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JP6930673B2 - 蓄電デバイス、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents
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JP6930673B2 - 蓄電デバイス、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法 - Google Patents

蓄電デバイス、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電動自動車に搭載される蓄電デバイス及びその製造方法に関する。また本発明は蓄電デバイスを搭載した電動自動車に関する。
近年、環境対策や省資源化等の観点から、駆動力の少なくとも一部をモータが供給する電動自動車が注目されている。この電動自動車には、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等がある。電気自動車はモータのみを動力源とし、ハイブリッド自動車及びプラグインハイブリッド自動車はモータ及びエンジンを動力源とする。
電動自動車に搭載される従来の蓄電デバイスは特許文献１に開示される。この蓄電デバイスは二次電池から成る複数の蓄電セル（単電池）を備えている。蓄電セルは電池素子を一次包装容器（外装部材）により覆い、平面視矩形の面状に形成される。
電池素子はセパレータを介して正極板と負極板とを対向配置して形成される。正極板と負極板との間には、一次包装容器内に注入される電解液が配される。また、正極板及び負極板にはそれぞれ電極端子が接続される。
一次包装容器は金属箔及び熱接着性樹脂層を積層した２つの積層体により形成される。一方の積層体には電池素子を収納する収納部が設けられる。電池素子を収納部に収納して両積層体の周部を熱接着性樹脂層により熱接着し、一次包装容器に電池素子が封入される。
蓄電デバイスは平面視矩形の蓄電セルを厚み方向に積み重ねて短手方向に並設し、二次包装容器（組電池カバー）により覆われる。
また、複数の蓄電デバイスが蓄電セルの厚み方向に積み重ねられ、電動自動車のフロア下に設置される。
特許第３７１９２３５号公報（第４頁〜第１１頁、第７図）
しかしながら、上記従来の蓄電デバイスによると、各蓄電セルを封止する複数の一次包装容器がそれぞれ金属箔を有する。このため、一次包装容器及び蓄電デバイスのコストが高くなる問題があった。
本発明は、コストを削減できる蓄電デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。また本発明はコストを削減できる蓄電デバイスを用いた電動自動車を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、一次包装容器に蓄電素子を封入した面状の蓄電セルを複数段に積み重ね、二次包装容器により封止される蓄電デバイスにおいて、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの周部を熱接着した樹脂袋により形成され、前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有するとともに、前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着されることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記蓄電セルが平面視矩形状に形成され、前記一次包装容器の一方の対向する２辺の距離及び他方の対向する２辺の距離がそれぞれ５００ｍｍ以上であることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記蓄電セルの周方向の前記電極端子の幅が５０ｍｍ以上であることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記電極端子の厚みが０．２ｍｍ以上であることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記第１包装材が前記蓄電セルの収納部を設けたシート成形品から成ることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記第２包装材が前記収納部を設けたシート成形品から成ることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記第１包装材の前記金属箔の厚みと前記第２包装材の前記金属箔の厚みとが異なることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記蒸着膜が酸化物から成ることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスにおいて、前記金属箔がアルミニウムから成ることを特徴としている。
また本発明の電動自動車は、上記各構成の蓄電デバイスを備えたことを特徴としている。
また本発明は、一次包装容器内に蓄電素子を封入して面状の蓄電セルを形成する一次包装工程と、二次包装容器に設けた収納部内に前記蓄電セルを複数段に積み重ねて封入する二次包装工程とを備えた蓄電デバイスの製造方法において、
