以下、図面を参照しながら、本発明によ� ��実施の形態を説明する。以下の図面におい� ��は、同じ作用を奏する部材・部位には同じ� ��号を付して説明している。なお、以下、角� ��リチウムイオン二次電池100を例にして本発� ��の電池の構造について詳細に説明するが、� ��発明をかかる実施形態に記載されたものに� ��定することを意図したものではない。また� ��各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)� �実際の寸法関係を反映するものではない。

 図1を参照しながら電池100の構成について 説明する。図1は本実施形態に係るリチウム� �オン二次電池の構成を模式的に示す外観斜� �図である。一例として図1に示すように、こ� ��で開示されるリチウムイオン二次電池100は� ��正極および負極を備える電極体80と、該電� �体80を収容する外装ケース50とを備える。

 本実施形態の外装ケース50は、外装ケー� �本体52と蓋体54とから構成されている。外装� ��ース本体52は、後述する扁平形状の電極体80 を収容し得る形状(ここでは箱型)を有する。� ��装ケース本体52は上部に開口端を有し当該� �口端を介して電極体80を収容することができ る。蓋体54は外装ケース本体52の上端開口を� �ぐ板状の部材であり、ここでは略矩形状を� �している。外装ケース50(外装ケース本体52お よび蓋体54)の材質は、軽量で熱伝導性が良い 金属製材料が好ましく、このような金属製材 料として、例えば、アルミニウム、ステンレ ス鋼、ニッケルめっき鋼などが挙げられる。

 外装ケース50と電極体80との間には当該外 装ケース50と電極体80とを隔離する絶縁フィ� �ム10が配置されている。かかる絶縁フィルム 10によって発電要素である電極体80と外装ケ� �ス50との直接接触が回避され、電極体80と外� ��ケース50との絶縁を確保することができる� �絶縁フィルムの材質は絶縁材料として機能� �得るもので構成されていればよく、例えば� �リプロピレンやポリエチレンなどの樹脂材� �を好適に使用することができる。絶縁フィ� �ム10は電極体80を囲む(電極体80が挿入される) 袋状に形成されている。本実施形態に係る絶 縁フィルム10は、図1に示すように上端側が開 口した有底の袋状(すなわち電極体80の底面と 四つの側面を囲む袋状)であり、袋開口部12を 介して電極体80はその内部に収容されている� ��

 次に図2を加えて本実施形態の電極体80に� ��いて説明する。図2は電極体80の一例を模式� ��に示す正面図である。本実施形態の電極体8 0は、典型的な電池と同様、所定の電池構成� �料(正負極それぞれの活物質、正負極それぞ� ��の集電体、セパレータ等)から構成されてい る。ここでは電極体80として扁平形状の捲回� ��極体80が用いられている。図2に示すように� ��回電極体80は通常のリチウムイオン電池の� �回電極体と同様、シート状正極82(以下「正� �シート82」という。)とシート状負極84(以下� �負極シート84」という。)を計2枚のシート状� ��パレータ86(以下「セパレータシート86」と� �う。)と共に積層し、さらに当該正極シート8 2と負極シート84とをややずらしつつ捲回し、 次いで得られた捲回体を側面方向から押しつ ぶして拉げさせることによって作製される扁 平形状の捲回電極体80である。この捲回電極� ��の厚みは、捲回度合や状態により不揃いに� ��りやすい。そのため使用する捲回電極体に� ��じて電池100の外装ケース内の隙間(即ち、捲 回電極体の積層方向の厚みと該方向に沿った 外装ケース内空部の厚みの寸法との差)の寸� �がまちまちとなることを意味する。

