電池
【課題】体積エネルギー密度を高めることが可能な電池を提供する。
【解決手段】積層された複数の素電池を有する積層体を備え、素電池は、正極層及び負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、正極層に接続された正極集電体と、負極層に接続された負極集電体とを具備し、正極集電体または負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって複数の素電池が電気的に接続されている、電池とする。
【解決手段】積層された複数の素電池を有する積層体を備え、素電池は、正極層及び負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、正極層に接続された正極集電体と、負極層に接続された負極集電体とを具備し、正極集電体または負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって複数の素電池が電気的に接続されている、電池とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車用やハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質が知られている。液体状の電解質（以下において、「電解液」という。）が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、不燃性である固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「固体電池」という。）の開発が進められている。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池に関する技術として、例えば特許文献１には、正極及び負極を有する電池要素が、内部が減圧されたケースに収容されてなる電池において、ケースが無機材料を含有する厚さ１０００ｎｍ以下のガスバリア層を有する技術が開示されている。また、特許文献２には、外面から順に、少なくとも最外層、バリア層、最内層が積層された積層体であって、パウチタイプ、エンボスタイプともに最内層の熱融着部分を構成する樹脂がランダムタイププロピレンであるエチレン−プロピレン共重合体で構成されている材料で、ポリマー電池本体を包んだ、ポリマー電池が開示されている。また、特許文献３には、開口部と側部及び底部を備えた有底中空状のニッケル水素電池用の樹脂製電池ケースにおいて、少なくともケース側部の一部外面上に、樹脂層を介して、金属箔若しくは金属蒸着層からなる金属薄層を一体的に形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６８０７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３８７９３号公報
【特許文献３】特開２００４−２２４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術では、水蒸気等の透過を防止可能な層を有するケース内に電池要素が収容されるので、水分の浸入を抑制して電池の性能低下を抑制することが可能になると考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、図４に示されているように、複数の集電体の突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…を積層し、それぞれをまとめてからリード線５５ａ、５５ｂと接続している。図８には、ケース外部にリード線５５ａ、５５ｂの一部が露出している様子が示されているので、この技術では、まとめられた突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…はケースに収容されている。ここで、突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…は発電に寄与しないため、電池の体積エネルギー密度を高めるためには、突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…が配置される部位の体積を小さくすることが望まれる。ところが、特許文献１に開示されている技術では、この部位の体積が大きいため、体積エネルギー密度を高め難く、特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術を組み合わせても、電池の体積エネルギー密度を高めることは困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、体積エネルギー密度を高めることが可能な電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、積層された複数の素電池を有する積層体を備え、素電池は、正極層及び負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、正極層に接続された正極集電体と、負極層に接続された負極集電体とを具備し、正極集電体または負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって複数の素電池が電気的に接続されている、電池である。
【０００９】
水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層を介して、複数の集電体を電気的に接続することにより、特許文献１に開示されている技術において必要とされていた、複数の集電体をまとめるための空間を削減することが可能になるので、電池の体積を低減することが可能になる。したがって、かかる形態とすることにより、体積エネルギー密度を高めることが可能になる。
【００１０】
また、上記本発明において、積層方向に隣接する、正極集電体及び負極集電体の間、複数の正極集電体の間、並びに、複数の負極集電体の間、からなる群より選択された少なくとも１以上に、絶縁性材料層が配置され、他の集電体と電気的に接続される正極集電体及び／又は負極集電体の端部は、絶縁性材料の外に露出しており、電力を外部へ取り出す際の端子として機能する、又は、該端子に接続される、正極集電体及び負極集電体の端部は、絶縁性材料の外に露出していることが好ましい。集電体間に絶縁性材料を配置することにより、集電体間の意図しない通電を防止することが可能になるので、かかる形態とすることにより、上記効果に加えて、電池性能を向上させることが可能になる。
【００１１】
また、絶縁性材料層が用いられている上記本発明において、導電性ガスバリア層は絶縁性材料層の表面に形成されていることが好ましい。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、上記効果に加えて、電池の劣化を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、絶縁性材料層が用いられている上記本発明において、積層された複数の前記素電池の、積層方向に沿ったすべての側面に、前記絶縁性材料層が設けられていることが好ましい。かかる形態とすることにより、集電体間の意図しない通電を防止しやすくなるので、電池性能を向上させやすくなる。
