JP2013004563A - 蓄電デバイス、その製造方法および蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ラミネートシート部材の金属層を導電層として利用する新規な蓄電デバイス、その製造方法および蓄電モジュールを提供する。
【解決手段】ラミネートシート部材４において、デバイス本体２の外側に位置する正極１１の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２が被覆されておらず、金属層５０が正極１１に対向しつつ露出されている。金属層５０のうち正極１１に対向しつつ露出する金属層部分５０ｃは正極１１側金属層部分５０ｃとして導電性接着剤層７を介してデバイス本体２の正極１１に電気的に導通可能に接着されている。負極１２側も同様な構造とされている。
【選択図】図５

Description

本発明は蓄電デバイス、その製造方法および蓄電モジュールに関する。蓄電デバイスとしては、キャパシタ等の物理的電池、リチウムイオン電池等の化学的電池が例示される。

特許文献１は、リチウムイオン電池本体を密閉する外装体に収容して密閉する工程において、タブに接着性フィルムを巻き付けて高周波誘電加熱させることによりタブと接着性フィルムと熱融着させるリチウムイオン電池を開示する。このものによれば、タブの密封性を高めることができると記載されている。特許文献２は、キャパシタ本体にアルミラミネートフィルムを外装部材として被覆した電気二重層キャパシタを開示する。このものによれば、集電端子に折り曲げ部を形成させると共に、折り曲げ部にアルミラミネートフィルムを被覆しつつ、織り曲げ部分の先端部をアルミラミネートフィルムから外方に引き出し、外部回路との電気的な導通を可能とさせている。特許文献３は、キャパシタユニットをアルミラミネートフィルムで被覆する電気二重層キャパシタを開示する。このものによれば、集電端子はＬ字形状をなし、集電板に接触する接触部分と、接触部分に対して垂直であって外部回路と電気的に接続される端子部分とからなる。更に、端子部分を露出させる穴を有するアルミラミネートフィルムと端子部分とが熱溶着され、集電端子がキャパシタユニットから突出することが抑制されている。

特開２００１−３０７７７７号公報 特開２００９−６４９４６号公報 特開２００９−６４９９２号公報

上記したリチウムイオン電池やキャパシタ等の蓄電デバイスの分野では、更なる改良が要望されている。上記したリチウムイオン電池やキャパシタ等では、ラミネートシート部材を外装として用いており、ラミネートシート部材の金属層を導電パスとしては利用していない。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、金属層と金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有するラミネートシート部材を用い、ラミネートシート部材の金属層を、厚み方向の導電パスとして利用する新規な蓄電デバイス、その製造方法および蓄電モジュールを提供することを課題とする。

（１）本発明の様相１に係る蓄電デバイスは、（ｉ）セパレータとセパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有するデバイス本体と、（ｉｉ）金属層と金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有すると共に、デバイス本体を電解質物質と共に密閉させるラミネートシート部材で形成された容器とを具備しており、（ｉｉｉ）ラミネートシート部材において、デバイス本体の外側に位置する正極の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されておらず、金属層が正極に対向しつつ露出されており、金属層のうち正極に対向しつつ露出する金属層部分は正極側金属層部分として導電性接着剤層を介してデバイス本体の正極に電気的に導通可能に接着されており、且つ、（ｉｖ）ラミネートシート部材において、デバイス本体の外側に位置する負極の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されておらず、金属層が負極に対向しつつ露出されており、金属層のうち負極に対向しつつ露出する金属層部分は負極側金属層部分として導電性接着剤層を介してデバイス本体の負極に電気的に導通可能に接着されている。

本様相によれば、蓄電デバイスとしては、物理的電池および化学的電池が例示される。物理的電池としては電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが例示される。化学的電池としてはリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電解質二次電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池が例示される。デバイス本体は、セパレータとセパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有する。セパレータは正極および負極の電気的短絡を抑えるものであり、電解質物質を流通させる孔が形成されていても良い。

ラミネートシート部材において、デバイス本体の外側に位置する正極の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されておらず、金属層が正極に対向しつつ露出されている。そして、金属層のうち正極に対向しつつ露出する金属層部分は、正極側金属層部分として、導電性接着剤層を介してデバイス本体の正極に電気的に導通可能に接着されている。

また、ラミネートシート部材において、デバイス本体の外側に位置する負極の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されておらず、金属層が負極に対向しつつ露出されている。そして、金属層のうち負極に対向しつつ露出する金属層部分は、負極側金属層部分として、導電性接着剤層を介してデバイス本体の負極に電気的に導通可能に接着されている。第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されていない領域では、金属層は第１絶縁層および第２絶縁層から露出するものの、導電性接着剤層により覆われている。従って金属層をこれの厚み方向の導電パスとして利用できる。このように第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されていない領域では、金属層は導電性接着剤層により覆われてシールされている、このため、露出した金属層と蓄電デバイスの電解質物質との接触が導電性接着剤層により制限される。よってラミネートシート部材の金属層の耐久性を高めることができる。

（２）本発明の様相２に係る蓄電デバイスによれば、上記様相において、デバイス本体は、セパレータとセパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有するデバイスシートを、つづら折り状に曲成して形成されている。本様相によれば、デバイスシートの蓄電容量を確保しつつ小型化を図り得る。

（３）本発明の様相３に係る蓄電デバイスによれば、上記様相において、正極側金属層部分に被覆されつつ電気的に導通する正極端子と、負極側金属層部分に被覆されつつ電気的に導通する負極端子とを具備する。本様相によれば、蓄電デバイスは、外部回路に接触可能な正極端子および負極端子を有することができる。

