【0062】

次に、シール部２４の一部に設けられた注入口を通じて組立体の内部の密閉空間Ｓに液体電解質を注入した後、注入口を封止する。これにより、蓄電セル２０が形成される。
＜セルスタック形成工程＞
セルスタック形成工程では、まず、複数の蓄電セル２０を、正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２とを向い合せるように重ねて積層する。

【0063】

次に、積層方向の一端において最も外側に配置された正極２１の正極集電体２１ａの第２面２１ａ２に対して、正極通電板４０を重ねて電気的に接続した状態にて固定する。同様に、積層方向の他端において最も外側に配置された負極２２の負極集電体２２ａの第２面２２ａ２に対して、負極通電板５０を重ねて電気的に接続した状態にて固定する。これにより、セルスタック３０が形成される。その後、セルスタック３０に対して拘束部材６０を取り付ける。例えば、セルスタック３０の積層方向の両端に拘束板６１を配置した後、締結部材６２にて拘束板６１同士を締結する。

【0064】

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の蓄電装置１０では、集電体の構成材料と、シール部２４の構成材料の組み合わせとして、アルミニウム箔と、ピークトップ温度が１３５℃以下である熱可塑性ポリオレフィン系樹脂とを用いている。これにより、アルミニウム箔により構成される集電体とシール部２４との間の剥離強度が向上する。

【0065】

また、積層方向における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１と負極集電体２２ａの第１面２１ａ１との間の距離に関して、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分の距離である第１距離Ｄ１が、シール部２４が接着している部分における距離である第２距離Ｄ２よりも長く、かつ第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差が４００μｍ以下となるように構成している。

【0066】

図３に示すように、密閉空間Ｓの周縁部分において、密閉空間Ｓの内圧Ｆは、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１の正極未接着部２１ｃ１、負極集電体２２ａの第１面２２ａ１の負極未接着部２２ｃ１、及びシール部２４の内周面に作用する。ここで、第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも長い場合、正極未接着部２１ｃ１及び負極未接着部２２ｃ１の一部又は全部は、正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１とシール部２４との接着面Ａ１に対して交差する交差面Ａ２となる。交差面Ａ２に作用する密閉空間Ｓの内圧は、接着面Ａ１に対して垂直方向の成分を含む力となり、当該力は、接着面Ａ１から正極集電体２１ａの第１面２１ａ１及び負極集電体２２ａの第１面２２ａ１を引き剥がす力として強く働く。

【0067】

本実施形態では、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差を小さくすることによって、接着面Ａ１に対する交差面Ａ２の傾斜角度を小さくしている、又は交差面Ａ２の面積を小さくしている。これにより、密閉空間Ｓの内圧に基づいて正極未接着部２１ｃ１及び負極未接着部２２ｃ１に作用する上記垂直方向の成分の力を小さくできる。その結果、密閉空間Ｓの内圧が増大した際における接着面Ａ１の剥離を抑制できる。

【0068】

本実施形態によれば、以下に記載する効果を得ることができる。
（１）蓄電装置１０は、正極集電体２１ａ及び正極活物質層２１ｂを有する正極２１と、負極集電体２２ａ及び負極活物質層２２ｂを有する負極２２と、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとの間に配置されたセパレータ２３と、正極２１と負極２２との間に液体電解質を収容する密閉空間Ｓを形成するシール部２４とを備える。正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの一方は、アルミニウム箔により構成されるとともに、正極集電体２１ａ及び負極集電体２２ａの他方は、アルミニウム箔又は銅箔により構成される。シール部２４は、接着強度が最大となる溶着温度であるピークトップ温度が１３５℃以下である熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成される。積層方向における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１と負極集電体２２ａの第１面２２ａ１との間の距離に関して、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分の距離である第１距離Ｄ１は、シール部２４が接着している部分における距離である第２距離Ｄ２よりも長く、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差が４００μｍ以下である。

【0069】

上記構成では、集電体の構成材料と、シール部２４の構成材料の組み合わせとして、アルミニウム箔と、ピークトップ温度が１３５℃以下である熱可塑性ポリオレフィン系樹脂とを用いるとともに、第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２が特定の関係を満たすように構成している。これにより、液体電解質が収容される密閉空間Ｓの内圧に対する耐圧性能が向上する。

【0070】

（２）第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２が２６５μｍ以下である。
上記構成によれば、特に、密閉空間Ｓの内圧変動の繰り返しに対する耐久性能を向上させることができる。

【0071】

（３）正極活物質層２１ｂの厚さと、負極活物質層２２ｂの厚さの合計が４００μｍ以上である。
活物質層を大きく形成するほど、密閉空間Ｓの内圧上昇及び内圧変化が大きくなる。そのため、上記の構成のように、正極活物質層２１ｂ及び負極活物質層２２ｂを大きく形成した場合には、上記（１）及び上記（２）の効果がより顕著に得られる。