前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの樹脂袋により形成され、前記一次包装工程により前記蓄電素子を挿入した前記一次包装容器の周部を熱接着して封止し、
前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有し、前記二次包装工程により前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着されることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスの製造方法において、前記蓄電セルが平面視矩形状に形成され、一方の対向する２辺の距離及び他方の対向する２辺の距離がそれぞれ５００ｍｍ以上であることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスの製造方法において、前記第１包装材が前記収納部を有したシート成形品から成ることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスの製造方法において、前記第２包装材が前記収納部を有したシート成形品から成ることを特徴としている。
また本発明は上記構成の蓄電デバイスの製造方法において、前記第１包装材の前記金属箔の厚みと前記第２包装材の前記金属箔の厚みとが異なることを特徴としている。
本発明によると、蓄電デバイスは蒸着膜のバリア層を有した樹脂袋の一次包装容器に蓄電素子を封入した蓄電セルを積み重ね、二次包装容器より封止される。二次包装容器は金属箔を有した第１包装材及び第２包装材を有し、第１包装材及び第２包装材の周部が熱接着される。
これにより、一次包装容器が蒸着膜のバリア層を有して二次包装容器が金属箔を有するため、蓄電セルに対するガスバリア性及び蓄電デバイスの剛性を高くできる。このため、一次包装容器の金属箔を不要にすることができ、一次包装容器及び蓄電デバイスのコストを削減することができる。
本発明の第１実施形態の蓄電デバイスを搭載する電動自動車を示す側面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスを搭載する電動自動車を示す上面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスを示す正面断面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスを示す上面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスの二次包装容器を形成する樹脂シートを示す側面断面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスの蓄電セルを示す上面図 本発明の第１実施形態の蓄電デバイスの一次包装容器を形成する樹脂シートを示す分解斜視図 本発明の第２実施形態の蓄電デバイスを示す正面断面図 本発明の第２実施形態の蓄電デバイスの蓄電セルを示す上面図 本発明の第３実施形態の蓄電デバイスの蓄電セルを示す上面図 本発明の第３実施形態の蓄電デバイスの蓄電セルを示す側面断面図
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１、図２は第１実施形態の電動自動車１の側面図及び上面図を示している。電動自動車１は車輪２を駆動する動力源として駆動モータ３を備えている。電動自動車１の車体のフロア下には駆動モータ３に電力を供給する駆動源として蓄電デバイス１０が設置される。蓄電デバイス１０を電動自動車１のルーフに設置してもよく、座席内に設置してもよい。
電動自動車１がセダンタイプまたはコンパクトカータイプの場合には、蓄電デバイス１０の高さＨ（図３参照）は例えば１００ｍｍ以下に形成される。電動自動車１がＳＵＶタイプまたはワンボックスタイプの場合には、蓄電デバイス１０の高さＨは例えば１５０ｍｍ以下に形成される。
図３、図４は蓄電デバイス１０の正面断面図及び上面図を示している。蓄電デバイス１０は上下方向に積み重ねられる複数の面状の蓄電セル２０を備えている。蓄電セル２０は一次包装容器２５により封止され、蓄電デバイス１０は二次包装容器１３により封止される。
二次包装容器１３は第１包装材１１及び第２包装材１２を有している。第１包装材１１は積層体の樹脂シート３０（図５参照）をシート成形したシート成形品から成っている。第１包装材１１は環状のフランジ部１１ａの内側に蓄電セル２０を収納する収納部１４を凹設される。
第１包装材１１の収納部１４の深さは例えば、約１００ｍｍに形成される。また、収納部１４の深さ方向に垂直な面内の各コーナー１４ａのコーナーＲは例えば約３ｍｍ、深さ方向に平行な面内の各コーナー１４ｂのコーナーＲは例えば約１．５ｍｍに形成される。
第２包装材１２は第１包装材１１と同様の樹脂シート３０（図５参照）により形成され、フランジ部１１ａ上に熱接着される。これにより、二次包装容器１３は第１包装材１１及び第２包装材１２の周部を熱接着したシール部１３ａにより封止される。この時、一対の金属製の接続端子１５がフランジ部１１ａと第２包装材１２との間に挟まれ、二次包装容器１３の周縁から突出する。本実施形態では一対の接続端子１５が平面視略矩形状の二次包装容器１３の対向する辺からそれぞれ突出する。