（４）本発明の様相４に係る蓄電デバイスの製造方法は、セパレータとセパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有するデバイス本体と、金属層と金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有すると共に、デバイス本体を電解質物質と共に密閉させるラミネートシート部材とを具備する蓄電デバイスを製造する製造方法であって、ラミネートシート部材について、デバイス本体の外側に位置する正極および負極の少なくとも一部に対面する領域において、第１絶縁層および第２絶縁層を除去して金属層を部分的に露出させる工程と、金属層のうち部分的に露出させた金属層部分に導電性接着剤層を介してデバイス本体の正極および負極をそれぞれ接着させつつ、デバイス本体にラミネートシート部材を被覆させて容器を形成する工程とを含む。

本様相によれば、ラミネートシート部材について、第１絶縁層および第２絶縁層を除去して、金属層を部分的に露出させる。その後、金属層のうち部分的に露出させた金属層部分に導電性接着剤層を介してデバイス本体の正極および負極をそれぞれ接着させる。このため部分的に露出された金属層部分は導電性接着剤層で被覆されるため、デバイス本体の正極および負極と電気的に導通されつつ、保護される。

（５）本発明の様相５に係る蓄電モジュールは、（ｉ）上記様相１〜３のうちのいずれかに係る複数の蓄電デバイスを直列に積層して形成したデバイス群と、（ｉｉ）デバイス群を包囲して保持するコンテナと、（ｉｉｉ）コンテナで包囲されたデバイス群のうち蓄電デバイスの積層方向の一方向において最も外側に位置する蓄電デバイスの正極に電気的に導通する正極主端子と、（ｉｖ）コンテナで包囲されたデバイス群のうち蓄電デバイスの積層方向の他方向において最も外側に位置する蓄電デバイスの負極に電気的に導通する負極主端子とを具備する。本様相によれば、蓄電デバイスを直列に積層して形成した蓄電モジュールが提供できる。デバイス群は、複数の蓄電デバイスを少なくとも直列に積層して形成されている。従って、複数の蓄電デバイスを直列に配置させると共に、並列に配置させていても良い。蓄電モジュールを形成する蓄電デバイスによれば、金属層をこれの厚み方向の導電パスとして利用できる。このように第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されていない領域では、金属層は導電性接着剤層により覆われている、このため、露出した金属層と蓄電デバイスの電解質物質と接触が導電性接着剤層により制限される。よってラミネートシート部材の金属層の耐久性を高めることができる。

本発明によれば、金属層と金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有するとラミネートシート部材を用い、ラミネートシート部材の金属層を、これの厚み方向に導電パスとして利用する新規な蓄電デバイスおよび蓄電モジュールを提供することができる。

デバイスシートを模式的に示す断面図である。 デバイス本体を模式的に示す斜視図である。 蓄電デバイスを模式的に示す断面図である。 （Ａ）は組付前のラミネートシート部材の断面図であり、（Ｂ）は組付前のラミネートシート部材において金属層を露出させる過程を模式的に示す断面図であり、（Ｃ）はラミネートシート部材において露出させた金属層を模式的に示す断面図である。 ラミネートシート部材における露出させた金属層にデバイス本体の正極が接触している状態を模式的に示す断面図である。 ラミネートシート部材における露出させた金属層にデバイス本体の負極が接触している状態を模式的に示す断面図である。 実施形態２に係り、蓄電デバイスに正極端子を取り付けた状態を模式的に示す断面図である。 実施形態２に係り、蓄電デバイスに負極端子を取り付けた状態を模式的に示す断面図である。 実施形態３に係り、蓄電デバイスを直列に並設したデバイス群を模式的に示す断面図である。 実施形態３に係り、蓄電デバイスを直列に並設したデバイス群をコンテナに収容した蓄電モジュールを模式的に示す断面図である。 実施形態４に係り、蓄電デバイスを直列に並設したデバイス群をコンテナに収容した蓄電モジュールを模式的に示す断面図である。 実施形態５に係り、蓄電デバイスを直列に並設したデバイス群をコンテナに収容した蓄電モジュールを模式的に示す断面図である。 実施形態６に係り、導電性接着剤層をラミネートシート部材に塗布した状態を模式的に示す断面図である。 実施形態７に係り、導電性接着剤層をラミネートシート部材に塗布した状態を模式的に示す断面図である。

ラミネートシート部材において、デバイス本体の外側に位置する電極（正極および負極）の少なくとも一部に対面する領域では、第１絶縁層および第２絶縁層が被覆されていない。従って、ラミネートシート部材において金属層が露出されている。そして、金属層のうち電極（正極および負極）に対向しつつ露出する金属層部分は、導電性接着剤層を介してデバイス本体の電極（正極および負極）に電気的に導通可能にそれぞれ接着されている。導電性接着剤層は導電性および接着性を有するものであれば良い。導電性接着剤層は有機系でも無機系でも良い。有機系接着剤は樹脂系でもゴム系でも良く、ビニル系、エポキシ系、フェノール系、ウレタン系、アクリル系、スチレン系、メラミン系、シリコーンゴム系、ニトリルゴム系などが例示されるが、これらに限定されるものではない。導電性接着剤層は固化すると、硬質でも良いし、軟質でも良い。導電性接着剤層はそれ自体が導電性を有するものでも、導電物質およびバインダを混在させてものでも良い。導電物質としては炭素系、金属系、導電セラミックスが例示され、粉末粒子状でも、繊維状でも良い。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１〜図６を参照して説明する。本実施形態によれば、図１に示す可撓性をもつ平板状のデバイスシート１が用いられる。デバイスシート１は、可撓性をもつ平板状のセパレータ１０と、セパレータ１０をこれの厚み方向（矢印Ｔ１方向）において挟むように積層された平板状の正極１１および負極１２とを有する。正極１１は一方の電極に相当する。負極１２は他方の電極に相当する。セパレータ１０は正極１１と負極１２との内部短絡を防止するものであり、高分子材料の不織布、織布（電気絶縁性をもつ多孔質材料）が例示される。セパレータ１０は電解液を保持して正極１１および負極１２間におけるイオン化伝導性を向上させる。セパレータ１０はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリアミド系に代表される高分子材料の多孔膜が例示される。セパレータ１０には電解液が含浸される。

