JP2012069378A - 積層式電池 - Google Patents

Abstract

【課題】積層電極体の積層方向における電解液の分布を効果的に均一化することが可能な積層式電池を提供すること。
【解決手段】複数枚の正極板１と複数枚の負極板２とがセパレータを介して交互に積層された積層電極体１０を備える積層式電池において、セパレータを、積層方向に隣り合う一対ごとに、周縁部の少なくとも一部で互いに接合し接合部４を形成して袋状セパレータ３とし、積層電極体１０の積層方向における中央部領域に位置する袋状セパレータ３（低閉塞率袋状セパレータ３Ｌ）の接合部４の領域の割合を、積層方向における両端部に位置する袋状セパレータ３（高閉塞率袋状セパレータ３Ｈ）の接合部４の領域の割合よりも小さくする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、積層式電池に関し、特に、ロボット、電気自動車等の電源、バックアップ電源等として使用される大容量の積層式電池に関する。なかでも、袋状セパレータを用いる積層電極体を有する二次電池に関する。

近年、電池は、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ等の移動情報端末の電源のみならず、ロボット、電気自動車、バックアップ電源などに使用されるようになってきており、さらなる高容量化が要求されるようになってきている。このような要求に対し、リチウムイオン電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような駆動電源として広く利用されている。

このようなリチウムイオン電池の電池形態としては、大別して、渦巻状の電極体を外装体に封入した渦巻式のものと、方形状電極を複数積層した積層電極体を外装缶またはラミネートフィルムを溶着することにより作製したラミネート外装体に封入した積層式のもの（積層タイプの角型リチウムイオン電池）とがある。

これらリチウムイオン電池のうち、積層式電池の積層電極体の具体的な構成は、正極集電タブを延出させたシート状の正極板と、負極集電タブを延出させたシート状の負極板とを、ポリエチレン、ポリプロピレン等よりなるセパレータを介して必要な数だけ積層するような構成である。

上記積層式電池においては、２枚のセパレータを周縁部で接合して袋状に構成し、この袋状セパレータに正極板および負極板のうちのいずれか一方を収容するようにして、この正極板または負極板が収容された袋状セパレータと、袋状セパレータに収容されていない負極板または正極板とを交互に積層して積層電極体を構成することが従来よりなされている。この構成によれば、正極板と負極板との間の短絡を効果的に防止することができる。

ところが、このように正極板または負極板を袋状セパレータに収容する構成とすると、内部の電極板にまで電解液が進入し難くなるという難点があった。セパレータとして一般的に使用されるポリエチレンシート、ポリプロピレンシート等は多孔質の膜であるが、この多孔質膜の場合、不織布製のセパレータ等の場合とは異なり、膜が有する微細な空孔を通しては電解液が内部に浸透することは容易ではない。

そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、袋状セパレータの少なくとも一辺に通液口を設けたり、特許文献２に開示されているように、袋状セパレータに未溶着部と溶着部とを交互に設けたりすることもなされている。このような構成によれば、袋状セパレータによって正極板と負極板との短絡を防止しながら、通液口や未溶着部を通して電解液を内部の電極板にまで浸透させやすくすることができる。

特開平９−１２９２１１号公報 特開平５−１４４４２７号公報

一方、上記積層式電池においては、積層電極体の積層方向中央部に位置する袋状セパレータに収容された電極板にまで電解液が進入し難いという問題があった。この問題は、積層枚数が増加した場合や、電極板面積が大きくなった場合に特に顕著であった。この問題により、積層電極体中の電極板における電解液の分布が不均一となった場合、予備充電の際に形成される負極への皮膜量や充放電時の反応にムラが生じ、サイクル劣化につながることとなる。このように積層電極体の積層方向における電解液の分布が不均一となるという問題は、上記特許文献１および２では考慮されていない。

上記の点に鑑み、本発明は、積層電極体の積層方向における電解液の分布を効果的に均一化することが可能な積層式電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明に係る積層式電池は、
正極集電タブが延出する複数枚の正極板と負極集電タブが延出する複数枚の負極板とがセパレータを介して交互に積層された積層電極体を備える積層式電池であって、
前記セパレータが、積層方向に隣り合う一対ごとに、周縁部の少なくとも一部で互いに接合されて接合部が形成され、
前記積層電極体の積層方向における中央部領域に位置する前記セパレータの接合部の領域の割合が、積層方向における両端部に位置する前記セパレータの接合部の領域の割合よりも小さくなっていることを特徴とする。