 例えば図3は捲回電極体80と外装ケース50と� �隙間を介して配置された外装ケース内の状� �を模式的に示す断面図である。図3に示すよ� ��に、捲回電極体80の扁平面(側面)81と外装ケ� ��ス本体52の内壁面56(ここでは電極体を囲む� �状絶縁フィルム10)との間には隙間が形成さ� �ている。本実施形態においては、袋状絶縁� �ィルム20が備える間隙充填部20によって電池1 00の外装ケース50内の隙間を塞ぐことができ� �。間隙充填部20は電極体80の側面に対向する� ��に形成された厚肉な部位に相当する。本実� ��形態の間隙充填部20は、捲回電極体80の扁平 面81に対向する位置に形成されており、その� ��みが捲回電極体80(扁平面81)と外装ケース本� ��52(内壁面56)との隙間のサイズと合うように� ��成されている。
 かかる構成の電池100によれば、袋状絶縁フ� ��ルム10が備える間隙充填部20によって外装ケ ース50内の隙間、典型的には外装ケース内部� ��収容する電極体80の形状の不揃いに起因し� �生じる隙間を塞ぐことができる。このこと� �よって当該隙間が存在することによる電池� �能への悪影響(例えば、電極体の偏りに伴う� ��極活物質の偏在に起因する電量分布の不均� ��化や局所化)を未然に防止することができる 。また、上記隙間を塞ぐ間隙充填部20は袋状� ��縁フィルム10と一体となっているため、該� �隙充填部20の位置ズレを防止することができ 、上記隙間を確実に塞ぐことができる。

 以下、さらに本実施形態に係る間隙充填部2 0の特徴について説明する。袋状絶縁フィル� �10が備える間隙充填部20は、所定の厚みを有� ��るシート状に形成されたシート状間隙充填� ��材20(以下「間隙充填シート」と称する。)が 上記袋状絶縁フィルム10のうちの上記電極体8 0の側面(ここでは扁平面81)に対向する面に1枚 若しくは複数枚接合されて構成されている。 シート状間隙充填部材20は、図4に示すような 薄いシート状の部材であり(図4中の(A)が正面� ��、図4中の(B)が側面図である。)、ポリプロ� �レン等のポリオレフィン系樹脂から成る厚� �1mm以下(典型的には10~1000μm、好ましくは100~20 0μm)の間隙充填シート20を好適に使用するこ� �ができる。
 即ち、図3に示すように外装ケース50内の隙� ��の大きさに合わせて適切な枚数の間隙充填� ��ート20を用意し、袋状絶縁フィルム10(捲回� �極体80の扁平面81に対向する面)に接合するこ とにより電池100の外装ケース50内の隙間を塞� ��でいる。図3に示す形態では、電極体80の右� ��に間隙充填シート20が2枚用意され、左側に� ��隙充填シート20が1枚用意され、それぞれ袋� ��絶縁フィルム10(扁平面81)に対向する面に接� ��されている。なお、上記接合手段は例えば� ��ポット溶着である。スポット溶着に代えて� ��型的な電池において適用され得る種々の溶� ��(接着)方法を使用してもよい。
 電極体80と外装ケース50(内壁面56)との隙間� �サイズは個々の電池において異なるところ� �上記構成では、数多くのサイズの間隙充填� �材を取り揃えることなく、所定の厚みの間� �充填シート20を用意して袋状絶縁フィルム10� ��接合するとともにその使用枚数を調整する� ��とによって個々の電池の上記隙間を塞ぐこ� ��ができる。このように一種類の同形状の間� ��充填シート20を採用することによって、外� �ケース50内の様々な大きさの隙間を効率よく 充填する(塞ぐ)ことができる。

 さらに図5~図9Cを加えて本実施形態の電池100 を構成する各構成材料について言及しながら 電池100の製造方法(特に間隙充填部(間隙充填� ��ート)を備える袋状絶縁フィルムの構築方法 )について説明する。
 まず、図5~図7を参照しながら間隙充填部材( 間隙充填シート20)を備える袋状絶縁フィルム 10の構築方法について説明する。図5中の(A)に 示すように外装ケース50内の隙間(外装ケース の内壁面と電極体の扁平面との隙間)の大き� �に合わせて適切な枚数の間隙充填シート20を 用意する。ここでは外装ケース50内の隙間の� ��きさに合わせて3枚の間隙充填シート20が用� ��されている例を示す。3枚の間隙充填シート 20は、紙面の手前側に1枚と、紙面の奥側に2� �との2組に分けて積層されている。なお2組に 分けずに紙面手前側または紙面奥側の何れか 一方に3枚まとめて積層してもよい。かかる� �数枚の間隙充填シート20は、袋状絶縁フィル ム10に接合される前に予め相互に溶着されて� ��体化されている。すなわち、図5中の(B)に示 すように紙面奥側に積層した2枚の間隙充填� �ート20同士を仮溶着(接着)する。かかる溶着( 接着)箇所は後述する組電池に組み込む際に� �束されない箇所(拘束時に荷重を受けない箇� ��)であればよく、ここでは相互に対向した面 同士の端辺部分の2箇所(矢印「90」参照)をス� ��ット溶着している。この仮溶着によって2枚 の間隙充填シートは離れない程度に一体とな り、図6に示す絶縁フィルム15上への搬送およ び溶着(接着)作業が容易となる。