【００１３】
また、上記本発明において、積層体の複数の側面に、ガスバリア層が設けられていることが好ましい。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、電池の劣化を抑制しやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、体積エネルギー密度を高めることが可能な、電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電池１０を説明する斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。
【図４】本発明の電池２０を説明する斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面を示す図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。図面では、繰り返される符号の一部記載を省略することがある。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００１７】
図１は、第１実施形態にかかる本発明の電池１０を説明する斜視図である。図１に示したように、電池１０は外装体１２を有し、この外装体１２に、後述する積層体７等が収容されている。図１の紙面奥側に位置する電池１０の側面からは、負極集電体１、１の端部、及び、正極集電体５、５の端部が外部に導かれている。
【００１８】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。図２の紙面左側と図１の紙面奥側とが対応しており、図３の紙面左側と図１の紙面左側とが対応している。なお、図２及び図３では、外装体１２の記載を省略している。
【００１９】
図２及び図３に示したように、電池１０は、積層された素電池６、６、…を有する積層体７、７と、積層体７、７の間に配置された絶縁シート８と、積層体７、７、及び、絶縁シート８の側面を包むように配置された絶縁性の樹脂層９と、樹脂層９の外側に導かれた負極集電体１、１、１の一方の端部及び正極集電体５、５、…の一方の端部を覆うように配置された導電性ガスバリア層１１と、を有し、導電性ガスバリア層１１は樹脂層９の表面に形成されている。図２及び図３に示したように、素電池６は、負極集電体１と、該負極集電体１の表面（片面又は両面）に形成された負極層２と、正極集電体５と、該正極集電体５の表面（片面又は両面）に形成された正極層４と、負極層２及び正極層４の間に配設された固体電解質層３と、を有している。図２及び図３において、絶縁シート８の上側に配置された積層体７は、紙面上側から順に、正極集電体５、正極層４、固体電解質層３、負極層２、負極集電体１、負極層２、…を有し、絶縁シート８の下側に配置された積層体７は、紙面上側から順に、負極集電体１、負極層２、固体電解質層３、正極層４、正極集電体５、正極層４、…を有している。積層体７は、２つの側面から、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出しており、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出している積層体７、７の一の側面及び絶縁シート８の一の側面を覆うように、導電性ガスバリア層１１が形成されている。
【００２０】
このように構成される積層体７、７等を備える電池１０は、水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層１１が導電性を有しており、この導電性ガスバリア層１１を介して、負極集電体１、１、１、及び、正極集電体５、５、５が電気的に接続されている。水分や酸素等の浸入を防止する層を介して集電体を電気的に接続していなかった従来技術では、複数の集電体を重ねて接続する等して、複数の素電池を電気的に接続していた。そのため、複数の集電体を接続するための空間を別途確保する必要があった。例えば、特許文献１に開示されているように、集電体として、厚さ２５μｍのアルミニウム集電体や厚さ２５μｍの銅集電体のような金属箔を用いる場合、複数の金属箔を切断しないように重ねて接続するには、積層された複数の素電池を有する積層体の外部に、複数の金属箔を接続するための幅１０ｍｍ程度の空間を確保する必要があった。ところが、本発明の電池１０では、水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層１１を介して、複数の集電体を電気的に並列及び直列に接続しているので、複数の集電体を電気的に接続するための空間を従来よりも小さくすることができる。それゆえ、本発明によれば、体積エネルギー密度を高めることが可能な電池１０を提供することができる。なお、電池１０では、導電性ガスバリア層１１を介して、複数の素電池６、６、…が電気的に並列及び直列に接続されているので、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している負極集電体１、１及び正極集電体５、５同士は、電気的に接続しなくてもよい。例えば、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している負極集電体１、１から選択された一の負極集電体１に外部端子を接続し、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している正極集電体５、５から選択された一の正極集電体５に外部端子を接続することにより、電気的に接続された複数の素電池６、６、…を有する電池１０で作られた電力を、外部へ取り出すことができる。
【００２１】
また、電池１０は、２つの積層体７、７の間に絶縁シート８が配置され、且つ、積層方向（図２及び図３の紙面上下方向）に隣接する負極集電体１、１、負極集電体１及び正極集電体５、並びに、正極集電体５、５の間に絶縁性の樹脂層９が存在している。かかる形態とすることにより、集電体間の意図しない通電（短絡）を防止することが可能になるので、電池１０の電池性能を向上させることが可能になる。加えて、電池１０は、他の集電体と電気的に接続される負極集電体１、１、１や正極集電体５、５、５の端部、及び、電力を外部へ取り出す際に使用可能な負極集電体１、１、…や正極集電体５、５、…の端部を除いて、積層体７、７及び絶縁シート８の側面を囲むように絶縁性の樹脂層９が配置されているので、短絡の防止を通じて電池性能を向上させやすい形態とされている。
【００２２】
さらに、電池１０は、導電性ガスバリア層１１が樹脂層９及び絶縁シート８の表面に形成されている。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、上記効果に加えて、電池の劣化を抑制することが可能な電池１０を提供することができる。
【００２３】
電池１０において、負極集電体１及び正極集電体５は、リチウムイオン二次電池の集電体として使用可能な公知の金属を用いることができる。負極集電体１としては例えばＣｕ、Ｎｉを使用可能であり、正極集電体５としては例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒを使用可能である。
