電池
【課題】短絡を防止することができる電池を提供する。
【解決手段】素電池が複数積層された第１の積層電池、及び、素電池が複数積層された第２の積層電池、を備えた電池であって、第１の積層電池及び第２の積層電池はそれぞれ複数の集電体を備えており、複数の集電体は、素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、突出部において、複数の集電体が導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、導電部と素電池に備えられる発電要素との間には絶縁部が備えられ、第１の積層電池の導電部と第２の積層電池の導電部とが、導電部材によって接続されている、電池とする。
【解決手段】素電池が複数積層された第１の積層電池、及び、素電池が複数積層された第２の積層電池、を備えた電池であって、第１の積層電池及び第２の積層電池はそれぞれ複数の集電体を備えており、複数の集電体は、素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、突出部において、複数の集電体が導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、導電部と素電池に備えられる発電要素との間には絶縁部が備えられ、第１の積層電池の導電部と第２の積層電池の導電部とが、導電部材によって接続されている、電池とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は素電池が複数積層された電池に関する。
【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、リチウムイオン二次電池は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いる。また、近年は電気自動車やハイブリッド自動車用等の大型機器の動力用としても、リチウムイオン二次電池の需要が高まっている。
【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ている。当該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。）は、正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、電解液が用いられる場合には、正極層や負極層に含有されている活物質と電解質との界面が形成され易いので、電池の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、難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、不燃性である固体電解質を含有する電解質層が備えられる形態のリチウムイオン二次電池が提案されている。
【０００４】
このような電池に適用可能な技術として、例えば特許文献１には、正極板と負極板とを交互に複数配置するとともに、上記正極板と負極板との間に電解質を備えてなる極群を、上部に開口した筐体の底面上に配置し、かつ、上記正極板同士及び負極板同士を一対の端面電極で接続してなる積層型電池において、上記端面電極が上記筐体側壁の内周面に接合されていることを特徴とする積層型電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された電池では、筐体の内周面と極群との間に導電性ペーストを注入することで、筐体の内周面と正極板同士、及び筐体の内周面と負極板同士が接続されている。しかしながら、このような電池では、導電性ペーストを注入する際、導電性ペーストが正極と負極の両方に触れ、電池を短絡させてしまう虞があった。
【０００７】
そこで本発明は、短絡を防止することができる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、本発明は以下の構成をとる。すなわち、
本発明は、発電要素と集電体とを備えた素電池が複数積層された積層電池を備え、集電体は、素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、該突出部において、集電体同士が、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、導電部と発電要素との間には絶縁部が備えられている、電池である。
【０００９】
本発明において「発電要素」とは、正極層、負極層、及び該正極層と該負極層との間に介在する電解質層を備えた要素を意味する。また、「絶縁部」とは、電気絶縁性を有する材料で構成された部分を意味する。
【００１０】
上記本発明の電池において、積層電池を複数備えており、一の積層電池に備えられた導電部と他の積層電池に備えられた導電部とが、導電部材によって接続されていることが好ましい。
【００１１】
積層電池を複数備えた形態とすることによって、高容量・高電圧の電池とし易くなる。
【００１２】
複数の積層電池が導電部材によって接続された形態の上記本発明の電池において、導電部材が、該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体を折り曲げたものである形態とすることもできる。
【００１３】
積層電池同士を接続する導電部材が該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体を折り曲げたものである形態とすることによって、積層電池同士を接続するための部材を別途用意する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短絡を防止することができる電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電池１００の構成を概略的に示した断面図である。
【図２】素電池１の構成を概略的に示した断面図である。
【図３】電池１１０の構成を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の電池について説明する。各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺等は変更して簡略化している。また、繰り返しとなる構成については符号を一部省略し、同様の構成のものには同符号を付して詳細な説明を省略することがある。
【００１７】
図１は、電池１００の構成を概略的に示した断面図である。図１に示したように、電池１００は、素電池１が複数積層された第１の積層電池１０、及び、素電池１が複数積層された第２の積層電池２０を備えている。第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、絶縁部３０を介して積層されている。また、第１の積層電池１０及び第２の積層電池１０は、それぞれ複数の集電体１ａ、１ｅを備えており、該複数の集電体１ａ、１ｅは、素電池１の積層方向（図１の紙面左右方向）に直交した方向（図１の紙面上方又は下方）に突出した突出部ｘ、ｙ（図２参照）を備えている。複数の集電体１ａ、１ｅは、突出部ｘ、ｙにおいて、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部４１、４２、４３、４４によって、並列に接続されている。導電部４１、４２、４３、４４と素電池１に備えられる発電要素２（図２参照）との間には絶縁部５１、５２、５３、５４が備えられている。第１の積層電池１０の導電部４１及び第２の積層電池２０の導電部４３は、導電部材４０によって接続されており、第１の積層電池１０と第２の積層電池２０とが直列に接続されている。以下、電池１００に備えられるこれらの構成要素についてより詳細に説明する。