図２に示すように、平板状をなすデバイスシート１をつづら折り状に曲成させることにより、デバイス本体２が形成される。図２に示すように、つづら折り状に曲成されたデバイス本体２は、断面でＣ形状および逆Ｃ形状に交互に曲成されている。デバイス本体２は、一方側（Ｃ形状）に位置する複数の第１曲成部２１と、他方側（逆Ｃ形状）に位置する複数の第２曲成部２２とを有する。第１曲成部２１では正極１１が曲げ外周となり、負極１２が曲げ内周となる。第２曲成部２２では負極１２が曲げ外周となり、正極１１が曲げ内周となる。但し、これに限らず、第１曲成部２１では負極１２が曲げ外周となり、正極１１が曲げ内周となり、第２曲成部２２では正極１１が曲げ外周となり、負極１２が曲げ内周となる形態としても良い。図２に示すように、つづら折り状に曲成されたデバイス本体２においては、正極１１同士（同極同士）が対向する領域が存在する。デバイス本体２のうち積層方向（矢印Ｔ２方向）において一方側の最も外側の正極１１（一方の電極）の端面は、Ｘ方向およびＹ方向（図２参照）に延設されている。デバイス本体２のうち積層方向（矢印Ｔ方向）において他方側の最も外側の負極１２（他方の電極）の端面は、Ｘ方向およびＹ方向（図２参照）に延設されている。

図３は蓄電デバイス３の断面を模式的に示す。蓄電デバイス３は、つづら折り状に曲成されたデバイス本体２を容器４により液密状態に密閉して形成されている。すなわち、図３に示すように、帯電デバイスは、つづら折り状に曲成されたデバイス本体２と、デバイス本体２を電解液（電解質物質）と共に密閉させる外装部材として機能するラミネートシート部材４１，４２で形成された容器４とを備える。電解液は電解質物質を溶媒に溶解させたものである。図３に示すように、容器４は、デバイス本体２を電解液と共に密閉状態に収容する密閉室３０を形成しつつ、互いに接合された第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２で形成されている。

図４（Ａ）はラミネートシート部材４１，４２の断面を模式的に示す。図４（Ａ）に示すように、ラミネートシート部材４１，４２は、フィルム状をなす金属層５０と、金属層５０をラミネートシート部材４の厚み方向（矢印Ｔ２方向）に挟むように配置された有機系高分子材料（例えば樹脂やゴム系）で形成されたフィルム状をなす第１絶縁層５１および第２絶縁層５２とを有する。図３に示すように、第１絶縁層５１は、容器４内の蓄電デバイス３に対向する側に位置する。第２絶縁層５２は、容器４内の蓄電デバイス３と反対側に位置する。金属層５０は、アルミニウム、アルミニウム合金、純鉄、炭素鋼系、合金鋼（ステンレス鋼を含む）、チタン、チタン合金、銅、銅合金などの金属箔、金属フィルムまたは金属シートで形成できる。第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の材質については、ポリエチレン（ＰＥ）、変性ポリプロピレン（ＰＰ）、ボリエステル（ＰＥＴ）、ナイロン、アイオノマー等が例示されるが、これらに限定されるものではない。第１絶縁層５１の材質については、電解液に対して耐久性を有するものが好ましい。図４（Ａ）において、金属層５０の厚みＴｍについては、２０〜５００マイクロメートル、３０〜３００マイクロメートル、４０〜１００マイクロメートルが例示される。第１絶縁層５１の厚みＴｆおよび第２絶縁層５２の厚みＴｓについては、２０〜１０００マイクロメートル、３０〜５００マイクロメートル、４０〜２００マイクロメートルが例示される。なお、Ｔｆ＝Ｔｓ、Ｔｆ≒Ｔｓ、Ｔｆ＞Ｔｓ、Ｔｆ＜Ｔｓのいずれでも良い。

図３に示すように、組み付け時には、第１ラミネートシート部材４１の端部である第１鍔部４１ｗと第２ラミネートシート部材４２の端部である第２鍔部４２ｗとが厚み方向に積層された状態で、第１鍔部４１ｗおよび第２鍔部４２ｗは、接合手段により互いに液密状態に接合されている。これにより図３に示す蓄電デバイス３が形成される。第１鍔部４１ｗと第２鍔部４２ｗとを直接接合させても良い。必要に応じて、第１鍔部４１ｗと第２鍔部４２ｗとの間に、高い電気絶縁性を有するフィルム状の中間部材４１ｘ（図３参照，例えば樹脂系）を介在させて接合させても良い。この場合、第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート４２間の短絡抑制に有利である。第１鍔部４１ｗと第２鍔部４２ｗとは接合されているが、図３では、明確化のため離間されて図示されている。