【００２４】
また、負極層２に含有させる負極活物質としては、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような活物質としては、グラファイト等を例示することができる。また、負極層２には、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、Ｌｉ３ＰＳ４や、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製したＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５等の硫化物固体電解質のほか、Ｌｉ３ＰＯ４等の酸化物固体電解質や、窒化物固体電解質、及び、ハロゲン化物固体電解質等を例示することができる。また、負極層２に含有させる固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質の固体電解質のほか、非晶質の固体電解質やガラスセラミックスであってもよい。このほか、負極層２には、負極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。負極層２に含有させることが可能なバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、負極層２に含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やカーボンブラック等の炭素材料のほか、固体電池の使用時の環境に耐えることが可能な金属材料を例示することができる。また、液体に上記負極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて負極層２を作製する場合、負極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２５】
また、固体電解質層３に含有させる固体電解質としては、固体電池に使用可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、負極層２に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、固体電解質層３には、可塑性を発現させる等の観点から、固体電解質同士を結着させるバインダーを含有させることができる。そのようなバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができる。ただし、高出力化を図りやすくするために、固体電解質の過度の凝集を防止し且つ均一に分散された固体電解質を有する固体電解質層３を形成可能にする等の観点から、固体電解質層３に含有させるバインダーは質量％で５％以下とすることが好ましい。また、液体に上記固体電解質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて固体電解質層３を作製する場合、固体電解質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２６】
また、正極層４に含有させる正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等の層状活物質のほか、オリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等のオリビン型活物質や、スピネル型マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等のスピネル型活物質等を例示することができる。また、正極層４には、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、負極層２に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、正極層４には、正極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。正極層４に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、負極層２に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、液体に上記正極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて正極層４を作製する場合、正極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２７】
また、絶縁シート８には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることが可能な、公知の絶縁性材料を適宜用いることができる。そのような絶縁性材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等を例示することができる。
【００２８】
また、樹脂層９には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、短絡を防止し得る公知の絶縁性材料を適宜用いることができる。そのような絶縁性材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を例示することができる。
【００２９】
また、導電性ガスバリア層１１には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、水分や酸素等の浸入を防止可能な導電性材料を適宜用いることができる。そのような導電性材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料のほか、炭素材料等を例示することができる。これらの中でも、厚さの薄い導電性ガスバリア層１１を形成して、体積エネルギー密度を高めやすい電池１０を提供可能にする等の観点から、導電性ガスバリア層１１は、アルミニウムを含有する金属蒸着膜や、カーボン蒸着膜等の形態にすることが好ましい。また、簡便な工程で形成可能な導電性ガスバリア層１１を用いることにより、製造しやすい電池１０を提供可能にする等の観点からは、導電性ガスバリア層１１が、上記金属材料（例えばＡｕ等）の粉体を圧延して形成した金属粉の圧延層であることが好ましい。本発明において、導電性ガスバリア層１１の厚さ（図２の紙面左右方向の厚さ）は、例えば、１μｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。
【００３０】