【００１８】
第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、それぞれ複数の素電池１を備えている。図２は、素電池１の構成を概略的に示した断面図である。図２を参照しつつ、素電池１について説明する。図２に示したように、素電池１は、正極層１ｂ及び負極層１ｄと、正極層１ｂ及び負極層１ｄに挟持された電解質層１ｃと、正極層１ｂに接続された正極集電体１ａと、負極層１ｄに接続された負極集電体１ｅとを備えている。
【００１９】
素電池１は、例えば以下の工程を経て作製することができる。素電池１は、正極層１ｂ及び負極層１ｄの間に電解質層１ｃが配置されるように各層を積層することによって作製する。正極層１ｂは、例えば、少なくとも正極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した正極用組成物を、正極集電体１ａの表面に塗布する過程を経て作製することができる。負極層１ｄは、例えば、負極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した負極用組成物を、負極集電体１ｅの表面に塗布する過程を経て作製することができる。電解質層１ｃは、例えば、固体電解質を溶媒に分散して作製した電解質用組成物を、正極層１ｂの表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、電解質層１ｃを作製したら、電解質層１ｃが正極層１ｄ及び負極層１ｄで挟まれるように、例えば、正極層１ｂの表面に形成した電解質層１ｃの上に、負極集電体１ｅの表面に形成した負極層１ｄを積層し、積層方向の両端側から圧縮力を付与する過程を経て、素電池１を作製することができる。このようにして素電池１を作製する際、図２に示したように、正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅが、素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面上方又は下方）に突出した突出部を有するようする。すなわち、図２に示した形態では、正極集電体１ａが素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面上方）に突出した突出部ｘを有しており、負極集電体１ｅが、素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面下方）に突出した突出部ｙを有している。
【００２０】
正極層１ｂ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正極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、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＣｒＯ２等の層状活物質のほか、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４等のオリビン型活物質や、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（Ｎｉ０．２５Ｍｎ０．７５）２Ｏ４、ＬｉＣｏＭｎＯ４、Ｌｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８等のスピネル型活物質等を例示することができる。また、正極活物質の形状は、例えば粒子状や薄膜状等にすることができる。また、正極層１ｂにおける正極活物質の含有量は特に限定されないが、例えば４０質量％以上９９質量％以下とすることが好ましい。
【００２１】
また、正極層１ｂ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、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を例示することができる。固体電解質として、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を含有する原料組成物を用いて作製した硫化物固体電解質を用いる場合、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の合計に対するＬｉ２Ｓの割合は特に限定されないが、例えば７０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、７２ｍｏｌ％以上７８ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、７４ｍｏｌ％以上７６ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。オルト組成またはその近傍の組成を有する硫化物固体電解質材料とすることができ、化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。ここで、オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいい、正極層１ｂでは、硫化物で最もＬｉ２Ｓが付加している結晶組成をオルト組成という。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ではＬｉ３ＰＳ４がオルト組成に該当する。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系の硫化物固体電解質の場合、オルト組成を得るＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の割合は、モル基準で、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝７５：２５である。また、正極層１ｂには、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５以外のリチウム化合物（固体電解質）が含有されていても良い。そのようなリチウム化合物としては、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ等を例示することができる。本発明において、固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質のほか、非晶質やガラスセラミックスであっても良い。また、固体電解質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。
【００２２】
さらに、正極層１ｂ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良い。正極層１ｂ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、正極層１ｂに含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やアセチレンブラック、ケッチェ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正極集電体１ａに塗布する過程を経て正極層１ｂ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。
【００２３】
正極層１ｂの厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、正極層１ｂはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、正極層１ｂをプレスする際の圧力は１００ＭＰａ程度とすることができる。
【００２４】