【0072】

（４）蓄電セル形成工程において、正極２１と負極２２の間に熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成されるシール材を配置し、シール材を構成する上記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度以下の温度でシール材を熱溶着させることによりシール部２４を形成する。

【0073】

上記構成によれば、耐力の小さい箔状の集電体を採用した場合に、シール部２４の体積変化に起因して集電体に生じる皺を抑制できる。
（５）蓄電装置１０は拘束部材６０を備え、積層方向における正極集電体２１ａの第１面２１ａ１と負極集電体２２ａの第１面２２ａ１との間の距離に関して、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分の距離である第１距離Ｄ１は、シール部２４が接着している部分における距離である第２距離Ｄ２よりも長い。

【0074】

第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２以下となる場合、拘束部材６０による拘束加重が、シール部２４が位置している部分に集中して付与されて、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分にうまく付与されない虞がある。この場合、蓄電セル２０の充放電時の膨張収縮により、正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとの積層方向の距離が広がることで蓄電セル２０の抵抗増大の虞がある。また、正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２との接触面積が小さくなることで、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａとの接触抵抗増大の虞がある。そのため、第１距離Ｄ１を第２距離Ｄ２より長くすることで、蓄電セル２０の抵抗増大を抑制することができる。

【0075】

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○セルスタック３０において、積層される各蓄電セル２０の隣り合うシール部２４同士を接着して一体化した構成としてもよい。例えば、シール部２４に対して、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａの各縁部よりも外側に延びる外周部分を設ける。この外周部分は、積層方向から見て正極集電体２１ａと負極集電体２２ａの各縁部よりも積層方向に直交する方向に突出している。積層方向に隣り合う各蓄電セル２０のシール部２４の外周部分同士を接着することにより、シール部２４を一体化する。隣り合うシール部２４同士を接着する方法としては、例えば、熱溶着、超音波溶着又は赤外線溶着など、公知の溶着方法が挙げられる。また、シール部２４同士を接着する際に、必要に応じて、熱可塑性樹脂等のシール材料を追加及び充填してもよい。

【0076】

〇正極集電体２１ａ及び正極活物質層２１ｂの平面視形状は特に限定されるものではない。矩形状等の多角形状であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。負極集電体２２ａ及び負極活物質層２２ｂについても同様である。

【0077】

〇シール部２４の平面視形状は特に限定されるものではなく、矩形状等の多角形状であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。
○正極通電板４０と正極集電体２１ａとの間に、両部材間の導電接触を良好にするために、正極集電体２１ａに密着する導電層を配置してもよい。導電層としては、例えば、アセチレンブラック又はグラファイト等のカーボンを含む層、Ａｕ等を含むメッキ層などの正極集電体２１ａよりも低い硬度を有する層が挙げられる。また、負極通電板５０と負極集電体２２ａとの間に同様の導電層を配置してもよい。

【0078】

〇蓄電装置１０を構成する蓄電セル２０の数は特に限定されない。蓄電装置１０を構成する蓄電セル２０の数は、１であってもよい。
〇正極集電体２１ａの第２面２１ａ２に、正極活物質層２１ｂ又は負極活物質層２２ｂが設けられていてもよい。また、負極集電体２２ａの第２面２２ａ２に、正極活物質層２１ｂ又は負極活物質層２２ｂが設けられていてもよい。

【0079】

○電極は、積層方向に正極活物質層２１ｂと負極活物質層２２ｂとが対向している部分において、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａとがそれぞれの第２面側において部分的に一体化された集電体を用いたバイポーラ電極でもよい。このとき、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａのシール部２４が接着している部分と、正極未接着部２１ｃ１及び負極未接着部２２ｃ１におけるシール部２４が接着している部分に繋がる外周側の部分を含む少なくとも一部は、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａとが一体化されていない。換言すると、正極集電体２１ａと負極集電体２２ａのシール部２４が接着している部分、並びに正極未接着部２１ｃ１及び負極未接着部２２ｃ１におけるシール部２４が接着している部分に繋がる外周側の部分を含む少なくとも一部において、正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２は接触しておらず積層方向に離間している。上記の構成とすることで、上記実施形態と同様の第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２の関係を満たす蓄電装置１０を構成することができる。

【0080】

上記のバイポーラ電極の集電体としては、例えば、アルミニウム箔同士を貼り合せた集電体、アルミニウム箔と銅箔とを貼り合せた集電体が挙げられる。
○セルスタック３０において、積層方向に隣接する蓄電セル２０同士の接触部分である正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２とを接着させた構成としてもよい。正極集電体２１ａの第２面２１ａ２と負極集電体２２ａの第２面２２ａ２とを接着する方法としては、例えば、導電性を有する接着剤を用いる方法が挙げられる。