本発明において、セパレータの接合部における接合方法としては特に限定されず、例えば熱溶着、超音波溶着等の溶着、接着剤による接合などがいずれも含まれる。
また、「セパレータの接合部の領域の割合」とは、セパレータの周縁部の長さに対する、周縁部において接合されている領域の長さの割合を意味する。
また、「セパレータを積層方向に隣り合う一対ごとに接合する」態様としては、例えば、方形状の２枚のセパレータを重ね、周縁部を接合して袋状にしたものでもよく、また、方形状の一枚のセパレータの中央部を折り返し、側辺部を接合して袋状としたものでもよい。なおこの折り返し部は、「接合部が形成されている領域」には含まない。

また、「積層電極体の積層方向における中央部領域に位置するセパレータ」とは、積層方向における両端部に位置するセパレータ以外のセパレータのうちの少なくとも一部を意味する。したがって、例えば、積層方向における両端部に位置するセパレータ以外の全てのセパレータの接合部の領域の割合が、両端部に位置するセパレータの接合部の領域の割合よりも小さくなっている態様や、積層方向における両端部に位置するセパレータから、セパレータの接合部の領域の割合が中央に向かって段階的にまたは次第に小さくなっていくような態様、等がいずれも本発明の範囲に含まれる。
また、「積層方向における両端部に位置するセパレータ」とは、隣り合う一対ごとに接合されたセパレータのうちの、積層方向における最も外側の２箇所に位置するセパレータを意味する。積層電極体においては、積層方向における最外面部（両端部）に、接合されていないシート状のセパレータが配置される場合があるが、このシート状のセパレータは本発明における「積層方向における両端部に位置するセパレータ」には該当しない。

上記本発明の構成によれば、通常電解液が入り易い積層電極体の積層方向における上段および下段（両端部）に位置するセパレータの接合部（溶着部）の割合が多く、通常電解液が入り難い積層電極体の積層方向における中央部分に位置するセパレータの接合部（溶着部）の割合が小さくなり、これにより、積層方向における電解液の入り易さの偏りが抑制されて、電解液の分布が均される。即ち、積層電極体における液回りが積層方向に効果的に均一化される。

前記積層電極体の積層方向における中央部領域に位置するセパレータの接合部（溶着部）の割合が５０％未満であることが好ましい。

上記構成であれば、積層電極体の積層方向における中央部領域での電解液の入り易さが十分となり、これにより積層方向における電解液の入り易さの偏りを効果的に抑制することができる。

前記積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央から積層方向の一方にずれていることが望ましい。

本発明者等は、積層式電池の製造工程において、電解液を注液後、電池を横向き（積層方向が上下方向となる向き）に保持した場合、積層電極体の中央よりもやや上側の領域に位置するセパレータの間に配置された電極板（袋状セパレータの内部に収容された電極板）に電解液が入り難いという課題を見出した。

この状況は、次のように考えられる。注液の直後には、積層電極体の外周部分には電解液が浸透し易いものの、積層電極体の中央部分には電解液が浸透し難い状態となっている。その後、電池を横向きにした場合、積層電極体と外装体との間に存在する電解液が重力により下側に移動する。これにより、積層電極体の積層方向における中央よりも下側に存在する電極板には電解液が容易に浸透する。一方、積層電極体における上段は、外装体と積層電極体との間に液溜りができるために、やはり電解液が浸透しやすい。ところがこれに対し、積層電極体の積層方向における中央よりもやや上側の領域に位置する電極板には、依然として電解液が進入し難い状態となっている。

そこで、接合部（溶着部）の割合が少ないセパレータを用いる領域である中央部領域を積層電極体の積層方向における中央よりもやや上側に位置させることで、上記の課題を解決することができることを見出すに至った。

ただし、接合部（溶着部）の割合が少ないセパレータを用いる領域が積層電極体の積層方向における上側となるか下側となるかは電池の置き方により変わるため、上述の通り、積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央から積層方向の一方にずれている構成とすればよい。