負極層１ｄに含有させる負極活物質としては、金属イオンを吸蔵放出可能な公知の負極活物質を適宜用いることができる。そのような負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質、及び、金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質は、炭素を含有していれば特に限定されず、例えばメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えばＮｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯ等を挙げることができる。金属活物質としては、例えばＩｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎ等を挙げることができる。また、負極活物質として、リチウム含有金属活物質を用いても良い。リチウム含有金属活物質としては、少なくともＬｉを含有する活物質であれば特に限定されず、Ｌｉ金属であっても良く、Ｌｉ合金であっても良い。Ｌｉ合金としては、例えば、Ｌｉと、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎの少なくとも一種とを含有する合金を挙げることができる。負極活物質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。また、負極層１ｄにおける負極活物質の含有量は特に限定されないが、例えば４０質量％以上９９質量％以下とすることが好ましい。
【００２５】
また、負極層１ｄには、正極層１ｂに含有させることが可能な上記固体電解質等を含有させることができる。このほか、負極層１ｄ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良い。負極層１ｄ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、正極層１ｂ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負極集電体１ｅに塗布する過程を経て負極層１ｄ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。
【００２６】
負極層１ｄの厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、負極層１ｄはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、負極層１ｄをプレスする際の圧力は２００ＭＰａ以上とすることが好ましく、４００ＭＰａ程度とすることより好ましい。
【００２７】
なお、本発明において、正極層１ｂ及び負極層１ｄの質量比は特に限定されないが、正極層１ｂと負極層１ｄとの間を移動するイオンを十分に受け入れられる形態にする観点から、負極層１ｄの容量は正極層１ｂの容量も多くすることが好ましい。
【００２８】
電解質層１ｃ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、正極層１ｂ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１ｃ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電解質層１ｃを形成可能にする等の観点から、電解質層１ｃに含有させるバインダーは５質量％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正極層１ｂや負極層１ｄ等に塗布する過程を経て電解質層１ｃ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。電解質層１ｃにおける固体電解質材料の含有量は、例えば６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。
【００２９】
固体電解質層１ｃの厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３０】
正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅは、リチウムイオン二次電池の正極集電体及び負極集電体として使用可能な公知の導電性材料によって構成することができる。すなわち、正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅに用いられるものとしては、例えば、金属箔や金属メッシュ、金属蒸着フィルム等を挙げることができる。より具体的には、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やステンレス鋼等からなる金属箔、又はメッシュ、或いは、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレン等のフィルムやガラス、シリコン板等の上に上記金属材料を蒸着したもの等を挙げることができる。
【００３１】
正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅの厚みは特に限定されるものではないが、例えば５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、上記素電池１を複数積層することによって作製できる。なお、図１に示した形態では、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０において、隣接する素電池１は正極集電体１ａ又は負極集電体１ｅを共有するように積層されており、第１の積層電池１０に備えられる素電池１と第２の積層電池２０に備えられる素電池１とでは、向き（正極集電体１ａの突出部ｘ又は負極集電体１ｅの突出部ｙが形成されている方向）が上下逆になるように積層されている。このように素電池１積層することによって、後に説明するように、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０内においてそれぞれ素電池１を並列に接続するとともに、第１の積層電池１０と第２の積層電池２０とを直列に接続することができる。
【００３３】
次に、導電部４１、４２、４３、４４について説明する。導電部４１、４２、４３、４４は、それぞれ導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなり、集電体１ａ、１ｅの突出部ｘ、ｙ（図２参照）において集電体１ａ、１ｅ同士を接続する部分である。より具体的には以下の通りである。導電部４１は、第１の積層電池１０において、複数の素電池１に備えられた正極集電体１ａの突出部ｘにおいて、複数の正極集電体１ａ同士を接続している。導電部４２は、第１の積層電池１０において、複数の素電池１に備えられた負極集電体１ｅの突出部ｙにおいて、複数の負極集電体１ｅ同士を接続している。導電部４３は、第２の積層電池２０において、複数の素電池１に備えられた負極集電体１ｅの突出部ｙにおいて、複数の負極集電体１ｅ同士を接続している。導電部４４は、第２の積層電池２０において、複数の素電池１に備えられた正極集電体１ａの突出部ｘにおいて、複数の正極集電体１ａ同士を接続している。このようにして正極集電体１ａ又は負極集電体１ｅ同士を接続することによって、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０のそれぞれにおいて、複数の素電池１を並列に接続することができる。
【００３４】