 続いて図6中の(A)に示すようにシート状の絶 縁フィルム15を用意する。袋状の絶縁フィル� ��10は袋状に組み立てる前段階における長尺� �(帯状)のシート構造を有している。すなわち 袋状絶縁フィルム10を展開すると図6中の(A)に 示す一枚のシート状となるように構成されて いる。
 図6中の(B)に示すように、シート状絶縁フィ ルム15の上に間隙充填シート20が搬送される� �このとき、間隙充填シート20は、袋状に形成 した際に電極体80の扁平面81に対向する位置� �なる(即ち袋状絶縁フィルムのうちの電極体� ��側面に対向する面となる)シート面17の上に� ��置される。かかる状態において間隙充填シ� ��ト20とシート状絶縁フィルム15とが溶着(接� �)される。このとき、間隙充填シート20は袋� �絶縁フィルムにおける電極体を挿入する袋� �口部側の端辺部分にて溶着されることが好� �しい。この例では、間隙充填シート20は、袋 状絶縁フィルムにおける袋開口部側の端辺部 分に相当するシート面17の端辺部分の2箇所(� �印「92」参照)にてスポット溶着される。か� �る構成によれば、袋状絶縁フィルム10に電極 体80を挿入する際(図8A~図8C参照)、間隙充填シ ート20が電極体80に引き摺られて位置ズレす� �ことを防止することができる。また、該電� �体80による引き摺りによって袋状絶縁フィル ム10にシワやヨレが発生する事態を回避する� ��とができる。なお、さらに好適には間隙充� ��シート20とシート面17とのスポット溶着箇所 は後述する組電池に組み込む際に拘束されな い箇所(拘束時に荷重を受けない箇所)である� ��

 その後、図7に示すようにシート状絶縁フ ィルム15を袋状に折り曲げる。図示した例で� ��シート状絶縁フィルム15を構成する各シー� �面17、18a、18b、19を二点鎖線に沿って内側に� ��り曲げて袋状とし、さらに面18aと面18bとを� ��ね合わせて溶着することにより袋状絶縁フ� ��ルム10を形成している。面18aと面18bとは互� �に面接触した状態で3箇所(矢印「94」で示す� ��端部分、中央部分、下端部分)がスポット溶 着されている。このように相互に面接触させ た面18aおよび面18bの両端部分および中央部分 の3箇所をスポット溶着することにより、必� �最小の溶着個数にて適度な接合強度を得る� �とができ、袋状絶縁フィルム10に電極体80を� ��入する際(図8A~図8C参照)、シワや捲れが生じ 得ないようにすることができる。このように して間隙充填シート20を所定位置(電極体80の� ��平面と対向し得る位置)に備えた袋状絶縁フ ィルム10を簡易に作製することができる。か� ��る袋状絶縁フィルム10内に電極体80は挿入さ れる。

 次に電極体80を用意する工程について説明� �る。本実施形態の電極体80は上述したように 扁平形状の捲回電極体80である。
 捲回電極体80は、図2に示すように捲回方向� ��対する横方向において、ややずらしつつ捲� ��された結果として、正極シート82および負� �シート84の端の一部がそれぞれ捲回コア部分 83(即ち正極シート82の正極活物質層形成部分� ��負極シート84の負極活物質層形成部分とセ� �レータシート86とが密に捲回された部分)か� �外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出� �部分(即ち正極活物質層の非形成部分)82Aおよ び負極側はみ出し部分(即ち負極活物質層の� �形成部分)84Aには、正極リード端子82Bおよび� ��極リード端子84Bがそれぞれ付設されており� ��それぞれ外装ケース50の蓋体54に設けられた 正極端子62(図1)および負極端子64(図1)と電気� �に接続される。
 なお、間隙充填シート20は上述した捲回コ� �部分83に対向し得る位置関係となるように袋 状絶縁フィルムに接合されていることが好ま しい。かかる捲回コア部分83は電極活物質の� ��膜ばらつき等により積層方向の厚みが不揃� ��になりやすく、外装ケース内壁面との隙間� ��生じ易い部分だからである。また本実施形� ��の電極体80は外装ケース本体52に収容される 前段階として外装ケース50の蓋体54と正極端� �62および負極端子64を介して予め組み付けら� ��ている(図8B参照)。