蓄電デバイス３の製造過程では、まず、第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２から第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を部分的に除去させる除去工程を実施する。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、第１ラミネートシート部材４１の所定の投影面積Ｓ（デバイス本体２の電極である正極１１に対面する領域の一部）において、高温状態の熱プレス型６１の平坦な先端加圧面６１ａおよび相手熱プレス型６２の平坦な先端加圧面６２ａで、第１ラミネートシート部材４１をこれの厚み方向に加圧させて挟持させる。これにより第１ラミネートシート部材４１において第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を昇温させて軟化または溶融させる。その後、図４（Ｃ）に示すように、剥離手段の一部である熱プレス型６１および相手熱プレス型６２を外した後、軟化又は溶融した第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を剥離手段等により金属層５０から剥離させて除去させる。これにより、金属層５０のうち金属層部分５０の互いに背向する第１表面５０ｆおよび第２表面５０ｓを、外部に部分的に露出させる。第１表面５０ｆは、容器４の密閉室３０に対面する側とする。第２表面５０ｓは、容器４の密閉室３０と反対側とする。そして、図５に示すように、第１ラミネートシート部材４１のうち外部に露出する金属層部分５０ｃの第１表面５０ｆに導電性接着剤を塗布させて導電性接着剤層７ｉを形成すると共に、金属層５０の第２表面５０ｓに導電性接着剤を所定量塗布させて導電性接着剤層７ｐを形成する。

本実施形態によれば、図５に示すように、導電性接着剤層７ｉの厚みＴｉは、第１絶縁層５１の厚みＴｆよりも大きいことが好ましい。導電性接着剤層７ｐの厚みＴｐは、第２絶縁層５２の厚みＴｓよりも大きいことが好ましい。従って、図５に示すように、導電性接着剤層７ｉの表面７ｉｓは、第１ラミネートシート部材４１の厚み方向において、第１ラミネートシート部材４１の絶縁層５１の表面５１ｓよりも寸法γｉぶん突出していることが好ましい。同様に、導電性接着剤層７ｐの表面７ｐｓは、第２ラミネートシート部材４２の厚み方向において、第２ラミネートシート部材４２の絶縁層５２の表面５２ｓよりも寸法γｐぶん突出していることが好ましい。なお、表面７ｉｓ，７ｐｓは加圧部材の加圧面により加圧されて平坦化されていることが好ましい。その後、第１ラミネートシート部材４１を蓄電デバイス３に被覆させる。これにより図５に示すように、第１ラミネートシート部材４１の金属層５０において露出する金属層部分５０ｃの第１表面５０ｆは、デバイス本体２の正極１１に対面しつつ、導電性接着剤層７ｉにより正極１１に電気的に導通可能に接着される。

同様に、第２ラミネートシート部材４２についても第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を金属層５０から剥離させて除去させ、金属層部分５０ｃを露出させ、その金属層部分５０ｃの第１表面５０ｆに導電性接着剤を塗布させて導電性接着剤層７ｉを形成すると共に、金属層部分５０ｃの第２表面５０ｓに導電性接着剤を塗布させて導電性接着剤層７ｐを形成する。その後、第２ラミネートシート部材４２を蓄電デバイス３に被覆させる。これにより図６に示すように、第２ラミネートシート部材４２の金属層５０において露出する金属層部分５０ｃの第１表面５０ｆは、デバイス本体２の負極１２に対面しつつ、導電性接着剤層７ｉにより電気的に接続可能に接着される。図６に示すように、第２ラミネートシート部材４２についても、導電性接着剤層７ｉの厚みＴｉは、第１絶縁層５１の厚みＴｆよりも大きいことが好ましい。導電性接着剤層７ｐの厚みＴｐは、第２絶縁層５２の厚みＴｓよりも大きいことが好ましい。従って、図６に示すように、導電性接着剤層７ｉの表面７ｉｓは、第２ラミネートシート部材４２の厚み方向において、第２ラミネートシート部材４２の絶縁層５１の表面５１ｓよりも突出していることが好ましい。導電性接着剤層７ｐの表面７ｐｓは、厚み方向において、第２ラミネートシート部材４２の絶縁層５２の表面５２ｓよりも突出していることが好ましい。

コストなどを考慮すると、導電性接着剤層７ｉ，７ｐを形成する導電性接着剤としては、導電性粉末粒子等の導電性物質を含有する樹脂系やゴム系（高分子材料系）のバインダで形成された接着剤が好ましい。導電性物質としては、カーボン粉末（例えばカーボンブラック、黒鉛等）、炭素繊維が好ましいが、金属粉末、金属繊維、導電セラミックス粉末、導電セラミックス繊維などでも良い。金属としてはアルミニウム、アルミニウム合金、純鉄、鉄合金（例えば炭素鋼，合金鋼）、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金等が例示される。金属としては電解液等に対する高い耐久性をもつものが好ましい。本発明者が実施して試験例では、導電性接着剤層７ｉ，７ｐを形成する導電性接着剤は、品名：バニーハイト（日本黒鉛工業株式会社、硬化条件：１４０〜１６０°×２０〜４０分間，導電物室：黒鉛＋カーボンブラック，溶媒：フェノール樹脂溶液）を用いた。但しこれに限定されるものではない。

更に説明を加える。図５は、蓄電デバイス３のうち最も外側の正極１１付近の断面を模試的に示す。図５に示すように、第１ラミネートシート部材４１においては、デバイス本体２の外側に位置する正極１１に対面する領域では、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２が被覆されておらず、第１ラミネートシート部材４１の金属層５０がデバイス本体２の正極１１に対向しつつ投影面積Ｓ（図５参照）において部分的に露出されている。このように第１ラミネートシート部材４１の金属層５０のうちデバイス本体２の正極１１に対向しつつ露出する金属層部分５０ｃは、正極側金属層部分５０ｘｃ（図５参照）として、デバイス本体２の最も外側の正極１１に導電性接着剤層７ｉを介して電気的に導通可能に接着されている。従って、図５から理解できるように、デバイス本体２の正極１１、導電性接着剤層７ｉ、第１ラミネートシート部材４１の金属層５０における正極側金属層部分５０ｘｃ、導電性接着剤層７ｐを介して導電パスＰＡ（図５参照）が形成されている。導電パスＰＡは、外部に電気的に導通可能とされている。