前記積層電極体の積層方向において、一方の端部側から２０〜６５％、より好適には２０〜６０％、さらに好適には２５〜５０％の領域の少なくとも一部に位置するセパレータの接合部の領域の割合が、その他の領域に位置する袋状セパレータの接着部の領域の割合よりも小さくなっていることが望ましい。
なお、上記範囲すなわち一方の端部側から２０〜６５％、２０〜６０％、または２５〜５０％の領域に位置する全てのセパレータの接合部の領域の割合を、その他の領域に位置する袋状セパレータの接着部の領域の割合よりも小さくすることもできる。

本発明において、「一方の端部側からｘ〜ｙ％の領域」というときの「ｘ〜ｙ％」とは、積層電極体におけるセパレータの枚数に基づいて算出される割合のことである。
なおまた、「セパレータの枚数」とは、隣り合う一対ごとに接合されたセパレータの当該一対のセパレータを１枚として数えられる枚数のことであり、積層電極体の積層方向における最外面部（両端部）に接合されていないシート状のセパレータが配置される場合、当該シート状のセパレータは枚数には含まれない。

前記積層電極体の積層方向において、一方の端部側から２０〜６５％、特に２０〜６０％、なかでも特に２５〜５０％の領域は、この一方の端部側を上側として電池を横向きに保持した場合に特に電解液が行き渡り難い領域であるので、この領域に位置するセパレータの接合部の領域の割合を、その他の領域に位置する袋状セパレータの接着部の領域の割合よりも小さくすることにより、積層電極体における液回りを積層方向に効果的に均一化することができる。

前記積層電極体が、柔軟性を有する外装体、例えばラミネートフィルムより構成されるラミネート外装体に収容されていることが望ましい。

積層電極体を収容する外装体としては特に限定されず、例えば電池缶等を用いてもよいが、柔軟性を有する外装体、なかでもラミネートフィルムより構成されるラミネート外装体を用いると、極板の面積、タブ形状、あるいは電池形状などを自由に設計可能である。また、ラミネート外装体を用いた電池の場合、電池を横向きにして置きやすく、したがって本発明の効果が特に発揮されるという点も挙げられる。缶を用いた電池の場合には、通常は横向きにして保持されることはあまりないが、これに対し、ラミネート外装体を用いた電池の場合には横向きにするのが最も保持しやすい。

ラミネート外装体としては、例えば、２枚のラミネート体を用いて四方を封止した構成のものや、１枚のラミネート体を中央部で折り返し、折り返し部を除く三辺を封止した構成のもの等がいずれも使用できる。

さらに、ラミネート外装体としては、例えば、ラミネートフィルムを概略カップ形状に成形したものを一対用意してこれらを対向させて接合することにより、積層電極体を収容し得る内腔部を有するように対称形に構成したものや、積層電極体を収容し得る凹部を有する概略カップ形状にラミネートフィルムを成形したものとシート状のラミネートフィルムとを接合して非対称形に構成したもの等がいずれも使用できる。これらのうち、カップ形状部とシート状部からなるラミネート外装体（非対称形のもの）を用いるようにし、かつ、積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央から積層方向の一方にずれている構成とする場合には、この積層方向の一方、即ち接合部（溶着部）の割合が少ないセパレータを用いる領域をずらして位置させる方を、カップ形状部側とする場合と、シート状部側とする場合との２通りが可能である。

１）中央部領域をカップ形状部側にずらす場合
この場合には、カップ形状部側を上側として好適に用いられ、注液後、電池を横向きに置いたときにより安定しやすいという利点がある。

２）中央部領域をシート状部側にずらす場合
この場合には、シート状部側を上側として好適に用いられ、リードタブと地面（電池を置く面）との接触がより防止しやすいという利点がある。リードタブと地面（電地を置く面）とが接触した場合、ショートの恐れがある。