電池１０は、例えば以下の過程を経て作製することができる。負極層２は、溶媒に負極活物質等を分散して調整したスラリー状の負極組成物を負極集電体１の表面（片面又は両面）に塗布する過程を経て作製することができ、正極層４は、溶媒に正極活物質及び固体電解質等を分散して調整したスラリー状の正極組成物を正極集電体５の表面（片面又は両面）に塗布する過程を経て作製することができる。こうして負極層２及び正極層４を作製したら、溶媒に固体電解質等を分散して調整したスラリー状の電解質組成物を、負極層２の表面に塗布する過程を経て固体電解質層３を作製し、負極集電体１、負極層２、固体電解質層３、正極層４、正極集電体５、正極層４、…の順で積層することにより、積層された複数の素電池６、６、…を有する積層体７、７を作製することができる。こうして積層体７、７を作製したら、一方の積層体７の積層方向端面に露出している正極集電体５と他方の積層体７の積層方向端面に露出している負極集電体１との間に絶縁シート８が配置されるように、積層体７、７及び絶縁シート８を積層する。そして、必要に応じて積層方向にプレスした後、ラミネートフィルムで素電池を密封する公知の方法と同様の方法によって、内部を減圧しながら、積層体７、７及び絶縁シート８の側面に樹脂層９を配置し、他の集電体と電気的に接続されるべき負極集電体１、１、１及び正極集電体５、５、５の端部、並びに、電力を外部へ取り出す際に使用可能な負極集電体１、１及び正極集電体５、５の端部に、樹脂層９を貫通させる。こうして樹脂層９を配置したら、図２の紙面右側に配置されている樹脂層９の表面に、導電性ガスバリア層１１を形成する。導電性ガスバリア層１１が金属蒸着層やカーボン蒸着層である場合には、公知の方法で、導電性ガスバリア層１１を形成することができる。また、導電性ガスバリア層が金属粉圧延層である場合には、例えば、平均粒径１０μｍの金属粉を、静電塗布により、図２の紙面右側に配置されている樹脂層９の表面に付着させ、圧延ロールを転がすことにより薄膜化させる、という過程を複数回に亘って繰り返すことにより、金属粉圧延層を形成することができる。こうして導電性ガスバリア層１１を形成したら、導電性ガスバリア層１１を有する構造体を外装体１２内に収容し、外装体１２を密閉する過程を経て、電池１０を作製することができる。
【００３１】
図４は、第２実施形態にかかる本発明の電池２０を説明する斜視図である。図４において、電池１０と同様の構成には、図１で使用した符号と同一の符号を付す。図４に示したように、電池２０は外装体１２を有し、この外装体１２に積層体７等が収容されている。図４の紙面奥側に位置する電池２０の側面からは、負極集電体１、１の端部、及び、正極集電体５、５の端部が外部に導かれている。
【００３２】
図５は図４のＶ−Ｖ断面を示す図であり、図６は図４のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。図５の紙面左側と図４の紙面奥側とが対応しており、図６の紙面左側と図４の紙面左側とが対応している。図５及び図６において、電池１０と同様の構成には、図２及び図３で使用した符号と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。図５及び図６では、外装体１２の記載を省略している。
【００３３】
図５及び図６に示したように、電池２０は、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出していない樹脂層９の一対の側面に、ガスバリア層２１、２１が形成されている点を除いて、電池１０と同様に構成されている。負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出していない樹脂層９の一対の側面に、ガスバリア層２１、２１を形成することにより（水分や酸素等の浸入を防止する層が形成されている面を増やすことにより）、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、電池２０によれば、電池１０よりも、水分や酸素に起因する劣化を抑制しやすくなる。
【００３４】
電池２０において、ガスバリア層２１は、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、流体の透過を防止し得る材料によって構成することができる。そのような材料としては、ＳｉＯ２のほか、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や金属蒸着層等を例示することができる。また、ガスバリア層２１の厚さ（図６の紙面左右方向の厚さ）は、例えば、１００ｎｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。なお、ガスバリア層２１がＳｉＯ２層である場合、ガスバリア層２１は、特開２０００−２４６８３０号公報に記載されている方法と同様の方法によって作製することができる。
【００３５】
本発明に関する上記説明では、本発明の電池がリチウムイオン二次電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、正極層と負極層との間を、リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とすることも可能である。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオンやカリウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、固体電解質、及び、負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すればよい。また、本発明に関する上記説明では、本発明の電池が固体電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、電解液が用いられる電池やゲル状の電解質が用いられる電池にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１…負極集電体
２…負極層
３…固体電解質層
４…正極層
５…正極集電体
６…素電池
７…積層体
８…絶縁シート（絶縁性材料層）
９…樹脂層（絶縁性材料層）
１０、２０…電池
１１…導電性ガスバリア層
１２…外装体
２１…ガスバリア層
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車用やハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質が知られている。液体状の電解質（以下において、「電解液」という。）が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、不燃性である固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「固体電池」という。）の開発が進められている。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池に関する技術として、例えば特許文献１には、正極及び負極を有する電池要素が、内部が減圧されたケースに収容されてなる電池において、ケースが無機材料を含有する厚さ１０００ｎｍ以下のガスバリア層を有する技術が開示されている。また、特許文献２には、外面から順に、少なくとも最外層、バリア層、最内層が積層された積層体であって、パウチタイプ、エンボスタイプともに最内層の熱融着部分を構成する樹脂がランダムタイププロピレンであるエチレン−プロピレン共重合体で構成されている材料で、ポリマー電池本体を包んだ、ポリマー電池が開示されている。また、特許文献３には、開口部と側部及び底部を備えた有底中空状のニッケル水素電池用の樹脂製電池ケースにおいて、少なくともケース側部の一部外面上に、樹脂層を介して、金属箔若しくは金属蒸着層からなる金属薄層を一体的に形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６８０７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３８７９３号公報