図６は、蓄電デバイス３のうち最も外側の負極１２付近の断面を模試的に示す。図６に示すように、第２ラミネートシート部材４２についても、デバイス本体２の外側に位置する負極１２に対面する領域では、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２が被覆されておらず、第２ラミネートシート部材４２の金属層５０は、負極１２に対向しつつ、投影面積Ｓ（図６参照）において部分的に露出されている。このように第２ラミネートシート部材４２の金属層５０のうち負極１２に対向しつつ露出する金属層部分５０ｃは、負極側金属層部分５０ｙｃ（図６参照）として、導電性接着剤層７ｉを介してデバイス本体２の負極１２に電気的に導通可能に接着されている。従って図６から理解できるように、デバイス本体２の負極１２、導電性接着剤層７ｉ、第２ラミネートシート部材４２の金属層５０の負極側金属層部分５０ｙｃ、金属層５０に被覆された導電性接着剤層７ｐを介して導電パスＰＢが形成されている。導電パスＰＢは外部に導通可能とされている。なお本実施形態によれば、蓄電デバイス３としては、電子や電荷を吸着および放電させる物理的電池、あるいは、電気化学的な酸化還元反応を伴う化学的電池が挙げられる。物理的電池としては電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが挙げられる。化学的電池としてはリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電解質二次電池が挙げられる。

以上説明したように本実施形態によれば、金属層５０と金属層５０をこれの厚み方向に挟むように配置された樹脂等の有機系高分子材料で形成された第１絶縁層５１および第２絶縁層５２とを有するラミネートシート部材４１，４２を用いる。そして、ラミネートシート部材４１，４２のうち部分的に露出させた金属層５０を、これの厚み方向に導電パスとして利用する新規な蓄電デバイス３を提供することができる。導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐが可撓性を有する場合には、蓄電デバイス３（図３参照）は、容器４を形成するラミネートシート部材４１，４２、導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐと共に可撓性を有する。上記したよう本実施形態によれば、第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２についても、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２が部分的に被覆されておらず、金属層５０は、正極１１または負極１２に対向しつつ部分的に露出されている。そして、このように第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２の金属層５０のうち露出する金属層部分５０ｃ（第１絶縁層５１および第２絶縁層５２が除去された領域の金属層部分５０ｃ）を、導電性物質を含むバインダで形成された導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐによって被覆して保護するため、露出する金属層部分５０ｃの耐久性を高め得る。更に、露出する金属層部分５０ｃを導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐによって補強させて強化させることができる利点が得られる。

本実施形態によれば、図５に示すように、第１ラミネートシート部材４１によれば、外側に位置する導電性接着剤層７ｐの投影面積Ｓｐは、露出する金属層部分５０ｃの投影面積Ｓよりも大きく、寸法αぶん外方にはみ出ていることが好ましい。図５から理解できるように、導電性接着剤層７ｉの投影面積も、露出する金属層部分５０ｃの投影面積Ｓよりも大きく、外方にはみ出ていることが好ましい。更に図６に示すように、第２ラミネートシート部材４２によれば、外側に位置する導電性接着剤層７ｐの投影面積Ｓｐは、露出する金属層部分５０ｃの投影面積Ｓよりも大きく、寸法βぶん外方にはみ出ていることが好ましい。同様に図６から理解できるように、内側に位置する導電性接着剤層７ｉの投影面積も、露出する金属層部分５０ｃの投影面積Ｓよりも大きく、外方にはみ出ていることが好ましい。これにより導電性接着剤層７ｉ，７ｐのうち外方にはみ出た部分により、シール性を高めることができ、電解液に対する金属層部分５０ｃに対するシール性を高めることができる。

上記した導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐの硬さは、導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐに含まれるバインダの材質で調整できる。バインダは熱可塑性樹脂でも良いし、熱硬化性樹脂でも良い。固化後の導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐが可撓性を有する場合には、蓄電デバイス３は所望の可撓性を示すことができる。固化後の導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐが可撓性を示さず、硬質を示す場合には、蓄電デバイス３の剛性を高め、蓄電デバイス３（図３参照）は、所望の剛性、形状保持性を有することができる。なお導電性接着剤層７ｉ、導電性接着剤層７ｐの硬度は、蓄電デバイス３の用途や種類等に応じて、必要に応じて設定することができる。

本実施形態に係る製造過程によれば、前述したように、部分的に露出された金属層部分５０ｃは、導電性接着剤層７ｉ，７ｐでシールされつつ被覆される。このため、部分的に露出された金属層部分５０ｃと電解液とが直接接触することが抑制されて、部分的に露出された金属層部分５０ｃは保護される。更に本実施形態によれば、容器４を構成するラミネートシート部材４１，４２に収容されているデバイス本体２は、セパレータ１０とセパレータ１０をこれの厚み方向に挟むように設けられた正極１１および負極１２を有するデバイスシート１を、つづら折り状に曲成して形成されている。従ってデバイスシート１の蓄電容量を確保しつつ小型化を図り得る。更に、デバイス本体２はつづら折り状に曲成されて積層されているため、デバイス本体２の積層方向（図２に示す矢印Ｔ２方向）におけるスプリングバックが生じることがある。スプリングバックにより、デバイス本体２のうち最も外側に位置する正極１１および負極１２を導電性接着剤層７ｉに良好に密接させることを期待でき、接触抵抗の低減に有利である。