前記正極板の面積が２００ｃｍ^２以上であることが望ましい。

正極板の面積が２００ｃｍ^２以上の大型となると、負極板も必然的にこれと同等以上の大型となるが、このように電極板の面積が２００ｃｍ^２以上の大型となると、積層電極体の積層方向中央部に位置する電極板に電解液が進入し難くなる傾向が顕著となるので、積層電極体の積層方向における中央部領域に位置するセパレータの接合部の領域の割合を、積層方向における両端部に位置するセパレータの接合部の領域の割合よりも小さくするようにした本発明の効果が特に発揮される。

前記接合部が、溶着により形成されていることが望ましい。

セパレータ同士の接合方法としては、例えば接着剤による接合などを用いてもよいが、溶着とすれば、簡便、且つ低コストでセパレータ同士を接合することができ、溶着部と未溶着部分の比率も決定しやすい。

前記互いに接合されるセパレータの間に配置される電極板（袋状セパレータの内部に収容される電極板）は、正極板であっても負極板であってもよい。ただし、実際的には正極板とすることが望ましい。負極板は正極板よりも大面積とする必要があり、一方、袋状セパレータは周囲を接合することから収容される電極板よりも大面積とする必要があるので、袋状セパレータに正極板を収容するようにした方が、負極板を収容するよりも、袋状セパレータを大型化せずに済む。

電解液として、粘性が２．０ｍＰａ・ｓ以上である電解液を用いることが望ましい。

電解液の粘性が２．０ｍＰａ・ｓ以上となると、積層電極体の積層方向中央部に位置する電極板に電解液が進入し難くなる傾向がより顕著となるので、積層電極体の積層方向における中央部領域に位置するセパレータの接合部の領域の割合を、積層方向における両端部に位置するセパレータの接合部の領域の割合よりも小さくするようにした本発明の効果が特に発揮される。

本発明によれば、積層式電池において、積層電極体の積層方向における電解液の分布を効果的に均一化することが可能となる。

本発明の積層式電池の一部を示す図であって、同図（ａ）は正極板の平面図、同図（ｂ）はセパレータの平面図、同図（ｃ）は正極が内部に配置された袋状セパレータを示す平面図である。 本発明の積層式電池に用いる負極板の平面図である。 本発明の積層式電池に用いる（ａ）低閉塞率袋状セパレータおよび（ｂ）高閉塞率袋状セパレータの平面図である。 本発明の積層式電池に用いる積層電極体の分解斜視図である。 本発明の積層式電池に用いる積層電極体の平面図である。 正負極集電タブと正負極集電端子とを接合した状態を示す平面図である。 積層電極体を収容したラミネート外装体の斜視図である。 本発明電池および比較電池における電解液の拡散性を示すグラフ図である。

以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明は以下の最良の形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。

〔正極の作製〕
正極活物質としてのＬｉＣｏＯ_２を９０質量％と、導電剤としてのカーボンブラックを５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５質量％と、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合して正極用スラリーを調製した後、この正極用スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔（厚み：１５μｍ）の両面に塗布した。その後、加熱することにより溶剤を乾燥して除去し、ローラーで厚み０.１ｍｍにまで圧縮した後、図１（ａ）に示すように、幅Ｌ１＝１４５ｍｍ、高さＬ２＝１５０ｍｍになるように切断して、アルミニウム箔の両面に正極活物質層１ａを有する正極板１を作製した。この際、正極板１における幅Ｌ１方向に延びる一辺の一方端部（図１（ａ）では左端部）から幅Ｌ３＝３０ｍｍ、高さＬ４＝２０ｍｍの正極活物質層１ａが形成されていないアルミニウム箔を延出させて正極集電タブ１１とした。

〔負極の作製〕
負極活物質としての黒鉛粉末を９５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを５質量％と、溶剤としてのＮＭＰ溶液とを混合して負極用スラリーを調製した後、この負極用スラリーを負極集電体としての銅箔(厚み：１０μｍ)の両面に塗布した。その後、乾燥することにより溶剤を除去し、ローラーで厚み０．０８ｍｍにまで圧縮した後、図２に示すように、幅Ｌ７＝１５０ｍｍ、高さＬ８＝１５５ｍｍになるように切断して、銅箔の両面に負極活物質層２ａを有する負極板２を作製した。この際、負極板２の幅方向に延びる一辺において上記正極板１の正極集電タブ１１形成側端部と反対側となる端部（図２では右端部）から幅Ｌ９＝３０ｍｍ、高さＬ１０＝２０ｍｍの負極活物質層２ａが形成されていない銅箔を延出させて負極集電タブ１２とした。