図５は第１包装材１１及び第２包装材１２を形成する樹脂シート３０の積層構造を示す断面図である。樹脂シート３０は内面側から順に熱接着性樹脂層３１、バリア層３２、保護層３３を積層して形成される。
熱接着性樹脂層３１は熱接着性樹脂により例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚みに形成される。熱接着性樹脂層３１はバリア層３２上に押出して形成してもよく、バリア層３２上にドライラミネートしてもよい。
熱接着性樹脂層３１として、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン等を用いることができる。酸変性ポリプロピレンは金属製の接続端子１５に対する接着性が高いためより望ましい。本実施形態では、熱接着性樹脂層３１として厚み８０μｍの酸変性ポリプロピレンを用いている。
熱接着性樹脂層３１として接続端子１５に対する接着性の低い低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いた場合は、接続端子１５と熱接着性樹脂層３１との間に金属端子接着用フィルムを介在するのがよい。金属端子接着用フィルムとして、例えば、酸変性ポリプロピレンの単層フィルムまたは少なくとも一方の面に酸変性ポリプロピレンを有する多層フィルムを使用することができる。
バリア層３２はアルミニウム（アルミニウム合金を含む）、ステンレス鋼、チタン等の金属箔により形成される。バリア層３２によって水蒸気、酸素、光等の侵入が防止される。第１包装材１１及び第２包装材１２のバリア層３２の厚みは例えば、３００μｍ〜１０００μｍに形成される。これにより、二次包装容器１３及び蓄電デバイス１０の剛性を高くすることができる。このため、電動自動車１に搭載される蓄電デバイス１０の変形による故障を防止することができる。
尚、二次包装容器１３は一次包装容器２５により封止された蓄電セル２０を上下方向に複数個積み重ねた状態で外装して蓄電デバイス１０を形成する。蓄電デバイス１０は複数個または単独で動力源として電動自動車１のフロア下、座席内等に設置される。このため、二次包装容器１３は剛性の高い部材で構成する必要があり、第１包装材１１及び第２包装材１２のいずれか一方または両方が剛性の高い積層体により形成される。
このため、第１包装材１１及び第２包装材１２の一方または両方のバリア層３２には剛性の高い金属が使用される。剛性の高い金属として、ＪＩＳ Ａ３００３、ＪＩＳ Ａ３００４等のアルミニウム合金箔、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼が例示される。これらの金属の厚みを３００μｍ〜１０００μｍにしてバリア層３２を形成することにより、二次包装容器１３の剛性を高くするとともに二次包装容器１３のコストを削減することができる。
尚、第１包装材１１及び第２包装材１２のいずれか一方を剛性の高い積層体で形成する場合は、他方のバリア層３２として厚み１０〜１００μｍの延展性の優れた金属を使用してもよい。
本実施形態では、深さ約１００ｍｍの収納部１４に対応して第１包装材１１のバリア層３２を厚み５００μｍのアルミニウム箔により形成している。また、第２包装材１２のバリア層３２を厚み４０μｍのアルミニウム箔により形成している。
尚、第１包装材１１のバリア層３２及び第２包装材１２のバリア層３２を厚み５００μｍのアルミニウム箔により形成してもよい。また、第１包装材１１のバリア層３２を厚み４０μｍのアルミニウム箔により形成し、第２包装材１２のバリア層３２を厚み５００μｍのアルミニウム箔により形成してもよい。
保護層３３は絶縁性を有し、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムにより形成される。保護層３３はバリア層３２上にドライラミネートされる。保護層３３の厚みは例えば、１０μｍ以上７５μｍ以下に形成される。
また、耐ピンホール性、絶縁性等の向上のために、異なる素材の樹脂フィルムを複数積層して保護層３３を形成してもよい。本実施形態では、第１包装材１１の保護層３３を厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートにより形成している。また、第２包装材１２の保護層３３を厚み１２μｍのポリエチレンテレフタレートと厚み１５μｍのナイロンとをドライラミネートしている。
図６は蓄電セル２０の上面図を示している。図３、図６において、蓄電セル２０は一次包装容器２５に蓄電素子２１を封入した二次電池から成っている。蓄電セル２０として例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムイオン全固体電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル鉄蓄電池、ニッケル亜鉛蓄電池、酸化銀亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池等が用いられる。
蓄電素子２１は正極板と負極板（いずれも不図示）とを絶縁体のセパレータ（不図示）を介して対向配置して形成される。長尺状のセパレータ、正極板及び負極板を巻回して蓄電素子２１を形成することができる。シート状の正極板、セパレータ、負極板、セパレータの順に複数段に積層して蓄電素子２１を形成してもよい。また、長尺状のセパレータ、正極板及び負極板を折り畳みにより積層して蓄電素子２１を形成してもよい。