【特許文献３】特開２００４−２２４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術では、水蒸気等の透過を防止可能な層を有するケース内に電池要素が収容されるので、水分の浸入を抑制して電池の性能低下を抑制することが可能になると考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、図４に示されているように、複数の集電体の突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…を積層し、それぞれをまとめてからリード線５５ａ、５５ｂと接続している。図８には、ケース外部にリード線５５ａ、５５ｂの一部が露出している様子が示されているので、この技術では、まとめられた突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…はケースに収容されている。ここで、突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…は発電に寄与しないため、電池の体積エネルギー密度を高めるためには、突片５ａ、５ａ、…及び突片５ｂ、５ｂ、…が配置される部位の体積を小さくすることが望まれる。ところが、特許文献１に開示されている技術では、この部位の体積が大きいため、体積エネルギー密度を高め難く、特許文献１乃至特許文献３に開示されている技術を組み合わせても、電池の体積エネルギー密度を高めることは困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、体積エネルギー密度を高めることが可能な電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、積層された複数の素電池を有する積層体を備え、素電池は、正極層及び負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、正極層に接続された正極集電体と、負極層に接続された負極集電体とを具備し、正極集電体または負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって複数の素電池が電気的に接続されている、電池である。
【０００９】
水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層を介して、複数の集電体を電気的に接続することにより、特許文献１に開示されている技術において必要とされていた、複数の集電体をまとめるための空間を削減することが可能になるので、電池の体積を低減することが可能になる。したがって、かかる形態とすることにより、体積エネルギー密度を高めることが可能になる。
【００１０】
また、上記本発明において、積層方向に隣接する、正極集電体及び負極集電体の間、複数の正極集電体の間、並びに、複数の負極集電体の間、からなる群より選択された少なくとも１以上に、絶縁性材料層が配置され、他の集電体と電気的に接続される正極集電体及び／又は負極集電体の端部は、絶縁性材料の外に露出しており、電力を外部へ取り出す際の端子として機能する、又は、該端子に接続される、正極集電体及び負極集電体の端部は、絶縁性材料の外に露出していることが好ましい。集電体間に絶縁性材料を配置することにより、集電体間の意図しない通電を防止することが可能になるので、かかる形態とすることにより、上記効果に加えて、電池性能を向上させることが可能になる。
【００１１】
また、絶縁性材料層が用いられている上記本発明において、導電性ガスバリア層は絶縁性材料層の表面に形成されていることが好ましい。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、上記効果に加えて、電池の劣化を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、絶縁性材料層が用いられている上記本発明において、積層された複数の前記素電池の、積層方向に沿ったすべての側面に、前記絶縁性材料層が設けられていることが好ましい。かかる形態とすることにより、集電体間の意図しない通電を防止しやすくなるので、電池性能を向上させやすくなる。
【００１３】
また、上記本発明において、積層体の複数の側面に、ガスバリア層が設けられていることが好ましい。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、電池の劣化を抑制しやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、体積エネルギー密度を高めることが可能な、電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電池１０を説明する斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。
【図４】本発明の電池２０を説明する斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面を示す図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。図面では、繰り返される符号の一部記載を省略することがある。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００１７】
図１は、第１実施形態にかかる本発明の電池１０を説明する斜視図である。図１に示したように、電池１０は外装体１２を有し、この外装体１２に、後述する積層体７等が収容されている。図１の紙面奥側に位置する電池１０の側面からは、負極集電体１、１の端部、及び、正極集電体５、５の端部が外部に導かれている。
【００１８】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。図２の紙面左側と図１の紙面奥側とが対応しており、図３の紙面左側と図１の紙面左側とが対応している。なお、図２及び図３では、外装体１２の記載を省略している。
【００１９】