〔正極板が内部に配置された袋状セパレータの作製〕
図１（ｂ）に示すように、幅Ｌ５＝１５０ｍｍおよび高さＬ６＝１５５ｍｍを有する２枚の方形状のポリプロピレン（ＰＰ）製のセパレータ３ａ(厚み３０μｍ）の間に正極板１を配置した後、図１（ｃ）に示すように、セパレータ３ａの周縁部を熱溶着して接合することにより各辺にそれぞれ沿って延びる接合部４を形成し、正極板１が内部に収納・配置された袋状セパレータ３を作製した。

このとき、図３に示すように、セパレータ３ａの接合部４の領域の割合を変えるようにして、以下の２種類の袋状セパレータ３Ｌ、３Ｈを作製するようにした。
１）図３（ａ）に示すように、セパレータ３ａの周縁部の長さに対する、接合部４の領域の長さの割合が３０％；以下、「低閉塞率袋状セパレータ３Ｌ」とも称す
２）図３（ｂ）に示すように、セパレータ３ａの周縁部の長さに対する、接合部４の領域の長さの割合が８０％；以下、「高閉塞率袋状セパレータ３Ｈ」とも称す

〔積層電極体の作製〕
上記正極板１が内部に配置された袋状セパレータ３を２５枚、負極板２を２６枚調製し、図４に示すように、該袋状セパレータ３と負極板２とを交互に積層した。その際、積層方向における両端部に負極板２が位置するようにした。またこのとき、積層電極体１０の積層方向における上から１〜４段目および１６〜２５段目を高閉塞率袋状セパレータ３Ｈ、５〜１５段目を低閉塞率袋状セパレータ３Ｌとした。ついで、図５に示すように、この積層体の両端面を形状保持のための絶縁テープ２６で接続して、積層電極体１０を得た。

〔集電端子の溶接〕
図６に示すように、正極集電タブ１１および負極集電タブ１２のそれぞれの延出端部に、幅３０ｍｍ、厚み０．４ｍｍのアルミニウム板よりなる正極集電端子１５ならびに幅３０ｍｍ、厚み０．４ｍｍの銅板よりなる負極集電端子１６を、それぞれ超音波溶接法により接合した。

なお、図６およびその他の図面に示す参照符号３１は、後述する外装体１８を熱封止する際の密閉性を確保するために正負極集電端子１５、１６にそれぞれ幅方向に沿って帯状に固着するように成形された樹脂封止材（糊材）を指示する。

〔外装体への封入〕
図７に示すように、電極体を収納できるようにカップ状に成形されたカップ状ラミネート体１７Ｃに、正極集電端子１５および負極集電端子１６が外部に突出するように上記積層電極体１０を挿入し、シート状ラミネート体１７Ｓを重ね合わせ、正負極集電端子１５、１６が突出する辺と対向する辺を除く３辺を熱溶着して、内部に積層電極体１０を収容した状態でラミネート外装体１８を構成した。このとき、積層電極体１０の積層方向における上側（即ち１〜４段目を高閉塞率袋状セパレータ３Ｈとした側）が、シート状ラミネート体１７Ｓ側にくるように、積層電極体１０をラミネート外装体１８に挿入するようにした。

〔電解液の調製〕
エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）とが体積比で３０：７０の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解して、電解液を調製した。この電解液の粘性は２．０ｍＰａ・ｓであった。

〔電解液の封入、密封化〕
上記ラミネート外装体１８の正負極集電端子１５、１６が突出する辺が下側になるように電地を保持し、熱溶着していない１辺（上側）から、上記電解液１５０ｍｌを注入した。ついで、上記ラミネート外装体１８のカップ状ラミネート体１７Ｃを下向きにして、１５分×３回の減圧を行い、最後に熱溶着していない１辺を熱溶着することにより電池を作製した。

（実施例１）
実施例の積層式電池としては、上記発明を実施する為の形態で説明した積層式電池と同様に作製したものを用いた。
このようにして作製した電池を、以下、本発明電池Ａ１と称す。