正極板と負極板との間には電解質が配される。本実施形態では電解質が電解液から成り、一次包装容器２５の内部に充填される。電解質として固体電解質またはゲル電解質を用いてもよい。
正極板及び負極板にはそれぞれ金属から成る電極端子２２が接続される。一対の電極端子２２は一次包装容器２５の対向する辺からそれぞれ突出する。電極端子２２が接近すると電極端子２２の近傍の温度上昇が大きくなるため蓄電セル２０が経年劣化し易くなる。このため、一対の電極端子２２を一次包装容器２５の対向する２辺に配置し、蓄電セル２０の経年劣化を抑制することができる。
一対の電極端子２２を一次包装容器２５の同じ辺上に離れて配置してもよく、隣接する２辺に配置してもよい。しかし、本実施形態のように、一対の電極端子２２を一次包装容器２５の対向する２辺に配置すると、蓄電セル２０の経年劣化の抑制効果が大きいためより望ましい。
電極端子２２の厚みｔは０．２ｍｍ以上に形成され、周方向の幅Ｗは５０ｍｍ以上に形成される。これにより、電極端子２２の電気抵抗による蓄電セル２０の電力損失を低減することができる。
複数の蓄電セル２０の電極端子２２は正極と負極とをそれぞれ束ねられ、溶接等により各接続端子１５に接続される。
一次包装容器２５は樹脂袋により形成され、後述する樹脂シート４０（図７参照）を二つ折りして周部をシール部２５ａにより熱接着した三方袋から成っている。これにより、蓄電セル２０は平面視矩形状に形成される。一次包装容器２５の一方の対向する２辺の距離Ｌ１及び他方の対向する２辺の距離Ｌ２はそれぞれ５００ｍｍ以上に形成される。
このため、蓄電セル２０を大容量化して所望容量の蓄電デバイス１０の部品点数を削減することができる。加えて、電動自動車１に搭載される蓄電デバイス１０の数量も少なくできる。従って、蓄電デバイス１０及び電動自動車１のコストを削減することができる。
図７は一次包装容器２５を形成する樹脂シート４０の積層構造を示す断面図である。樹脂シート４０は内面側から順に熱接着性樹脂層４１、バリア層４２、保護層４３を積層して形成される。
熱接着性樹脂層４１は熱接着性樹脂により例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚みに形成される。熱接着性樹脂層４１として、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン等を用いることができる。酸変性ポリプロピレンは金属製の電極端子２２に対する接着性が高いためより望ましい。本実施形態では、熱接着性樹脂層４１として厚み８０μｍの酸変性ポリプロピレンを用いている。
熱接着性樹脂層４１として電極端子２２に対する接着性の低い低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いた場合は、電極端子２２と熱接着性樹脂層３１との間に金属端子接着用フィルムを介在するのがよい。金属端子接着用フィルムとして、例えば、酸変性ポリプロピレンの単層フィルムまたは少なくとも一方の面に酸変性ポリプロピレンを有する多層フィルムを使用することができる。
バリア層４２は蒸着膜４２ａを有した蒸着フィルムにより形成され、熱接着性樹脂層４１上にドライラミネートされる。バリア層４２の厚みは例えば、１０μｍ以上７５μｍ以下に形成される。
蒸着膜４２ａは水蒸気、酸素等の侵入を防止する。尚、二次包装容器１３の金属箔のバリア層３２はバリア層４２よりも高いバリア性を有する。蒸着膜４２ａとして、アルミニウム、二酸化ケイ素、アルミナ等を用いることができる。蒸着膜４２ａを酸化物の二酸化ケイ素やアルミナにより形成すると、金属の蒸着膜よりも一次包装容器２５の絶縁性を高くすることができる。このため、蓄電デバイス１０の信頼性を向上することができる。本実施形態では蒸着膜４２ａが二酸化ケイ素により形成される。
保護層４３は絶縁性を有し、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムにより形成される。保護層４３の厚みは例えば、１０μｍ以上７５μｍ以下に形成される。耐熱性の向上のために一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルムにより保護層４３を形成するとより望ましい。
また、耐ピンホール性、絶縁性等の向上のために、異なる素材の樹脂フィルムを複数積層して保護層４３を形成してもよい。この時、複数の樹脂フィルムはポリウレタン系、アクリル系等の接着剤により接着される。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート（厚み１２μｍ）とナイロン（厚み１５μｍ）とをドライラミネートして保護層４３を形成している。
蓄電デバイス１０は一次包装工程及び二次包装工程によって形成される。一次包装工程は、二つ折りした樹脂シート４０の両側端部から蓄電素子２１の電極端子２２を突出して配置する。次に、電極端子２２上を通る両側端部をシール部２５ａにより熱接着し、一端に開口部を有した袋状の一次包装容器２５が形成される。次に、一次包装容器２５内に電解液を充填し、開口部をシール部２５ａにより熱接着する。これにより、一次包装容器２５内に蓄電素子２１を封入した面状の蓄電セル２０が形成される。