導電部４１、４２、４３、４４は、例えば以下のようにして形成することができる。導電部４１、４２、４３、４４は、それぞれ同様の材料を用いて同様の方法で形成することができるため、以下の説明では、導電部４１についてのみ説明する。導電部４１は、後に説明する絶縁部５１を配置した後、複数の正極集電体１ａの突出部ｘに接するようにして導電性を有するペーストを流し込むことによって形成することができる。なお、導電性を有するペーストを流し込んだ後、該ペーストを乾燥させて固化させてもよい。
【００３５】
このような導電部４１を構成する上記導電性を有するペーストとしては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え得る公知の導電性を有するペーストを用いることができる。このようなペーストとしては、例えば、カーボンペーストを挙げることができる。
【００３６】
次に、絶縁部５１、５２、５３、５４について説明する。絶縁部５１、５２、５３、５４は絶縁性の部材で構成されており、図１に示したように、それぞれ素電池１に備えられる発電要素２（図２参照）と導電部４１、４２、４３、４４との間に配置される。電池１００によれば、このように絶縁部５１、５２、５３、５４を配置することによって、導電部４１、４２、４３、４４を形成する際、及び形成した後、素電池１が短絡することを防止できる。すなわち、上記のように導電部４１、４２、４３、４４を構成するペーストを流し込む際に、絶縁部５１、５２、５３、５４が備えられていることによって、当該ペーストが発電要素２に接触して素電池１が短絡することを防止できる。
【００３７】
絶縁部５１、５２、５３、５４は、上述したようにして第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を作製した後、発電要素２（図２参照）のうち、素電池１の積層方向（図１及び図２の紙面左右方向）に直交する方向（図１及び図２の上下方向）の面を覆うようにして形成される。
【００３８】
絶縁部５１、５２、５３、５４を構成する材料としては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え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、公知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を例示することができる。より具体的には、ポリエチレン等を挙げることができる。
【００３９】
次に、絶縁部３０について説明する。第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は絶縁部３０を介して積層されている。絶縁部３０を構成する材料としては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え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、公知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を例示することができる。
【００４０】
絶縁部３０を介して第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を積層するタイミングは特に限定されない。例えば、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０の一方の積層電池を作製した後に絶縁部３０を積層し、該絶縁部３０上に他方の積層電池を作製してもよく、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を作製した後、絶縁部３０を介して両者を積層してもよい。
【００４１】
次に、導電部材４０について説明する。導電部材４０が第１の積層電池１０の導電部４１と第２の積層電池１０の導電部４３とを接続していることによって、第１の積層電池１０と第２の積層電池１０とが直列に接続されている。
【００４２】
導電部材４０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導電性材料によって構成することができる。そのような導電性材料としては、例えば、上記正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅに用いられるものとして例示したものと同様のものを用いることができる。ただし、導電部材４０はある程度の剛性を有していることが好ましく、導電部材４０の厚さは、例えば１ｍｍ程度とすることができる。
【００４３】
なお、図１には、導電部材４０と集電体（正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅ）が別々の部材で構成された形態を例示しているが、本発明はかかる形態に限定されない。他の実施形態例について、図３を参照しつつ説明する。図３は、電池１１０の構成を概略的に示した断面図である。図３において、図１に示した電池１００と同様の構成のものには同符号を付しており、説明を省略する。
【００４４】
図３に示した電池１１０では、導電部材１４０が第２の積層電池１２０に備えられた集電体を折り曲げることによって構成されていている。すなわち、導電部材１４０は、積層電池１２０のうち素電池１の積層方向端部（図３の紙面右端）に位置する集電体として機能するとともに、上記電池１００に備えられた導電部材４０と同様の機能も果たす。このように、積層電池同士を接続する導電部材を、該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体で構成することによって、積層電池同士を接続するための部材を別途用意する必要がなくなる。
【００４５】
これまでに示した形態は本発明の例示であり、本発明はこれらの形態に限定されない。例えば、本発明の電池に備えられる積層電池の数は特に限定されず、該積層電池に備えられる素電池の数も特に限定されない。また、本発明の電池に備えられる素電池はモノポーラ電池であってもバイポーラ電池であってもよい。また、これまでの本発明に関する上記説明では、リチウムイオン二次電池を例示して説明したが、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、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシ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良い。また、本発明に関する上記説明では、充放電可能な二次電池に本発明が適用される場合を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、いわゆる一次電池であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 素電池
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極層
１ｃ 電解質層
１ｄ 負極層
１ｅ 負極集電体
２ 発電要素
１０ 第１の積層電池
２０ 第２の積層電池
３０ 絶縁部
４０ 導電部材
４１、４２、４３、４４ 導電部
５１、５２、５３、５４ 絶縁部
１００、１１０ 電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は素電池が複数積層された電池に関する。
【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、リチウムイオン二次電池は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いる。また、近年は電気自動車やハイブリッド自動車用等の大型機器の動力用としても、リチウムイオン二次電池の需要が高まっている。