図２及び図３に示したように、電池１０は、積層された素電池６、６、…を有する積層体７、７と、積層体７、７の間に配置された絶縁シート８と、積層体７、７、及び、絶縁シート８の側面を包むように配置された絶縁性の樹脂層９と、樹脂層９の外側に導かれた負極集電体１、１、１の一方の端部及び正極集電体５、５、…の一方の端部を覆うように配置された導電性ガスバリア層１１と、を有し、導電性ガスバリア層１１は樹脂層９の表面に形成されている。図２及び図３に示したように、素電池６は、負極集電体１と、該負極集電体１の表面（片面又は両面）に形成された負極層２と、正極集電体５と、該正極集電体５の表面（片面又は両面）に形成された正極層４と、負極層２及び正極層４の間に配設された固体電解質層３と、を有している。図２及び図３において、絶縁シート８の上側に配置された積層体７は、紙面上側から順に、正極集電体５、正極層４、固体電解質層３、負極層２、負極集電体１、負極層２、…を有し、絶縁シート８の下側に配置された積層体７は、紙面上側から順に、負極集電体１、負極層２、固体電解質層３、正極層４、正極集電体５、正極層４、…を有している。積層体７は、２つの側面から、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出しており、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出している積層体７、７の一の側面及び絶縁シート８の一の側面を覆うように、導電性ガスバリア層１１が形成されている。
【００２０】
このように構成される積層体７、７等を備える電池１０は、水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層１１が導電性を有しており、この導電性ガスバリア層１１を介して、負極集電体１、１、１、及び、正極集電体５、５、５が電気的に接続されている。水分や酸素等の浸入を防止する層を介して集電体を電気的に接続していなかった従来技術では、複数の集電体を重ねて接続する等して、複数の素電池を電気的に接続していた。そのため、複数の集電体を接続するための空間を別途確保する必要があった。例えば、特許文献１に開示されているように、集電体として、厚さ２５μｍのアルミニウム集電体や厚さ２５μｍの銅集電体のような金属箔を用いる場合、複数の金属箔を切断しないように重ねて接続するには、積層された複数の素電池を有する積層体の外部に、複数の金属箔を接続するための幅１０ｍｍ程度の空間を確保する必要があった。ところが、本発明の電池１０では、水分や酸素等の浸入を防止する導電性ガスバリア層１１を介して、複数の集電体を電気的に並列及び直列に接続しているので、複数の集電体を電気的に接続するための空間を従来よりも小さくすることができる。それゆえ、本発明によれば、体積エネルギー密度を高めることが可能な電池１０を提供することができる。なお、電池１０では、導電性ガスバリア層１１を介して、複数の素電池６、６、…が電気的に並列及び直列に接続されているので、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している負極集電体１、１及び正極集電体５、５同士は、電気的に接続しなくてもよい。例えば、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している負極集電体１、１から選択された一の負極集電体１に外部端子を接続し、積層体７、７の一方の側面から外部に露出している正極集電体５、５から選択された一の正極集電体５に外部端子を接続することにより、電気的に接続された複数の素電池６、６、…を有する電池１０で作られた電力を、外部へ取り出すことができる。
【００２１】
また、電池１０は、２つの積層体７、７の間に絶縁シート８が配置され、且つ、積層方向（図２及び図３の紙面上下方向）に隣接する負極集電体１、１、負極集電体１及び正極集電体５、並びに、正極集電体５、５の間に絶縁性の樹脂層９が存在している。かかる形態とすることにより、集電体間の意図しない通電（短絡）を防止することが可能になるので、電池１０の電池性能を向上させることが可能になる。加えて、電池１０は、他の集電体と電気的に接続される負極集電体１、１、１や正極集電体５、５、５の端部、及び、電力を外部へ取り出す際に使用可能な負極集電体１、１、…や正極集電体５、５、…の端部を除いて、積層体７、７及び絶縁シート８の側面を囲むように絶縁性の樹脂層９が配置されているので、短絡の防止を通じて電池性能を向上させやすい形態とされている。
【００２２】
さらに、電池１０は、導電性ガスバリア層１１が樹脂層９及び絶縁シート８の表面に形成されている。かかる形態とすることにより、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、上記効果に加えて、電池の劣化を抑制することが可能な電池１０を提供することができる。
【００２３】
電池１０において、負極集電体１及び正極集電体５は、リチウムイオン二次電池の集電体として使用可能な公知の金属を用いることができる。負極集電体１としては例えばＣｕ、Ｎｉを使用可能であり、正極集電体５としては例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒを使用可能である。
【００２４】
また、負極層２に含有させる負極活物質としては、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような活物質としては、グラファイト等を例示することができる。また、負極層２には、リチウムイオン二次電池の負極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、Ｌｉ３ＰＳ４や、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製したＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５等の硫化物固体電解質のほか、Ｌｉ３ＰＯ４等の酸化物固体電解質や、窒化物固体電解質、及び、ハロゲン化物固体電解質等を例示することができる。また、負極層２に含有させる固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質の固体電解質のほか、非晶質の固体電解質やガラスセラミックスであってもよい。このほか、負極層２には、負極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。負極層２に含有させることが可能なバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、負極層２に含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やカーボンブラック等の炭素材料のほか、固体電池の使用時の環境に耐えることが可能な金属材料を例示することができる。また、液体に上記負極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて負極層２を作製する場合、負極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２５】