 かかる捲回電極体80を構成する材料および� �材自体は、従来のリチウムイオン電池の電� �体と同様でよく、特に制限はない。例えば� �正極シート82は長尺状の正極集電体の上にリ チウムイオン電池用正極活物質層が付与され て形成され得る。正極集電体にはアルミニウ ム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属� ��が好適に使用される。正極活物質は従来か� ��リチウムイオン電池に用いられる物質の一� ��または二種以上を特に限定することなく使� ��することができる。好適例として、LiMn ₂ O ₄ 、LiCoO ₂ 、LiNiO ₂ 等が挙げられる。

 一方、負極シート84は長尺状の負極集電� �の上にリチウムイオン電池用負極活物質層� �付与されて形成され得る。負極集電体には� �箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔 が好適に使用される。負極活物質は従来から リチウムイオン電池に用いられる物質の一種 または二種以上を特に限定することなく使用 することができる。好適例として、グラファ イトカーボン、アモルファスカーボン等の炭 素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷 移金属窒化物等が挙げられる。

 また、正負極シート82,84間に使用される� �適なセパレータシート86としては多孔質ポリ オレフィン系樹脂で構成されたものが挙げら れる。例えば、長さ2~4m(例えば3.1m)、幅8~12cm(� ��えば11cm)、厚さ5~30μm(例えば25μm)程度の合成 樹脂製(例えばポリエチレン等のポリオレフ� �ン製)多孔質セパレータシートが好適に使用� ��得る。なお、電解質として固体電解質若し� ��はゲル状電解質を使用する場合には、セパ� ��ータが不要な場合(即ちこの場合には電解質 自体がセパレータとして機能し得る。)があ� �得る。

 なお、電池の外装ケース内に収容する電� ��体は上記捲回タイプに限定されない。例え� ��正極シートと負極シートをセパレータ(或い はセパレータとしても機能し得る固体または ゲル状電解質)と共に交互に積層して成る積� �タイプの電極体であってもよい。

 続いて、図8A~Cおよび図9A~Cを参照しなが� �上記電極体80を外装ケース50に収容する工程� ��ついて説明する。まず図8A~図8Cに示すよう� �電極体80を袋状絶縁フィルム10に挿入する。� ��体的には図8Aに示すように、袋開口部12が下 側となるように袋状絶縁フィルム10を用意し� ��次いで図8Bに示すように捲回電極体80と袋状 絶縁フィルム10との位置合わせを行い、図8C� �示すように袋状絶縁フィルム10を捲回電極体 80に被せるようにして挿入する。このとき、� ��状絶縁フィルム10のうちの電極体80の側面(� �平面81)に対向する面には間隙充填シート20が 予め溶着されているため、上記挿入によって 間隙充填シート20と電極体80の側面(扁平面81)� ��の位置合わせを容易に且つ確実に行うこと� ��できる。

 このように袋状絶縁フィルム10に電極体80 を挿入した後、続けて図9A~図9Cに示すように� ��極体80を袋状絶縁フィルム10とともに外装ケ ース本体52に収容する。具体的には図9Aに示� �ように開口部が下側となるように外装ケー� �本体52を用意し、次いで図9Bに示すように袋� ��絶縁フィルム10に挿入された捲回電極体80を 蓋体54を下側にして用意し、図9Cに示すよう� �電極体80および袋状絶縁フィルム10の上から� ��装ケース本体52を被せる。このとき袋状絶� �フィルム10とともに収容された間隙充填部(� �隙充填シート20)によって電極体80と外装ケー ス本体52の内壁面との隙間を塞ぐことができ� ��。本実施形態によれば、上記隙間を塞ぐ作� ��(間隙充填作業)を、電極体とともに袋状絶� �フィルムを外装ケースに収容するだけで行� �ことができ、その作業性が良好となる。そ� �後、外装ケース本体52と蓋体54とを接合(典型 的には溶接)し、蓋体54に設けられた注液口(� �示せず)から電解液を注入し、当該注液口を� ��止することによって電池100を構築すること� ��できる。