【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ている。当該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。）は、正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、電解液が用いられる場合には、正極層や負極層に含有されている活物質と電解質との界面が形成され易いので、電池の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、難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、不燃性である固体電解質を含有する電解質層が備えられる形態のリチウムイオン二次電池が提案されている。
【０００４】
このような電池に適用可能な技術として、例えば特許文献１には、正極板と負極板とを交互に複数配置するとともに、上記正極板と負極板との間に電解質を備えてなる極群を、上部に開口した筐体の底面上に配置し、かつ、上記正極板同士及び負極板同士を一対の端面電極で接続してなる積層型電池において、上記端面電極が上記筐体側壁の内周面に接合されていることを特徴とする積層型電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された電池では、筐体の内周面と極群との間に導電性ペーストを注入することで、筐体の内周面と正極板同士、及び筐体の内周面と負極板同士が接続されている。しかしながら、このような電池では、導電性ペーストを注入する際、導電性ペーストが正極と負極の両方に触れ、電池を短絡させてしまう虞があった。
【０００７】
そこで本発明は、短絡を防止することができる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、本発明は以下の構成をとる。すなわち、
本発明は、発電要素と集電体とを備えた素電池が複数積層された積層電池を備え、集電体は、素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、該突出部において、集電体同士が、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、導電部と発電要素との間には絶縁部が備えられている、電池である。
【０００９】
本発明において「発電要素」とは、正極層、負極層、及び該正極層と該負極層との間に介在する電解質層を備えた要素を意味する。また、「絶縁部」とは、電気絶縁性を有する材料で構成された部分を意味する。
【００１０】
上記本発明の電池において、積層電池を複数備えており、一の積層電池に備えられた導電部と他の積層電池に備えられた導電部とが、導電部材によって接続されていることが好ましい。
【００１１】
積層電池を複数備えた形態とすることによって、高容量・高電圧の電池とし易くなる。
【００１２】
複数の積層電池が導電部材によって接続された形態の上記本発明の電池において、導電部材が、該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体を折り曲げたものである形態とすることもできる。
【００１３】
積層電池同士を接続する導電部材が該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体を折り曲げたものである形態とすることによって、積層電池同士を接続するための部材を別途用意する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短絡を防止することができる電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電池１００の構成を概略的に示した断面図である。
【図２】素電池１の構成を概略的に示した断面図である。
【図３】電池１１０の構成を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の電池について説明する。各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺等は変更して簡略化している。また、繰り返しとなる構成については符号を一部省略し、同様の構成のものには同符号を付して詳細な説明を省略することがある。
【００１７】
図１は、電池１００の構成を概略的に示した断面図である。図１に示したように、電池１００は、素電池１が複数積層された第１の積層電池１０、及び、素電池１が複数積層された第２の積層電池２０を備えている。第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、絶縁部３０を介して積層されている。また、第１の積層電池１０及び第２の積層電池１０は、それぞれ複数の集電体１ａ、１ｅを備えており、該複数の集電体１ａ、１ｅは、素電池１の積層方向（図１の紙面左右方向）に直交した方向（図１の紙面上方又は下方）に突出した突出部ｘ、ｙ（図２参照）を備えている。複数の集電体１ａ、１ｅは、突出部ｘ、ｙにおいて、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部４１、４２、４３、４４によって、並列に接続されている。導電部４１、４２、４３、４４と素電池１に備えられる発電要素２（図２参照）との間には絶縁部５１、５２、５３、５４が備えられている。第１の積層電池１０の導電部４１及び第２の積層電池２０の導電部４３は、導電部材４０によって接続されており、第１の積層電池１０と第２の積層電池２０とが直列に接続されている。以下、電池１００に備えられるこれらの構成要素についてより詳細に説明する。
【００１８】
第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、それぞれ複数の素電池１を備えている。図２は、素電池１の構成を概略的に示した断面図である。図２を参照しつつ、素電池１について説明する。図２に示したように、素電池１は、正極層１ｂ及び負極層１ｄと、正極層１ｂ及び負極層１ｄに挟持された電解質層１ｃと、正極層１ｂに接続された正極集電体１ａと、負極層１ｄに接続された負極集電体１ｅとを備えている。
【００１９】
素電池１は、例えば以下の工程を経て作製することができる。素電池１は、正極層１ｂ及び負極層１ｄの間に電解質層１ｃが配置されるように各層を積層することによって作製する。正極層１ｂは、例えば、少なくとも正極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した正極用組成物を、正極集電体１ａの表面に塗布する過程を経て作製することができる。負極層１ｄは、例えば、負極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した負極用組成物を、負極集電体１ｅの表面に塗布する過程を経て作製することができる。電解質層１ｃは、例えば、固体電解質を溶媒に分散して作製した電解質用組成物を、正極層１ｂの表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、電解質層１ｃを作製したら、電解質層１ｃが正極層１ｄ及び負極層１ｄで挟まれるように、例えば、正極層１ｂの表面に形成した電解質層１ｃの上に、負極集電体１ｅの表面に形成した負極層１ｄを積層し、積層方向の両端側から圧縮力を付与する過程を経て、素電池１を作製することができる。このようにして素電池１を作製する際、図２に示したように、正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅが、素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面上方又は下方）に突出した突出部を有するようする。すなわち、図２に示した形態では、正極集電体１ａが素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面上方）に突出した突出部ｘを有しており、負極集電体１ｅが、素電池１の積層方向（図２の紙面左右方向）に直交した方向（図２の紙面下方）に突出した突出部ｙを有している。