二次包装工程は二次包装容器１３の収納部１４内に蓄電セル２０を複数段に積み重ねて収納し、各電極端子２２を所定順に接続するとともに接続端子１５に接続する。次に、接続端子１５を第１包装材１１のフランジ部１１ａ上に配した状態で第１包装材１１及び第２包装材１２の周部を熱接着してシール部１３ａを形成する。これにより、蓄電デバイス１０が封止される。
上記構成の蓄電デバイス１０において、二次包装容器１３の金属箔のバリア層３２により、二次包装容器１３に収納した蓄電セル２０内への水分や酸素の侵入が防止される。この時、二次包装容器１３のシール部１３ａの端面から熱接着性樹脂層３１を介して蓄電デバイス１０内に微量の水分等が侵入する場合がある。しかし、蓄電デバイス１０に微量の水分等が侵入しても、一次包装容器２５の蒸着膜４２ａによって蓄電セル２０内への水分等の侵入を確実に防止することができる。
また、一次包装容器２５のバリア層４２によって電解液の揮発による流出が防止される。この時、微量の揮発した電解液がバリア層４２を通過しても、二次包装容器１３の金属箔のバリア層３２によって電解液の流出を確実に防止することができる。従って、蓄電セル２０に対するガスバリア性を高くすることができ、蓄電セル２０の水分等による劣化及び電解液流出による劣化を抑制することができる。
本実施形態によると、蓄電デバイス１０は複数の蓄電セル２０を積み重ね、二次包装容器１３より封止される。蓄電セル２０は蒸着膜４２ａのバリア層４２を有した樹脂袋の一次包装容器２５に蓄電素子２１を封入される。二次包装容器１３は金属箔を有した樹脂シート３０の第１包装材１１及び第２包装材１２を有し、第１包装材及び第２包装材の周部が熱接着される。
これにより、蓄電セル２０に対するガスバリア性及び蓄電デバイス１０の剛性を高くすることができる。このため、一次包装容器２５の金属箔を不要にすることができ、一次包装容器２５及び蓄電デバイス１０のコストを削減することができる。また、樹脂シート３０の第１包装材１１及び第２包装材１２により、ガスバリア性及び剛性の高い二次包装容器１３を容易に実現することができる。
また、蓄電セル２０が平面視矩形状であり、一次包装容器２５の一方の対向する２辺の距離Ｌ１及び他方の対向する２辺の距離Ｌ２がそれぞれ５００ｍｍ以上に形成される。これにより、蓄電セル２０を大容量化して所望容量の蓄電デバイス１０の部品点数を削減し、蓄電デバイス１０及び電動自動車１のコストを削減することができる。
また、蓄電セル２０の周方向の電極端子２２の幅Ｗが５０ｍｍ以上であるため、電極端子２２の電気抵抗による蓄電セル２０の電力損失を低減することができる。
また、電極端子２２の厚みｔが０．２ｍｍ以上であるため、電極端子２２の電気抵抗による蓄電セル２０の電力損失を低減することができる。
また、一次包装容器２５のバリア層４２の蒸着膜４２ａが酸化物の二酸化ケイ素から成るので、一次包装容器２５の絶縁性を高くすることができる。従って、蓄電デバイス１０の信頼性を向上することができる。
また、二次包装容器１３のバリア層３２を形成する金属箔がアルミニウムから成るので、バリア性及び剛性の高い二次包装容器１３を容易に実現することができる。
また、第１包装材１１が蓄電セル２０の収納部１４を設けたシート成形品から成るので、収納部１４を有した二次包装容器１３を容易に実現することができる。
＜第２実施形態＞
次に、図８は第２実施形態の蓄電デバイス１０の正面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図８に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は一次包装容器２５及び二次包装容器１３の形状が第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
二次包装容器１３の第１包装材１１及び第２包装材１２は積層体の樹脂シート３０（図５参照）をシート成形したシート成形品によって同様の形状に形成される。第１包装材１１及び第２包装材１２は環状のフランジ部１１ａ、１２ａの内側に蓄電セル２０を収納する収納部１４をそれぞれ凹設される。本実施形態では第１包装材１１及び第２包装材１２のバリア層３２を厚み５００μｍのアルミニウム箔により形成している。第１包装材１１及び第２包装材１２の収納部１４の深さはそれぞれ約５０ｍｍに形成している。
フランジ部１１ａ、１２ａの熱接着性樹脂層３１（図５参照）を熱接着することにより、収納部１４の周囲に沿う環状のシール部１３ａが形成される。これにより、シール部１３ａの内縁から所定の深さに形成される収納部１４がシール部１３ａによって封止される。
図９は蓄電セル２０の上面図を示している。蓄電セル２０の一次包装容器２５は樹脂袋により形成され、２枚の樹脂シート４０（図７参照）を重ねて周部をシール部２５ａにより熱接着した四方袋から成っている。これにより、蓄電セル２０は平面視矩形状に形成される。
本実施形態によると第１実施形態と同様に、二次包装容器１３が金属箔のバリア層３２を有し、一次包装容器２５のバリア層４２が蒸着膜４２ａを有する。これにより、蓄電セル２０に対するガスバリア性及び蓄電デバイス１０の剛性を高くすることができる。このため、一次包装容器２５及び蓄電デバイス１０のコストを削減することができる。また、樹脂シート３０の第１包装材１１及び第２包装材１２により、ガスバリア性及び剛性の高い二次包装容器１３を容易に実現することができる。