本実施形態によれば、図３、図５、図６から理解できるように、導電性接着剤層７ｉは容器４の内側に位置し、露出する金属層部分５０ｃを保護し、電解液に触れる。導電性接着剤層７ｐは容器４の外側に位置し、電解液には触れないものの、容器４の外部に露出する。ここで、導電性接着剤層７ｉ，７ｐは、同材質の導電性接着剤で形成されていても良く、同一のバインダ、同一の導電物質、同一の硬度でも良い。この場合、兼用できるため、コスト的に有利となる。但し、導電性接着剤層７ｉ，７ｐについては、異なる配合比率、異なる材質、異なる組成の導電性接着剤で形成されていても良く、異なるバインダ、異なる導電物質、異なる硬度でも良い。例えば、容器４の外側に位置して外部に露出するため機械的耐久性が要請される導電性接着剤層７ｐについては、導電性接着剤層７ｉに比較して、バインダの配合比率を高めて高硬度としても良い。電解液から金属層部分５０ｃを保護する導電性接着剤層７ｉについては、金属層部分５０ｃの保護性を高めるべく、導電性接着剤層７ｐよりも、電解液に対して膨潤しにくく耐久性が良いバインダおよび導電物質（例えば黒鉛。カーボンブラック）を採用できる。

（実施形態２）
図７および図８は実施形態２を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図７に示すように、第１ラミネートシート部材４１の金属層５０のうち、デバイス本体２の正極１１に対向しつつ露出する金属層部分５０ｃは、正極側金属層部分５０ｘｃとして、導電性接着剤層７ｉを介してデバイス本体２の正極１１に電気的に導通可能に接着されている。正極側金属層部分５０ｘｃは、導電性接着剤層７ｐを介して正極端子２７の被接着面２７ｒに電気的に導通可能に接着されており、ひいては正極端子２７に電気的に導通可能されている。図８に示すように、第２ラミネートシート部材４２の金属層５０のうちデバイス本体２の正極１１に対向しつつ露出する金属層部分５０ｃは、負極側金属層部分５０ｙｃとして、導電性接着剤層７ｉを介してデバイス本体２の負極１２に電気的に導通可能に接着されている。負極側金属層部分５０ｙｃは、外側の導電性接着剤層７ｐを介して負極端子２８の被接着面２８ｒに電気的に接着可能に接着されており、ひいては負極端子２８に電気的に導通可能されている。ここで、正極端子２７および負極端子２８は導電性を有する金属で形成された電極端子であり、高い剛性を有する。このように高い剛性を有する正極端子２７および負極端子２８が帯電デバイス３に接合されているため、帯電デバイス３の剛性を高めることができる。なお、正極端子２７および負極端子２８は平盤状にできるが、これに限定されるものではなく、タブ状としても良い。

（実施形態３）
図９および図１０は実施形態３を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図９は蓄電モジュール９の組み付け途中を示す。図９に示すように、上記した複数の蓄電デバイス３を厚み方向（矢印Ｔ３方向）に直列に積層して形成することによりデバイス群９３が形成される。蓄電デバイス３のうち積層方向（矢印Ｔ３方向の）の両側には、導電性接着剤層７ｐが外方に突出しつつ容器４に積層されている。図９に示すように、隣接する蓄電デバイス３の導電性接着剤層７ｐ同士が電気的に面接触しつつ、デバイス群９３が形成されている。図１０に示すように、蓄電モジュール９は、複数の蓄電デバイス３からなるデバイス群９３を包囲して保持するコンテナ９０と、正極主端子９１と、負極主端子９２とを備えている。正極主端子９１は、コンテナ９０で包囲されたデバイス群９３のうち蓄電デバイス３の積層方向の一方向（矢印Ｔ６方向）において最も外側に位置する蓄電デバイス３Ｅの正極１１に電気的に導通する導電金属で形成されている。負極主端子９２は、コンテナ９０で包囲されたデバイス群９３のうち蓄電デバイス３の積層方向の他方向（矢印Ｔ７方向）において最も外側に位置する蓄電デバイス３Ｆの負極１２に電気的に導通する導電金属で形成されている。負極主端子９２は、外側に位置する蓄電デバイス３Ｆの負極１２に導電性接着剤層７ｐを介して電気的に導通する。正極主端子９１は、外側に位置する蓄電デバイス３Ｅの正極１１に導電性接着剤層７ｐを介して電気的に導通する。

図１０に示すように、コンテナ９０は、蓄電デバイス３の積層方向に延設された延設壁部９０１と、延設壁部９０１と交差する交差壁部９０３と、デバイス群９３を収容する収容室９０４とを有する。蓄電デバイス３の保持性を高めるため、コンテナ９０は、硬質樹脂（電気絶縁体）または金属で、ある程度剛性を有するように形成されていることが好ましい。但し、この場合、デバイス群９３の変位を抑制できる。正極主端子９１は平坦な導電面９１ｅ，９１ｆを有する盤状とされていることが好ましい。コンテナ９０が金属である場合には、コンテナと正極主端子９１側との間がオーリング等の絶縁材料で絶縁されている。負極主端子９２側についても同様である。負極主端子９２は平坦な導電面９２ｅ，９２ｆを有する盤状とされていることが好ましい。但しこれに限定されるものではない。図１０に示すように、正極主端子９１はコンテナ９０よりも微小量ΔＡ１突出する。負極主端子９２はコンテナ９０よりも微小量ΔＡ２突出する。必要に応じて、コンテナ９０の延設壁部９０１とデバイス群９３との間に、バネ部材９０６が介在することが好ましい。バネ部材９０６の付勢力により蓄電デバイス３同士の電気的接触性を高めることができる。本実施形態によれば、複数の蓄電デバイス３を直列に積層して電気エネルギを高めた蓄電モジュール９を提供できる。なお、デバイス群９３は、複数の蓄電デバイス３を少なくとも直列に積層して形成されているが、これに限らず、複数の蓄電デバイス３を直列に配置させると共に、並列に配置させていても良い。