【0081】

〇上記実施形態では、セルスタック３０に対して拘束部材６０を設けていたが、拘束部材６０は省略してもよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。

【0082】

（イ）前記正極集電体の第１面及び前記負極集電体の第１面の少なくとも一方は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層のいずれかの活物質層が接着されている部分と前記シール部が接着されている部分との間に、前記活物質層及び前記シール部が接着されていない未接着部を備えている前記蓄電装置。

【0083】

（ロ）前記蓄電装置の製造方法であって、前記セパレータを間に挟んで前記正極活物質層及び前記負極活物質層が互いに積層方向に対向するように前記正極及び前記負極を配置するとともに、前記正極と前記負極の間、かつ前記正極集電体及び前記負極集電体よりも外周側に、前記熱可塑性ポリオレフィン系樹脂により構成されるシール材を配置し、１３５℃以下の温度で前記シール材を熱溶着させることにより前記シール部を形成する前記蓄電装置の製造方法。

【実施例】

【0084】

以下に、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
（熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度の測定）
縦１５０ｍｍ×横９０ｍｍの長方形状に切り出した厚さ１５μｍのアルミニウム箔、及び同形状の厚さ１０μｍの銅箔を用意した。アルミニウム箔の上に、縦１５０ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ１００μｍの長方形状のシール材をアルミニウム箔の端部に揃えるように配置した後、更にその上に、アルミニウム箔の端部に揃えるように銅箔を配置することにより積層体を得た。シール材としては、下記の酸変性ポリエチレン樹脂（ＰＥ）及び酸変性ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）のいずれかからなる樹脂シートを用いた。

【0085】

ＰＥ：融点９５℃、線膨張率２２×１０^－５／℃の酸変性ポリエチレン樹脂
ＰＰ：融点１６０℃、線膨張率１０×１０^－５／℃の酸変性ポリプロピレン樹脂
次に、インパルス式シーラーを用いてシール材を加熱することにより、アルミニウム箔と銅箔とをシール材により接着した。インパルス式シーラーによる加熱は、表１に示す溶着温度となるように電流を設定し、９．９秒間、０．５Ｍｐａの圧力で行った。

【0086】

接着された積層体を、接着された端部から直交する方向に１５ｍｍの幅で切断して得られた断片を測定サンプルとした。測定サンプルのアルミニウム箔と銅箔とを引き剥がす形式にて、１８０°ピール試験を室温で行うことにより、剥離強度を測定した。そして、下記式（１）に基づいて接着強度を算出した。その結果を表１及び表２に示す。

【0087】

接着強度（Ｎ／ｍｍ）＝剥離強度（Ｎ）÷１５ｍｍ …（１）
次に、算出した接着強度と溶着温度とをプロットしたグラフ（図示略）から、各熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度Ｔｐを算出した。その結果を表１に示す。

【0088】

【表1】

（試験サンプルの作製）
図４に示す試験サンプル１００を作製した。まず、縦１４０ｍｍ×横１４０ｍｍの正方形状に切り出した箔状の正極集電体１０１及び負極集電体１０２を用意した。負極集電体１０２の上面の中央部に縦６０ｍｍ×横６０ｍｍの正方形状のスペーサ１０４を接着するとともに、負極集電体１０２の上面に、縦１４０ｍｍ×横１４０ｍｍ×幅１３．５ｍｍの長方形枠状のシール材１０３を負極集電体１０２の外周縁に沿って配置した。シール材１０３は、上記実施形態のシール部に相当する。

【0089】

次に、シール材１０３及びスペーサ１０４の上に正極集電体１０１を積層するとともに、正極集電体１０１とスペーサ１０４とを接着させることにより積層体を得た。スペーサ１０４と正極集電体１０１及び負極集電体１０２の接着には接着剤を用いた。

【0090】

次に、ベルトシーラーを用いて、シール材１０３を構成する熱可塑性ポリオレフィン系樹脂のピークトップ温度となるように積層体のシール材１０３を加熱することにより、正極集電体１０１及び負極集電体１０２とシール材１０３とを接着した。その後、正極集電体１０１の中央部に開口部１０５を設けることにより、試験例１～４の試験サンプル１００を得た。試験サンプル１００の正極集電体１０１及び負極集電体１０２におけるスペーサ１０４が接着されている部分とシール材１０３が接着されている部分との間の距離Ｌ３は、２８．５ｍｍである。