 本実施形態では非水溶媒に電解質を溶解し� ��非水電解液を注入している。この電解液を� ��成する非水溶媒としては、エチレンカーボ� ��ート、プロピレンカーボネート、ジメチル� ��ーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、� �チルメチルカーボネート(EMC)、1,2-ジメトキ� �エタン、1,2-ジエトキシエタン、テトラヒド� ��フラン、1,3-ジオキソラン等からなる群から 選択された一種または二種以上を用いること ができる。本実施例に係る電池では、ジエチ ルカーボネートとエチレンカーボネートとの 混合溶媒(例えば質量比1:1)を用いている。ま� ��、この電解液を構成する電解質(支持塩)と� �ては、フッ素を構成元素とする各種リチウ� �塩から選択される一種または二種以上を用� �ることができる。例えば、LiPF ₆ ,LiBF ₄ ,LiAsF ₆ ,LiCF ₃ SO ₃ ,LiC ₄ F ₉ SO ₃ ,LiN(CF ₃ SO ₂ ) ₂ ,LiC(CF ₃ SO ₂ ) ₃ 等からなる群から選択される一種または二種 以上を用いることができる。

 本実施形態の製造方法によれば、間隙充� ��部(間隙充填シート)20を備えた袋状絶縁フィ ルム10を電極体80とともに外装ケース50に収容 することによって電極体80と外装ケース本体5 2の内壁面との隙間を容易に(良好な作業性で) 塞ぐことができる。また、袋状絶縁フィルム 10に電極体80を挿入する際に、間隙充填部(間� ��充填シート)20と電極体80との位置合わせを� �易且つ確実に行うことができ、その位置合� �せ精度も良好となる。さらに、間隙充填シ� �ト20は袋状絶縁フィルム10における電極体80� �挿入する袋開口部12側の端辺部分にてスポッ ト溶着されているので、電極体80の挿入時に� ��隙充填シート20が電極体80に引き摺られて位 置ズレすることを防止することができ、該電 極体80による引き摺りによって袋状絶縁フィ� ��ム10にシワやヨレが発生する事態を回避す� �ことができる。また、複数枚の間隙充填シ� �ト20は、袋状絶縁フィルム10に接合される前� ��予め相互に溶着されて一体化されているた� ��、該絶縁フィルムへの搬送および溶着作業� ��容易となる。

 なお、図10に示すように、このようにし� �製造した電池100を車両70(典型的には自動車� �特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃� �電池自動車のような電動機を備える自動車)� ��車両搭載用電源として好適に使用すること� ��できる。かかる電池100を車両搭載用電源と� ��て使用する際には、搭載スペースが制限さ� ��ることに加えて振動が発生する状態での使� ��が前提となることから多数の電池100を配列� ��且つ拘束した状態(即ち各電池を相互に固定 した状態)の組電池72が構築される。かかる拘 束時には組電池72を構成する個々の電池(単電 池)100に相当な荷重が加えられる。本実施形� �では外装ケース50の内部の隙間を間隙充填シ ート20で塞いでいるため、上記相当な荷重に� ��って電池の外形が歪むこと(外装ケースの変 形)を防止することができる。

 以上、本発明を好適な実施形態により説� ��してきたが、こうした記述は限定事項では� ��く、勿論、種々の改変が可能である。例え� ��上記実施形態において、間隙充填部は1枚又 は複数枚のシート状間隙充填部材を絶縁フィ ルム(成形後は袋状フィルム)の内面に接合す� ��ことによって形成されているが、この形態� ��限られない。例えば、絶縁フィルムにおけ� ��間隙充填部形成部分を密閉(シール)可能な� �重フィルム構造としておき、当該二重フィ� �ム構造のフィルム間に種々の形状の間隙充� �部材(シート状、ゲル状、微粒子状等のフィ� ��ー)を充填し且つシールして成る間隙充填部 であってもよい。