【００２０】
正極層１ｂ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正極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、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＣｒＯ２等の層状活物質のほか、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４等のオリビン型活物質や、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（Ｎｉ０．２５Ｍｎ０．７５）２Ｏ４、ＬｉＣｏＭｎＯ４、Ｌｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８等のスピネル型活物質等を例示することができる。また、正極活物質の形状は、例えば粒子状や薄膜状等にすることができる。また、正極層１ｂにおける正極活物質の含有量は特に限定されないが、例えば４０質量％以上９９質量％以下とすることが好ましい。
【００２１】
また、正極層１ｂ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、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を例示することができる。固体電解質として、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を含有する原料組成物を用いて作製した硫化物固体電解質を用いる場合、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の合計に対するＬｉ２Ｓの割合は特に限定されないが、例えば７０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、７２ｍｏｌ％以上７８ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、７４ｍｏｌ％以上７６ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。オルト組成またはその近傍の組成を有する硫化物固体電解質材料とすることができ、化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。ここで、オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいい、正極層１ｂでは、硫化物で最もＬｉ２Ｓが付加している結晶組成をオルト組成という。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ではＬｉ３ＰＳ４がオルト組成に該当する。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系の硫化物固体電解質の場合、オルト組成を得るＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の割合は、モル基準で、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝７５：２５である。また、正極層１ｂには、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５以外のリチウム化合物（固体電解質）が含有されていても良い。そのようなリチウム化合物としては、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ等を例示することができる。本発明において、固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質のほか、非晶質やガラスセラミックスであっても良い。また、固体電解質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。
【００２２】
さらに、正極層１ｂ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良い。正極層１ｂ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、正極層１ｂに含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やアセチレンブラック、ケッチェ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正極集電体１ａに塗布する過程を経て正極層１ｂ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。
【００２３】
正極層１ｂの厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、正極層１ｂはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、正極層１ｂをプレスする際の圧力は１００ＭＰａ程度とすることができる。
【００２４】
負極層１ｄに含有させる負極活物質としては、金属イオンを吸蔵放出可能な公知の負極活物質を適宜用いることができる。そのような負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質、及び、金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質は、炭素を含有していれば特に限定されず、例えばメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えばＮｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯ等を挙げることができる。金属活物質としては、例えばＩｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎ等を挙げることができる。また、負極活物質として、リチウム含有金属活物質を用いても良い。リチウム含有金属活物質としては、少なくともＬｉを含有する活物質であれば特に限定されず、Ｌｉ金属であっても良く、Ｌｉ合金であっても良い。Ｌｉ合金としては、例えば、Ｌｉと、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎの少なくとも一種とを含有する合金を挙げることができる。負極活物質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。また、負極層１ｄにおける負極活物質の含有量は特に限定されないが、例えば４０質量％以上９９質量％以下とすることが好ましい。
【００２５】