また、固体電解質層３に含有させる固体電解質としては、固体電池に使用可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、負極層２に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、固体電解質層３には、可塑性を発現させる等の観点から、固体電解質同士を結着させるバインダーを含有させることができる。そのようなバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができる。ただし、高出力化を図りやすくするために、固体電解質の過度の凝集を防止し且つ均一に分散された固体電解質を有する固体電解質層３を形成可能にする等の観点から、固体電解質層３に含有させるバインダーは質量％で５％以下とすることが好ましい。また、液体に上記固体電解質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて固体電解質層３を作製する場合、固体電解質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２６】
また、正極層４に含有させる正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）等の層状活物質のほか、オリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等のオリビン型活物質や、スピネル型マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等のスピネル型活物質等を例示することができる。また、正極層４には、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、負極層２に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、正極層４には、正極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていてもよい。正極層４に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、負極層２に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、液体に上記正極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を用いて正極層４を作製する場合、正極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。
【００２７】
また、絶縁シート８には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることが可能な、公知の絶縁性材料を適宜用いることができる。そのような絶縁性材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等を例示することができる。
【００２８】
また、樹脂層９には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、短絡を防止し得る公知の絶縁性材料を適宜用いることができる。そのような絶縁性材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を例示することができる。
【００２９】
また、導電性ガスバリア層１１には、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、水分や酸素等の浸入を防止可能な導電性材料を適宜用いることができる。そのような導電性材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料のほか、炭素材料等を例示することができる。これらの中でも、厚さの薄い導電性ガスバリア層１１を形成して、体積エネルギー密度を高めやすい電池１０を提供可能にする等の観点から、導電性ガスバリア層１１は、アルミニウムを含有する金属蒸着膜や、カーボン蒸着膜等の形態にすることが好ましい。また、簡便な工程で形成可能な導電性ガスバリア層１１を用いることにより、製造しやすい電池１０を提供可能にする等の観点からは、導電性ガスバリア層１１が、上記金属材料（例えばＡｕ等）の粉体を圧延して形成した金属粉の圧延層であることが好ましい。本発明において、導電性ガスバリア層１１の厚さ（図２の紙面左右方向の厚さ）は、例えば、１μｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。
【００３０】
電池１０は、例えば以下の過程を経て作製することができる。負極層２は、溶媒に負極活物質等を分散して調整したスラリー状の負極組成物を負極集電体１の表面（片面又は両面）に塗布する過程を経て作製することができ、正極層４は、溶媒に正極活物質及び固体電解質等を分散して調整したスラリー状の正極組成物を正極集電体５の表面（片面又は両面）に塗布する過程を経て作製することができる。こうして負極層２及び正極層４を作製したら、溶媒に固体電解質等を分散して調整したスラリー状の電解質組成物を、負極層２の表面に塗布する過程を経て固体電解質層３を作製し、負極集電体１、負極層２、固体電解質層３、正極層４、正極集電体５、正極層４、…の順で積層することにより、積層された複数の素電池６、６、…を有する積層体７、７を作製することができる。こうして積層体７、７を作製したら、一方の積層体７の積層方向端面に露出している正極集電体５と他方の積層体７の積層方向端面に露出している負極集電体１との間に絶縁シート８が配置されるように、積層体７、７及び絶縁シート８を積層する。そして、必要に応じて積層方向にプレスした後、ラミネートフィルムで素電池を密封する公知の方法と同様の方法によって、内部を減圧しながら、積層体７、７及び絶縁シート８の側面に樹脂層９を配置し、他の集電体と電気的に接続されるべき負極集電体１、１、１及び正極集電体５、５、５の端部、並びに、電力を外部へ取り出す際に使用可能な負極集電体１、１及び正極集電体５、５の端部に、樹脂層９を貫通させる。こうして樹脂層９を配置したら、図２の紙面右側に配置されている樹脂層９の表面に、導電性ガスバリア層１１を形成する。導電性ガスバリア層１１が金属蒸着層やカーボン蒸着層である場合には、公知の方法で、導電性ガスバリア層１１を形成することができる。また、導電性ガスバリア層が金属粉圧延層である場合には、例えば、平均粒径１０μｍの金属粉を、静電塗布により、図２の紙面右側に配置されている樹脂層９の表面に付着させ、圧延ロールを転がすことにより薄膜化させる、という過程を複数回に亘って繰り返すことにより、金属粉圧延層を形成することができる。こうして導電性ガスバリア層１１を形成したら、導電性ガスバリア層１１を有する構造体を外装体１２内に収容し、外装体１２を密閉する過程を経て、電池１０を作製することができる。
【００３１】
図４は、第２実施形態にかかる本発明の電池２０を説明する斜視図である。図４において、電池１０と同様の構成には、図１で使用した符号と同一の符号を付す。図４に示したように、電池２０は外装体１２を有し、この外装体１２に積層体７等が収容されている。図４の紙面奥側に位置する電池２０の側面からは、負極集電体１、１の端部、及び、正極集電体５、５の端部が外部に導かれている。
【００３２】