（実施形態４）
図１１は実施形態４を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図１１に示すように、蓄電モジュール９は、複数の蓄電デバイス３を直列に積層して形成したデバイス群９３と、デバイス群９３を包囲して保持する収容室９３５をもつコンテナ９０Ｂと、コンテナ９０Ｂで包囲されたデバイス群９３のうち蓄電デバイス３の積層方向の一方向（矢印Ｔ６方向）において最も外側に位置する蓄電デバイス３Ｅの正極１１に電気的に導通する正極主端子９１と、コンテナ９０Ｂで包囲されたデバイス群９３のうち蓄電デバイス３の積層方向の他方向（矢印Ｔ７方向）において最も外側に位置する蓄電デバイス３Ｆの負極１２に電気的に導通する負極主端子９２とを有する。

図１１に示すように、コンテナ９０Ｂは、硬質樹脂等の比較的剛性を有する材料で形成されており、底壁９３０と、天井壁９３１と、第１端壁９３２と、第２端壁９３３とを有する。収容室９３５内には空気等のガスが収容されている。正極主端子９１は、積層方向において外側に位置する蓄電デバイス３Ｅの正極１１に導電性接着剤層７ｐを介して電気的に導通する。負極主端子９２は、積層方向において外側に位置する蓄電デバイス３Ｆの負極１２に導電性接着剤層７ｐを介して電気的に導通する。正極主端子９１、蓄電デバイス３Ｅの正極１１に導電性接着剤層７ｐを介して電気的に導通する。正極主端子９１および負極主端子９２は、蓄電モジュール９の高さ方向（矢印Ｈ方向）において延設されており、上方に突出する突出部９１ｗ，９２ｗを有する。突出部９１ｗ，９２ｗに接続線９１０，９２０を電気的に接続できる。図１１に示すように、蓄電デバイス３が直列に接続されているとき、隣接する蓄電デバイス３同士の外部に露出する導電性接着剤層７ｐ同士が接触している。なお、図１１に示すデバイス本体２は、図２に示すようにつづら折り状に曲成されているが、断面が異なるため、図１１はつづら折り状を図示しない。

（実施形態５）
図１２は実施形態５を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図１２に示すように、蓄電モジュール９は、複数の蓄電デバイス３を直列に積層して形成したデバイス群９３と、デバイス群９３を包囲して保持する収容室をもつコンテナ９０と、蓄電デバイス３Ｅの正極１１に電気的に導通する正極主端子９１と、蓄電デバイス３Ｆの負極１２に電気的に導通する負極主端子９２とを有する。コンテナ９０は、蓄電デバイス３の積層方向に延設された延設壁部９０１と、延設壁部９０１と交差する交差壁部９０３とを有する。図１２に示すように、コンテナ９０の延設壁部９０１とデバイス群９３との間に、バネ部材９０６が介在することが好ましい。バネ部材９０６の付勢力により、隣接する蓄電デバイス３の導電性接着剤層７ｐ同士の電気的接触性を高めることができる。更に図１２に示すように、コンテナ９０においては、積層方向に延びる延設壁部９０１には、伸縮可能な蛇腹部で形成された伸縮可能部９０９が形成されている。伸縮可能部９０９が収縮した状態で、積層した複数個の蓄電デバイス３が配置される。すると、伸縮可能部９０９が発揮する収縮方向（矢印Ｔ８方向）のバネ性により、隣接する蓄電デバイス３の導電性接着剤層７ｐ同士の密接性を高め、隣接する蓄電デバイス３同士の電気的接触性、蓄電デバイス３の内部における電気的接触性を高めることができる。

（実施形態６）
図１３は実施形態６を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図１３に示すように、熱プレス型やレーザビームによって、第１ラミネートシート部材４１において第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を除去させる。その後、除去された空間に、導電材料で形成された箔状、フィルム状またはシート状の導電部材１００を配置する。その状態で、導電性接着剤を塗布させて導電性接着剤層７ｉ，７ｐを形成させる。導電部材１００は、なじみ性などを考慮すると、金属層５０と同系または同一の材質であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。導電性接着剤層７ｉ，７ｐの面積が大きいとき、導電部材１００は、導電性接着剤層７ｉ，７ｐおよび金属層部分５０ｃの補強も兼用できる。

図１３に示すように、導電性接着剤層７ｉは厚み方向において第１絶縁層５１の表面５１ｓよりも突出させることが好ましい。導電性接着剤層７ｐは厚み方向において第２絶縁層５２の表面５２ｓよりも突出させることが好ましい。第２ラミネートシート部材４２についても同様な構造にできる。容器４の耐久性を高める等のため、ラミネートシート部材４１，４２における第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の肉厚が厚くされているため、導電性接着剤層７ｉ，７ｐの厚みが厚くなる場合において、厚み方向の導電性を高めるのに特に有効である。図１３によれば、導電部材１００の厚みは第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の厚みよりも薄くされているが、これに限らず、これらと同等または厚くしても良い。

（実施形態７）
図１４は実施形態７を示す。本実施形態は前記した実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図１〜図６を準用できる。図１４は、ラミネートシート部材４１，４２における露出させた金属層部分５０ｃにデバイス本体２の正極１１が接触している状態を示す。図１４は剥離手段として機能する熱プレス型６１，６２も併せて示す。図１４に示すように、第１ラミネートシート部材４１において、樹脂等の高分子材料で形成された第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を剥離手段（例えば、熱プレス型６１，６２、レーザビーム）により金属層５０から剥離させて除去させる。但し、投影面積Ｓにおいて第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の構成材料を除去させつつも局部的に残留させることにより残留部分５１ｒ，５２ｒを形成する。このように残留部分５１ｒ，５２ｒで金属層部分５０ｃを覆いつつ、金属層部分５０ｃのうち互いに背向する第１表面５０ｆおよび第２表面５０ｓを、外部に部分的に露出させる。そして、図１４に示すように、第１表面５０ｆに導電性接着剤層７ｉを塗布させ、第２表面５０ｓに導電性接着剤層７ｐを塗布させる。第２ラミネートシート部材４２についても同様とする。