【0091】

正極集電体１０１及び負極集電体１０２としては、厚さ１０μｍ又は１５μｍのアルミニウム箔、及び厚さ１０μｍの銅箔を用いた。シール材１０３としては、上記ＰＥ又は上記ＰＰを用いた。スペーサ１０４としては、アルミニウムにより構成される金属プレートを用いた。また、シール材１０３及びスペーサ１０４の厚さを変更することにより、スペーサ１０４が接着されている部分における正極集電体１０１と負極集電体１０２との間の距離である第１距離Ｄ１、及びシール材１０３が接着されている部分における正極集電体１０１と負極集電体１０２との間の距離である第２距離Ｄ２を調整した。試験例１～４の試験サンプル１００に用いた各部材の種類、並びに試験例１～４の試験サンプル１００の第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２は表２に示すとおりである。

【0092】

（耐圧試験）
図４に示すように、試験サンプル１００を平板状の２枚の第１治具１０６ａの間に挟み込み、２枚の第１治具１０６ａを第２治具１０６ｂにて固定した。また、正極集電体１０１と第１治具１０６ａとの間には、開口部１０５を囲むようにＯリング１０７を配置した。次に、第１治具１０６ａに設けられた孔１０６ａ１を通じて正極集電体１０１の開口部１０５から試験サンプル１００の内部に加圧媒体としての水又は窒素を充填することにより、試験サンプル１００の内圧を徐々に上昇させた。そして、シール材１０３と正極集電体１０１又は負極集電体１０２との接着部分が開裂したタイミングにおける試験サンプル１００の内圧を開裂圧として測定した。その結果を表２に示す。

【0093】

【表2】

試験例１及び試験例２の結果に示されるように、シール材を構成する樹脂として、ピークトップ温度Ｔｐが１３５℃以下の樹脂であるＰＥを用いた場合には、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差を小さくすることにより、開裂圧が大きく上昇した。一方、試験例３及び試験例４の結果に示されるように、シール材を構成する樹脂として、ピークトップ温度Ｔｐが１３５℃を超える樹脂であるＰＰを用いた場合には、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差を小さくすることにより、開裂圧が上昇したものの、その上昇度合は僅かであった。これらの結果から、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差を小さくする構成は、ピークトップ温度Ｔｐが１３５℃以下の樹脂により構成されるシール材と組み合わせた場合に、耐圧性能を顕著に向上させる効果が得られることが分かる。

【0094】

（内圧変動試験）
上記ＰＥからなるシール材１０３を用いて試験例５～１３の試験サンプル１００を上記と同様にして作製した。試験例５～１３の試験サンプル１００に用いた各部材の種類、並びに試験例５～１３の試験サンプル１００の第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２は表３に示すとおりである。

【0095】

試験サンプル１００に対して上記と同様に第１治具１０６ａ及び第２治具１０６ｂを固定した。次に、第１治具１０６ａに設けられた孔１０６ａ１を通じて正極集電体１０１の開口部１０５から試験サンプル１００の内部に加圧媒体としての水を充填した。そして、試験サンプル１００の内部への加圧媒体の充填量を周期的に変化させることにより、試験サンプル１００の内圧を変動させた。具体的には、内圧０ＭＰａの基準状態にある試験サンプル１００に対して、予め設定された規定量の加圧媒体を充填して高圧状態とした後、規定量の加圧媒体を排出して基準状態に戻す操作を１サイクルとし、１サイクル３秒にて２００００サイクル、試験サンプル１００の内圧を変動させた。上記規定量は、初期状態の試験サンプル１００に対して、圧力０ＭＰａの基準状態から圧力０．２ＭＰａの高圧状態とするために必要な充填量である。そして、２００００サイクル後の試験サンプル１００を観察して、シール材１０３と正極集電体１０１及び負極集電体１０２との接着部分の開裂の有無を確認した。その結果を表３に示す。

【0096】

【表3】

試験例５～１３の結果から、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２との差を小さくすることにより、内圧変動による開裂を抑制できることが分かる。また、銅箔により構成される集電体を用いた場合と比較して、アルミニウム箔により構成される集電体を用いた場合の方が内圧変動による開裂が生じやすい結果であった。したがって、正極集電体及び負極集電体の一方又は両方にアルミニウム箔により構成される集電体を用いる場合、アルミニウムにより構成される集電体を用いた結果に基づいて、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２の差を設定する必要がある。具体的には、正極集電体及び負極集電体の一方又は両方にアルミニウムにより構成される集電体を用いた場合には、第１距離Ｄ１と第２距離Ｄ２の差を２６５μｍ以下とすると、内圧変動による開裂を効果的に抑制できる。

【符号の説明】

【0097】

Ｓ…密閉空間、１０…蓄電装置、２０…蓄電セル、２１…正極、２１ａ…正極集電体、２１ｂ…正極活物質層、２２…負極、２２ａ…負極集電体、２２ｂ…負極活物質層、２３…セパレータ、２４…シール部、３０…セルスタック、４０…正極通電板、５０…負極通電板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】