また、負極層１ｄには、正極層１ｂに含有させることが可能な上記固体電解質等を含有させることができる。このほか、負極層１ｄ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良い。負極層１ｄ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、正極層１ｂ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負極集電体１ｅに塗布する過程を経て負極層１ｄ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。
【００２６】
負極層１ｄの厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、負極層１ｄはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、負極層１ｄをプレスする際の圧力は２００ＭＰａ以上とすることが好ましく、４００ＭＰａ程度とすることより好ましい。
【００２７】
なお、本発明において、正極層１ｂ及び負極層１ｄの質量比は特に限定されないが、正極層１ｂと負極層１ｄとの間を移動するイオンを十分に受け入れられる形態にする観点から、負極層１ｄの容量は正極層１ｂの容量も多くすることが好ましい。
【００２８】
電解質層１ｃ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、正極層１ｂ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１ｃ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電解質層１ｃを形成可能にする等の観点から、電解質層１ｃに含有させるバインダーは５質量％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正極層１ｂや負極層１ｄ等に塗布する過程を経て電解質層１ｃ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。電解質層１ｃにおける固体電解質材料の含有量は、例えば６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。
【００２９】
固体電解質層１ｃの厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３０】
正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅは、リチウムイオン二次電池の正極集電体及び負極集電体として使用可能な公知の導電性材料によって構成することができる。すなわち、正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅに用いられるものとしては、例えば、金属箔や金属メッシュ、金属蒸着フィルム等を挙げることができる。より具体的には、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やステンレス鋼等からなる金属箔、又はメッシュ、或いは、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレン等のフィルムやガラス、シリコン板等の上に上記金属材料を蒸着したもの等を挙げることができる。
【００３１】
正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅの厚みは特に限定されるものではないが、例えば５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は、上記素電池１を複数積層することによって作製できる。なお、図１に示した形態では、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０において、隣接する素電池１は正極集電体１ａ又は負極集電体１ｅを共有するように積層されており、第１の積層電池１０に備えられる素電池１と第２の積層電池２０に備えられる素電池１とでは、向き（正極集電体１ａの突出部ｘ又は負極集電体１ｅの突出部ｙが形成されている方向）が上下逆になるように積層されている。このように素電池１積層することによって、後に説明するように、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０内においてそれぞれ素電池１を並列に接続するとともに、第１の積層電池１０と第２の積層電池２０とを直列に接続することができる。
【００３３】
次に、導電部４１、４２、４３、４４について説明する。導電部４１、４２、４３、４４は、それぞれ導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなり、集電体１ａ、１ｅの突出部ｘ、ｙ（図２参照）において集電体１ａ、１ｅ同士を接続する部分である。より具体的には以下の通りである。導電部４１は、第１の積層電池１０において、複数の素電池１に備えられた正極集電体１ａの突出部ｘにおいて、複数の正極集電体１ａ同士を接続している。導電部４２は、第１の積層電池１０において、複数の素電池１に備えられた負極集電体１ｅの突出部ｙにおいて、複数の負極集電体１ｅ同士を接続している。導電部４３は、第２の積層電池２０において、複数の素電池１に備えられた負極集電体１ｅの突出部ｙにおいて、複数の負極集電体１ｅ同士を接続している。導電部４４は、第２の積層電池２０において、複数の素電池１に備えられた正極集電体１ａの突出部ｘにおいて、複数の正極集電体１ａ同士を接続している。このようにして正極集電体１ａ又は負極集電体１ｅ同士を接続することによって、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０のそれぞれにおいて、複数の素電池１を並列に接続することができる。
【００３４】
導電部４１、４２、４３、４４は、例えば以下のようにして形成することができる。導電部４１、４２、４３、４４は、それぞれ同様の材料を用いて同様の方法で形成することができるため、以下の説明では、導電部４１についてのみ説明する。導電部４１は、後に説明する絶縁部５１を配置した後、複数の正極集電体１ａの突出部ｘに接するようにして導電性を有するペーストを流し込むことによって形成することができる。なお、導電性を有するペーストを流し込んだ後、該ペーストを乾燥させて固化させてもよい。
【００３５】
このような導電部４１を構成する上記導電性を有するペーストとしては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え得る公知の導電性を有するペーストを用いることができる。このようなペーストとしては、例えば、カーボンペーストを挙げることができる。
【００３６】
次に、絶縁部５１、５２、５３、５４について説明する。絶縁部５１、５２、５３、５４は絶縁性の部材で構成されており、図１に示したように、それぞれ素電池１に備えられる発電要素２（図２参照）と導電部４１、４２、４３、４４との間に配置される。電池１００によれば、このように絶縁部５１、５２、５３、５４を配置することによって、導電部４１、４２、４３、４４を形成する際、及び形成した後、素電池１が短絡することを防止できる。すなわち、上記のように導電部４１、４２、４３、４４を構成するペーストを流し込む際に、絶縁部５１、５２、５３、５４が備えられていることによって、当該ペーストが発電要素２に接触して素電池１が短絡することを防止できる。
【００３７】
絶縁部５１、５２、５３、５４は、上述したようにして第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を作製した後、発電要素２（図２参照）のうち、素電池１の積層方向（図１及び図２の紙面左右方向）に直交する方向（図１及び図２の上下方向）の面を覆うようにして形成される。
【００３８】