また、第１包装材１１及び第２包装材１２が収納部１４を設けたシート成形品から成るので、第１包装材１１及び第２包装材１２の各収納部１４の深さを小さくすることができる。このため、シート成形時のクラック等を低減することができる。尚、第１包装材１１及び第２包装材１２の各収納部１４の深さを第１実施形態の第１包装材１１と同様に形成することにより、より大容量の蓄電デバイス１０を得ることができる。
本実施形態において、一次包装容器２５を第１実施形態と同様に三方袋により形成してもよい。
＜第３実施形態＞
次に、図１０、図１１は第３実施形態の蓄電デバイス１０の蓄電セル２０を示す上面図及び側面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１〜図８に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は一次包装容器２５の形状が第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
一次包装容器２５は樹脂シート４０（図７参照）の樹脂袋により形成され、マチ部２５ｃを有したガゼット袋から成っている。一次包装容器２５は樹脂シート４０を折曲してマチ部２５ｃを設けて周回し、樹脂シート４０の短手方向の両側端部が電極端子２２を挟んでシール部２５ａにより熱接着される。また、樹脂シート４０を周回した長手方向の両端部が電解液の充填後にシール部２５ｂにより熱接着される。これにより、蓄電セル２０は平面視矩形状に形成される。
本実施形態によると第１実施形態と同様に、二次包装容器１３が金属箔のバリア層３２を有し、一次包装容器２５のバリア層４２が蒸着膜４２ａを有する。これにより、蓄電セル２０に対するガスバリア性及び蓄電デバイス１０の剛性を高くすることができる。このため、一次包装容器２５及び蓄電デバイス１０のコストを削減することができる。また、樹脂シートの第１包装材１１及び第２包装材１２によりガスバリア性及び剛性の高い二次包装容器１３を容易に実現することができる。
また、一次包装容器２５がマチ部２５ｃを有した樹脂袋により形成されるため、一次包装容器２５の内面と蓄電素子２１との摺動による一次包装容器２５の破損を低減することができる。
本実施形態において、二次包装容器１３を第２実施形態と同様に形成してもよい。
第１〜第３実施形態において、駆動モータ３に電力を供給する蓄電セル２０が二次電池から成るが、キャパシタ（電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等）であってもよい。
本発明によると、蓄電デバイスを搭載した電動自動車に広く利用可能である。
１ 電動自動車
２ 車輪
３ 駆動モータ
１０ 蓄電デバイス
１１ 第１包装材
１１ａ、１２ａ フランジ部
１２ 第２包装材
１３ 二次包装容器
１３ａ シール部
１４ 収納部
１５ 接続端子
２０ 蓄電セル
２１ 蓄電素子
２２ 電極端子
２５ 一次包装容器
２５ａ、２５ｂ シール部
２５ｃ マチ部
３０、４０ 樹脂シート
３１、４１ 熱接着性樹脂層
３２、４２ バリア層
３３、４３ 保護層
４２ａ 蒸着膜

Claims (14)

  1. 一次包装容器に蓄電素子を封入した面状の蓄電セルを複数段に積み重ね、二次包装容器により封止される蓄電デバイスにおいて、前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの周部を熱接着した樹脂袋により形成され、前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有するとともに、前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記蓄電セルを収納する収納部が前記第１包装材に凹設されて前記第２包装材に非形成であり、前記第２包装材の前記金属箔の厚みが前記第１包装材の前記金属箔の厚みよりも大きいことを特徴とする蓄電デバイス。
  2. 一次包装容器に蓄電素子を封入した面状の蓄電セルを複数段に積み重ね、二次包装容器により封止される蓄電デバイスにおいて、前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの周部を熱接着した樹脂袋により形成され、前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有するとともに、前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記蓄電セルを収納する収納部が前記第１包装材に凹設されて前記第２包装材に非形成であり、前記第１包装材の前記金属箔の厚みが前記第２包装材の前記金属箔の厚みよりも大きいことを特徴とする蓄電デバイス。
  3. 一次包装容器に蓄電素子を封入した面状の蓄電セルを複数段に積み重ね、二次包装容器により封止される蓄電デバイスにおいて、前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの周部を熱接着した樹脂袋により形成され、前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有するとともに、前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記二次包装容器は前記バリア層の外層に、ポリエチレンテレフタレートとナイロンとをドライラミネートした保護層を有することを特徴とする蓄電デバイス。