（比較例１）
積層電極体１０の２５枚の袋状セパレータ３を全て高閉塞率袋状セパレータ３Ｈとした点以外は前記本発明電池Ａ１の場合と全て同様にして積層式電池を構成した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池Ｚ１と称す。

（比較例２）
積層電極体１０の２５枚の袋状セパレータ３を全て低閉塞率袋状セパレータ３Ｌとした点以外は前記本発明電池Ａ１の場合と全て同様にして積層式電池を構成した。
このようにして作製した電池を、以下、比較電池Ｚ２と称す。

〔電池の評価（電解液の拡散性調査）〕
＜正極重量の測定＞
上記本発明電池Ａ１および比較電池Ｚ１、Ｚ２のそれぞれの製造工程において、最後にラミネート外装体１８の熱溶着していない１辺を熱溶着する前の段階で、ラミネート外装体１８のカップ状ラミネート体１７Ｃを下向きに保持したまま、ラミネート外装体１８を解体し、積層電極体１０を固定している絶縁テープ２６を剥がして、積層電極体１０の上段部分から順次、正極板１の重量を測定した。

＜結果＞
上記測定の結果を図８に示す。図８から明らかなように、本発明電池Ａ１および比較電池Ｚ１、Ｚ２のそれぞれにおける電解液の拡散性（液回り）は以下の通りであった。
比較電池Ｚ１：積層電極体１０の積層方向における中央部およびやや上部において、正極板１の重量が大きく落ち込んでおり、したがってこの部分で液回りが不十分であったことがわかる。
比較電池Ｚ２：比較電池Ｚ１に比して、正極板１の重量の落ち込みは多少は緩和されているもののなお大きく、したがって、液回りが多少改善されたもののなお不十分であったことがわかる。
本発明電池Ａ１：積層電極体１０の積層方向における中央部およびやや上部においても正極板１の重量の落ち込みはずっと小さくなっており、したがって液回りが十分なレベルで改善されていることがわかる。

＜考察＞
積層電極体１０における全ての袋状セパレータ３の溶着部を少なく（３０％）した比較電池Ｚ２（比較例２）の場合、液回りの改善の効果が少ない。これは、全体的に液回りのバランスが改善されず、積層電極体１０の積層方向において液が入りにくい部分すなわち積層方向における中央部には入り難いままとなるためと考えられる。換言すれば、積層電極体１０の全ての袋状セパレータ３について電解液の入り易さを均しく向上させたのでは、結局、積層方向における両端部と中央部との位置の違いによる電解液の入り易さの偏りが解消されることはなく、電解液は入りにくい中央部よりも、より入り易くなった両端部に集中していくのみであるということができる。

これに対し、電解液が入り易い部分すなわち積層方向における両端部に位置する袋状セパレータ３の溶着部の領域を大きく（８０％）して電解液が入り難いようにし、電解液が入り難い部分すなわち積層方向における中央部に位置する袋状セパレータ３の溶着部の領域を小さく（３０％）して電解液が入り易いようにした本発明電池Ａ１（実施例１）の場合に、液回りが効果的に改善されている。このように、本来は電解液の入り難い中央部の袋状セパレータ３に限って電解液の入り易さを向上させるように積層方向において袋状セパレータ３の溶着部の割合をコントロールすることにより、積層方向における両端部と中央部との位置の違いによる電解液の入り易さの偏りが抑制され（均され）、これにより、均一に電解液を各電極板に浸透させることが可能となる。

〔本発明電池Ａ１による効果〕
上記本発明電池Ａ１は、正極集電タブ１１が延出する複数枚（２５枚）の正極板１と負極集電タブ１２が延出する複数枚（２６枚）の負極板２とがセパレータ３ａを介して交互に積層された積層電極体１０を備える構成において、上記セパレータ３ａが、積層方向に隣り合う一対ごとに、周縁部の少なくとも一部で互いに接合され接合部４が形成されて袋状セパレータ３とされ、上記積層電極体１０の積層方向における中央部領域である上から５〜１５段目に位置する上記袋状セパレータ３すなわち低閉塞率袋状セパレータ３Ｌの接合部４の領域の割合（３０％）が、積層方向における両端部である上から１〜４段目および１６〜２５段目に位置する上記袋状セパレータ３すなわち高閉塞率袋状セパレータ３Ｈの接合部４の領域の割合（８０％）よりも小さくなっている構成となっている。