絶縁部５１、５２、５３、５４を構成する材料としては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え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、公知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を例示することができる。より具体的には、ポリエチレン等を挙げることができる。
【００３９】
次に、絶縁部３０について説明する。第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０は絶縁部３０を介して積層されている。絶縁部３０を構成する材料としては、リチウムイオン二次電池の動作環境に耐え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、公知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を例示することができる。
【００４０】
絶縁部３０を介して第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を積層するタイミングは特に限定されない。例えば、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０の一方の積層電池を作製した後に絶縁部３０を積層し、該絶縁部３０上に他方の積層電池を作製してもよく、第１の積層電池１０及び第２の積層電池２０を作製した後、絶縁部３０を介して両者を積層してもよい。
【００４１】
次に、導電部材４０について説明する。導電部材４０が第１の積層電池１０の導電部４１と第２の積層電池１０の導電部４３とを接続していることによって、第１の積層電池１０と第２の積層電池１０とが直列に接続されている。
【００４２】
導電部材４０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導電性材料によって構成することができる。そのような導電性材料としては、例えば、上記正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅに用いられるものとして例示したものと同様のものを用いることができる。ただし、導電部材４０はある程度の剛性を有していることが好ましく、導電部材４０の厚さは、例えば１ｍｍ程度とすることができる。
【００４３】
なお、図１には、導電部材４０と集電体（正極集電体１ａ及び負極集電体１ｅ）が別々の部材で構成された形態を例示しているが、本発明はかかる形態に限定されない。他の実施形態例について、図３を参照しつつ説明する。図３は、電池１１０の構成を概略的に示した断面図である。図３において、図１に示した電池１００と同様の構成のものには同符号を付しており、説明を省略する。
【００４４】
図３に示した電池１１０では、導電部材１４０が第２の積層電池１２０に備えられた集電体を折り曲げることによって構成されていている。すなわち、導電部材１４０は、積層電池１２０のうち素電池１の積層方向端部（図３の紙面右端）に位置する集電体として機能するとともに、上記電池１００に備えられた導電部材４０と同様の機能も果たす。このように、積層電池同士を接続する導電部材を、該導電部材によって接続される積層電池に備えられた集電体で構成することによって、積層電池同士を接続するための部材を別途用意する必要がなくなる。
【００４５】
これまでに示した形態は本発明の例示であり、本発明はこれらの形態に限定されない。例えば、本発明の電池に備えられる積層電池の数は特に限定されず、該積層電池に備えられる素電池の数も特に限定されない。また、本発明の電池に備えられる素電池はモノポーラ電池であってもバイポーラ電池であってもよい。また、これまでの本発明に関する上記説明では、リチウムイオン二次電池を例示して説明したが、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、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシ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良い。また、本発明に関する上記説明では、充放電可能な二次電池に本発明が適用される場合を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、いわゆる一次電池であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 素電池
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極層
１ｃ 電解質層
１ｄ 負極層
１ｅ 負極集電体
２ 発電要素
１０ 第１の積層電池
２０ 第２の積層電池
３０ 絶縁部
４０ 導電部材
４１、４２、４３、４４ 導電部
５１、５２、５３、５４ 絶縁部
１００、１１０ 電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素と集電体とを備えた素電池が複数積層された積層電池を備えた電池であって、
前記集電体は、前記素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、
該突出部において、前記集電体同士が、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、
前記導電部と前記発電要素との間には絶縁部が備えられている、電池。
【請求項２】
前記積層電池を複数備えており、
一の前記積層電池に備えられた前記導電部と他の前記積層電池に備えられた前記導電部とが、導電部材によって接続されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記導電部材が、該導電部材によって接続される前記積層電池に備えられた前記集電体を折り曲げたものである、請求項２に記載の電池。
【請求項１】
発電要素と集電体とを備えた素電池が複数積層された積層電池を備えた電池であって、
前記集電体は、前記素電池の積層方向に直交した方向に突出した突出部を備えており、
該突出部において、前記集電体同士が、導電性を有するペースト又は該ペーストの固化したものからなる導電部によって接続され、
前記導電部と前記発電要素との間には絶縁部が備えられている、電池。
【請求項２】
前記積層電池を複数備えており、
一の前記積層電池に備えられた前記導電部と他の前記積層電池に備えられた前記導電部とが、導電部材によって接続されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記導電部材が、該導電部材によって接続される前記積層電池に備えられた前記集電体を折り曲げたものである、請求項２に記載の電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９８１３５（Ｐ２０１３−９８１３５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２６１４（Ｐ２０１１−２４２６１４）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【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２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【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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