図５は図４のＶ−Ｖ断面を示す図であり、図６は図４のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。図５の紙面左側と図４の紙面奥側とが対応しており、図６の紙面左側と図４の紙面左側とが対応している。図５及び図６において、電池１０と同様の構成には、図２及び図３で使用した符号と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。図５及び図６では、外装体１２の記載を省略している。
【００３３】
図５及び図６に示したように、電池２０は、負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出していない樹脂層９の一対の側面に、ガスバリア層２１、２１が形成されている点を除いて、電池１０と同様に構成されている。負極集電体１、１、…及び正極集電体５、５、…の端部が露出していない樹脂層９の一対の側面に、ガスバリア層２１、２１を形成することにより（水分や酸素等の浸入を防止する層が形成されている面を増やすことにより）、水分や酸素等の浸入を防止しやすくなるので、電池２０によれば、電池１０よりも、水分や酸素に起因する劣化を抑制しやすくなる。
【００３４】
電池２０において、ガスバリア層２１は、リチウムイオン二次電池の使用時の環境に耐えることができ、且つ、流体の透過を防止し得る材料によって構成することができる。そのような材料としては、ＳｉＯ２のほか、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や金属蒸着層等を例示することができる。また、ガスバリア層２１の厚さ（図６の紙面左右方向の厚さ）は、例えば、１００ｎｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。なお、ガスバリア層２１がＳｉＯ２層である場合、ガスバリア層２１は、特開２０００−２４６８３０号公報に記載されている方法と同様の方法によって作製することができる。
【００３５】
本発明に関する上記説明では、本発明の電池がリチウムイオン二次電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、正極層と負極層との間を、リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とすることも可能である。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオンやカリウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、固体電解質、及び、負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すればよい。また、本発明に関する上記説明では、本発明の電池が固体電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、電解液が用いられる電池やゲル状の電解質が用いられる電池にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１…負極集電体
２…負極層
３…固体電解質層
４…正極層
５…正極集電体
６…素電池
７…積層体
８…絶縁シート（絶縁性材料層）
９…樹脂層（絶縁性材料層）
１０、２０…電池
１１…導電性ガスバリア層
１２…外装体
２１…ガスバリア層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の素電池を有する積層体を備え、
前記素電池は、正極層及び負極層、並びに、前記正極層及び前記負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、前記正極層に接続された正極集電体と、前記負極層に接続された負極集電体とを具備し、
前記正極集電体または前記負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって前記複数の素電池が電気的に接続されている、電池。
【請求項２】
積層方向に隣接する、前記正極集電体及び前記負極集電体の間、複数の前記正極集電体の間、並びに、複数の前記負極集電体の間、からなる群より選択された少なくとも１以上に、絶縁性材料層が配置され、
他の集電体と電気的に接続される前記正極集電体及び／又は前記負極集電体の端部は、前記絶縁性材料の外に露出しており、
電力を外部へ取り出す際の端子として機能する、又は、該端子に接続される、前記正極集電体及び前記負極集電体の端部は、前記絶縁性材料の外に露出している、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記導電性ガスバリア層は前記絶縁性材料層の表面に形成されている、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
積層された複数の前記素電池の、積層方向に沿ったすべての側面に、前記絶縁性材料層が設けられている、請求項２又は３に記載の電池。
【請求項５】
前記積層体の複数の側面に、ガスバリア層が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池。
【請求項１】
積層された複数の素電池を有する積層体を備え、
前記素電池は、正極層及び負極層、並びに、前記正極層及び前記負極層の間に配設された電解質層を有する電極体と、前記正極層に接続された正極集電体と、前記負極層に接続された負極集電体とを具備し、
前記正極集電体または前記負極集電体が導電性ガスバリア層に接続されることによって前記複数の素電池が電気的に接続されている、電池。
【請求項２】
積層方向に隣接する、前記正極集電体及び前記負極集電体の間、複数の前記正極集電体の間、並びに、複数の前記負極集電体の間、からなる群より選択された少なくとも１以上に、絶縁性材料層が配置され、
他の集電体と電気的に接続される前記正極集電体及び／又は前記負極集電体の端部は、前記絶縁性材料の外に露出しており、
電力を外部へ取り出す際の端子として機能する、又は、該端子に接続される、前記正極集電体及び前記負極集電体の端部は、前記絶縁性材料の外に露出している、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記導電性ガスバリア層は前記絶縁性材料層の表面に形成されている、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
積層された複数の前記素電池の、積層方向に沿ったすべての側面に、前記絶縁性材料層が設けられている、請求項２又は３に記載の電池。
【請求項５】
前記積層体の複数の側面に、ガスバリア層が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９３２１６（Ｐ２０１３−９３２１６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４６６５（Ｐ２０１１−２３４６６５）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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