上記本発明電池Ａ１においては、通常電解液が入り易い積層電極体１０の積層方向における上段および下段（両端部）に位置する高閉塞率袋状セパレータ３Ｈの接合部（溶着部）４の割合が多く（８０％）、通常電解液が入り難い積層電極体１０の積層方向における中央部分に位置する低閉塞率袋状セパレータ３Ｌの接合部（溶着部）４の割合が小さく（３０％）なっており、これにより、積層方向における電解液の入り易さの偏りが抑制されて、電解液の分布が均されている。即ち、積層電極体１０における液回りが積層方向に効果的に均一化されている。

また、積層電極体１０の積層方向における中央部領域に位置する低閉塞率袋状セパレータ３Ｌの接合部（溶着部）４の割合が３０％、即ち５０％未満となっているので、積層電極体１０の積層方向における中央部領域での電解液の入り易さが十分となっており、これにより積層方向における電解液の入り易さの偏りが効果的に抑制されようになっている。

また、積層電極体１０の積層方向における中央部領域である上から５〜１５段目が、積層電極体の積層方向における中央すなわち１３段目の位置から積層方向の一方すなわち上側にずれている（寄っている）ので、電池の製造工程において電解液を注液後に電池を横向き（積層方向が上下方向となる向き）に保持した際に、本来は電解液が入り難い積層電極体１０の中央よりもやや上側の領域に位置するセパレータ３ａの間に配置された正極板１（袋状セパレータ３の内部に収容された正極板１）に、電解液が効果的に浸透、拡散されるようになっている。

また、積層電極体１０の積層方向において、一方の端部側すなわち上側から２０〜６０％の領域である上から５〜１５段目に位置する低閉塞率袋状セパレータ３Ｌの接合部４の領域の割合３０％が、その他の領域である上から１〜４段目および１６〜２５段目に位置する高閉塞率袋状セパレータ３Ｈの接着部４の領域の割合８０％よりも小さくなっている。積層電極体１０の積層方向において、一方の端部側である上側から２０〜６０％の領域は、電池を横向きに保持した場合に特に電解液が行き渡り難い領域であるので、上述のようにこの領域に位置する低閉塞率袋状セパレータ３Ｌの接合部４の領域の割合３０％が、その他の領域に位置する高閉塞率袋状セパレータ３Ｈの接着部４の領域の割合８０％よりも小さくなっていることにより、積層電極体１０における液回りが積層方向に効果的に均一化されている。

〔その他の事項〕
（１）上記本発明電池Ａ１においては、低閉塞率袋状セパレータ３Ｌおよび高閉塞率袋状セパレータ３Ｈのそれぞれにおける接合部４の領域の割合を３０％、８０％としているが、低閉塞率袋状セパレータにおける接合部の領域の割合としては、５０％未満、より好適には１０〜４０％程度、高閉塞率袋状セパレータにおける接合部の領域の割合としては、５０％以上、より好適には６０〜９０％程度とすることが望ましい。

低閉塞率袋状セパレータにおける接合部の領域の割合が１０％以上であれば、接合部における接合強度を確保することができ、５０％未満、より好適には４０％以下であれば、接合部の領域の割合が十分に小さくなって液回りを均一化する効果が十分となる。一方、高閉塞率袋状セパレータにおける接合部の領域の割合が５０％以上、より好適には６０％以上であれば、接合部の領域の割合が十分に大きくなって液回りを均一化する効果が十分となり、９０％以下であれば、積層方向における両端部で電解液が過度に浸透し難くなるという事態を回避することができる。

（２）上記本発明電池Ａ１においては、袋状セパレータ３の接合部４が熱溶着により形成されているが、接合部における接合方法としては熱溶着以外にも、例えば超音波溶着や、接着剤による接合などを用いるようにしてもよい。