  4. 前記蓄電セルが平面視矩形状に形成され、前記一次包装容器の一方の対向する２辺の距離及び他方の対向する２辺の距離がそれぞれ５００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蓄電デバイス。
  5. 前記蓄電セルの周方向の前記電極端子の幅が５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の蓄電デバイス。
  6. 前記電極端子の厚みが０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の蓄電デバイス。
  7. 前記第１包装材が前記蓄電セルの収納部を設けたシート成形品から成ることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の蓄電デバイス。
  8. 前記第２包装材が前記収納部を設けたシート成形品から成ることを特徴とする請求項７に記載の蓄電デバイス。
  9. 前記蒸着膜が酸化物から成ることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の蓄電デバイス。
  10. 前記金属箔がアルミニウムから成ることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の蓄電デバイス。
  11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の蓄電デバイスを備えたことを特徴とする電動自動車。
  12. 一次包装容器内に蓄電素子を封入して面状の蓄電セルを形成する一次包装工程と、二次包装容器に設けた収納部内に前記蓄電セルを複数段に積み重ねて封入する二次包装工程とを備えた蓄電デバイスの製造方法において、
    前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの樹脂袋により形成され、前記一次包装工程により前記蓄電素子を挿入した前記一次包装容器の周部を熱接着して封止し、
    前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有し、前記二次包装工程により前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記蓄電セルを収納する収納部が前記第１包装材に凹設されて前記第２包装材に非形成であり、前記第２包装材の前記金属箔の厚みが前記第１包装材の前記金属箔の厚みよりも大きいことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
  13. 一次包装容器内に蓄電素子を封入して面状の蓄電セルを形成する一次包装工程と、二次包装容器に設けた収納部内に前記蓄電セルを複数段に積み重ねて封入する二次包装工程とを備えた蓄電デバイスの製造方法において、
    前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの樹脂袋により形成され、前記一次包装工程により前記蓄電素子を挿入した前記一次包装容器の周部を熱接着して封止し、
    前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有し、前記二次包装工程により前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記蓄電セルを収納する収納部が前記第１包装材に凹設されて前記第２包装材に非形成であり、前記第１包装材の前記金属箔の厚みが前記第２包装材の前記金属箔の厚みよりも大きいことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
  14. 一次包装容器内に蓄電素子を封入して面状の蓄電セルを形成する一次包装工程と、二次包装容器に設けた収納部内に前記蓄電セルを複数段に積み重ねて封入する二次包装工程とを備えた蓄電デバイスの製造方法において、
    前記蓄電セルが前記一次包装容器から突出する一対の電極端子を有し、前記一次包装容器が蒸着膜を有したバリア層と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートの樹脂袋により形成され、前記一次包装工程により前記蓄電素子を挿入した前記一次包装容器の周部を熱接着して封止し、
    前記二次包装容器が金属箔と熱接着性樹脂層とを積層した樹脂シートにより形成される第１包装材及び第２包装材を有し、前記二次包装工程により前記第１包装材及び前記第２包装材の周部が熱接着され、
    前記二次包装容器は前記バリア層の外層に、ポリエチレンテレフタレートとナイロンとをドライラミネートした保護層を有することを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
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