絶縁層５１，５２の残留部分５１ｒ，５２ｒは、金属層５０の第１表面５０ｆおよび第２表面５０ｓを局部的に覆うため、露出する金属層部分５０ｃの保護性を向上できる。この場合、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を除去させる投影面積Ｓが大きい場合に有効である。残留部分５１ｒ，５２ｒについては、熱プレス型６１，６２に凹部６１ｍ，６２ｍを形成しておけば良い。レーザビーム照射で高分子系の絶縁層５１，５２を除去させる場合には、残留部分５１ｒ，５２ｒのみについてレーザビームを照射しなければ良い。残留部分５１ｒ，５２ｒは、絶縁層５１，５２の本体部分と繋がっている構造でも良いし、絶縁層５１，５２の本体部分と繋がっていないものの金属層部分５０ｃに接合されている島状でも良い。要するに、残留部分５１ｒ，５２ｒ以外の部分に導電性接着剤層７ｉ，７ｐが塗布される。

（その他）
前記した実施形態１によれば、第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２から高分子系の第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を熱および機械的力を利用して金属層５０から除去させることにしているが、場合によっては、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を熱および機械的力のうちのいずれか一方のみで金属層５０から除去させることにしても良い。更には、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を熱で溶融または軟化させた後に、空気等のガスで吹き飛ばしても良い。更には、レーザビーム等の高エネルギ密度ビームの照射、または、有機系溶剤により第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２から第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を除去させることにしても良い。上記した実施形態１では、第１ラミネートシート部材４１および第２ラミネートシート部材４２を接合して形成しているが、これに限らず、１枚のラミネートシート部材で形成しても良い。デバイス本体は、デバイスシート１をつづら折り状に曲成して形成されているが、つづら折り状に限定されるものではない。本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

１はデバイスシート、１０はセパレータ、１１は正極、１２は負極、２はデバイス本体、２１は第１曲成部、２２は第２曲成部、２７は正極端子、２８は負極端子、３は蓄電デバイス、３０は密閉室、４は容器、４１，４２はラミネートシート部材、５０は金属層、５０ｃは金属層部分、５０ｘｃは正極側金属層部分、５０ｙｃは負極側金属層部分、５１は第１絶縁層、５２は第２絶縁層、６１，６２は熱プレス型、７ｉ，７ｐは導電性接着剤層、９は蓄電モジュール、９０はコンテナ、９１は正極主端子、９２は負極主端子、９３はデバイス群を示す。

Claims (5)

1. セパレータと前記セパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有するデバイス本体と、
   金属層と前記金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有すると共に、前記デバイス本体を電解質物質と共に密閉させるラミネートシート部材で形成された容器とを具備しており、
   前記ラミネートシート部材において、前記デバイス本体の外側に位置する正極の少なくとも一部に対面する領域では、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層が被覆されておらず、前記金属層が前記正極に対向しつつ露出されており、前記金属層のうち前記正極に対向しつつ露出する金属層部分は正極側金属層部分として導電性接着剤層を介して前記デバイス本体の前記正極に電気的に導通可能に接着されており、且つ、
   前記デバイス本体の外側に位置する負極の少なくとも一部に対面する領域では、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層が被覆されておらず、前記金属層が前記負極に対向しつつ露出されており、前記金属層のうち前記負極に対向しつつ露出する金属層部分は負極側金属層部分として前記導電性接着剤層を介して前記デバイス本体の前記負極に電気的に導通可能に接着されている蓄電デバイス。
2. 請求項１において、前記デバイス本体は、前記セパレータと前記セパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた前記正極および前記負極を有するデバイスシートを、つづら折り状に曲成して形成されている蓄電デバイス。
3. 請求項１または２において、前記正極側金属層部分に被覆されつつ電気的に導通する正極端子と、前記負極側金属層部分に被覆されつつ電気的に導通する負極端子とを具備する蓄電デバイス。
4. セパレータとセパレータをこれの厚み方向に挟むように設けられた正極および負極を有するデバイス本体と、金属層と前記金属層をこれの厚み方向に挟むように配置された高分子材料で形成された第１絶縁層および第２絶縁層とを有すると共に、前記デバイス本体を電解質物質と共に密閉させるラミネートシート部材とを具備する蓄電デバイスを製造する製造方法であって、
   前記ラミネートシート部材について、前記デバイス本体の外側に位置する正極および負極の少なくとも一部に対面する領域において、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層を除去して前記金属層を部分的に露出させる工程と、
   前記金属層のうち部分的に露出させた金属層部分に導電性接着剤層を介して前記デバイス本体の前記正極および前記負極をそれぞれ接着させつつ、前記デバイス本体に前記ラミネートシート部材を被覆させて密閉状態に保護して容器を形成する工程とを含む蓄電デバイスの製造方法。
5. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に係る複数の前記蓄電デバイスを直列に積層して形成したデバイス群と、
   前記デバイス群を包囲して保持するコンテナと、
   前記コンテナで包囲された前記デバイス群のうち前記蓄電デバイスの積層方向の一方向において最も外側に位置する前記蓄電デバイスの前記正極に電気的に導通する正極主端子と、
   前記コンテナで包囲された前記デバイス群のうち前記蓄電デバイスの積層方向の他方向において最も外側に位置する前記蓄電デバイスの前記負極に電気的に導通する負極主端子とを具備する蓄電モジュール。

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