（３）上記本発明電池Ａ１においては、ラミネート外装体１８が、積層電極体を収容し得るように成形されたカップ形状部であるカップ状ラミネート体１７Ｃとシート状部であるシート状ラミネート体１７Ｓとからなり、積層電極体１０の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央からシート状ラミネート体１７Ｓ側にずれている（寄っている）構成となっているが、積層電極体１０の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央からカップ状ラミネート体１７Ｃ側にずれている（寄っている）構成としてもよい。この構成によれば、カップ状ラミネート体１７Ｃ側を上側として好適に用いられ、注液後、電池を横向きに置いたときにより安定しやすくなる。

（４）正極活物質としては、上記コバルト酸リチウムに限定されるものではなく、コバルト−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−コバルト等のコバルト、ニッケル或いはマンガンを含むリチウム複合酸化物や、スピネル型マンガン酸リチウム等でも構わない。

（５）負極活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛以外にも、グラファイト・コークス・酸化スズ・金属リチウム・珪素・及びそれらの混合物等、リチウムイオンを挿入脱離できうるものであれば構わない。

（６）電解液としても特に本実施例で示したものに限定されるものではなく、支持塩としては例えばＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＰＦ_６―ｘ（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１）_ｘ[但し、１＜ｘ＜６、ｎ＝１又は２]等が挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を混合して使用できる。支持塩の濃度は特に限定されないが、電解液１リットル当り０．８〜１．８モルが望ましい。また、溶媒種としては上記ＥＣやＭＥＣ以外にも、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等のカーボネート系溶媒が好ましく、更に好ましくは環状カーボネートと鎖状カーボネートの組合せが望ましい。

本発明は、例えばロボットや電気自動車等に搭載される動力、バックアップ電源などの高出力用途の電源に好適に適用することができる。

１：正極板
２：負極板
３：袋状セパレータ
３Ｌ：低閉塞率袋状セパレータ
３Ｈ：高閉塞率袋状セパレータ
４：接合部
１０：積層電極体

Claims (11)

1. 正極集電タブが延出する複数枚の正極板と負極集電タブが延出する複数枚の負極板とがセパレータを介して交互に積層された積層電極体を備える積層式電池であって、
   前記セパレータが、積層方向に隣り合う一対ごとに、周縁部の少なくとも一部で互いに接合されて接合部が形成され、
   前記積層電極体の積層方向における中央部領域に位置する前記セパレータの接合部の領域の割合が、積層方向における両端部に位置する前記セパレータの接合部の領域の割合よりも小さくなっていることを特徴とする積層式電池。
2. 前記積層電極体の積層方向における中央部領域に位置するセパレータの接合部の割合が５０％未満である、請求項１に記載の積層式電池。
3. 前記積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央から積層方向の一方にずれている、請求項１または請求項２に記載の積層式電池。
4. 前記積層電極体の積層方向において、一方の端部側から２０〜６０％の領域の少なくとも一部に位置するセパレータの接合部の領域の割合が、その他の領域に位置する袋状セパレータの接着部の領域の割合よりも小さくなっている、請求項３に記載の積層式電池。
5. 前記積層電極体の積層方向において、一方の端部側から２５〜５０％の領域の少なくとも一部に位置するセパレータの接合部の領域の割合が、その他の領域に位置する袋状セパレータの接着部の領域の割合よりも小さくなっている、請求項４に記載の積層式電池。
6. 前記積層電極体が、ラミネートフィルムより構成されるラミネート外装体に収容されている、請求項１から請求項５のいずれかに記載の積層式電池。
7. 前記ラミネート外装体が、積層電極体を収容し得るように成形されたカップ形状部とシート状部とからなり、前記積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央からカップ形状部側にずれている、請求項６に記載の積層式電池。
8. 前記ラミネート外装体が、積層電極体を収容し得るように成形されたカップ形状部とシート状部とからなり、前記積層電極体の積層方向における中央部領域が、積層電極体の積層方向における中央からシート状部側にずれている、請求項６に記載の積層式電池。
9. 前記正極板の面積が２００ｃｍ^２以上である、請求項１から請求項８のいずれかに記載の積層式電池。
10. 前記接合部が、溶着により形成されている、請求項１から請求項９のいずれかに記載の積層式電池。
11. 電解液として、粘性が２．０ｍＰａ・ｓ以上である電解液を用いる、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の積層式電池。

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