CN102349181B - 双极型电池用集电体和双极型电池 - Google Patents

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Abstract

提供一种双极型电池用集电体，包括导电性树脂层，并且所述导电性树脂层被形成为：当所述导电性树脂层的至少一部分达到预定温度时，在达到所述预定温度的部分处沿着所述导电性树脂层的垂直方向流动的电流被阻断。还提供一种使用上述集电体的双极型电池。利用上述集电体可以抑制双极型电池的局部热生成，从而提高了该双极型电池的耐久性。

Description

双极型电池用集电体和双极型电池
技术领域
本发明涉及双极型电池用集电体和双极型电池。
背景技术
近年来，为了环境保护，衷心期望减少二氧化碳排放量。机动车辆行业一直期望引入电动车(EV)和混合动力电动车(HEV)来减少二氧化碳排放量，并且不断研发作为这些电动车的实际应用的关键的马达驱动用电池。在针对机动车辆用途的各种电池中，特别关注双极型电池。由于在双极型电池中电流沿厚度方向(电极层压方向)流过集电体导致短的电子传导通路和高的输出，因此双极型电池展现出高的电池电压。
双极型电池具有两面上形成有正极活性物质层和负极活性物质层的集电体作为结构部件。为了减轻重量，专利文献1教导包含树脂材料的集电体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-164897
发明内容
发明要解决的问题
在双极型电池使用金属集电体的情况下，即使电池构成部件(例如，隔离体)的面内方向上的电阻变化，该双极型电池也允许电流沿着面内方向流过该金属集电体，从而防止电流流过该电池构成部件的高电阻区域，并由此不会在电池构成部件中产生局部热生成。然而，与金属集电体相比，如专利文献1所述的树脂导电性集电体在面内方向上的电阻较高。在双极型电池使用这种树脂集电体的情况下，该双极型电池因连续的电流流过电池构成部件的高电阻区域而产生局部热生成。
用于解决问题的方案
因此，本发明的目的是提供用于抑制双极型电池的局部热生成从而提高该双极型电池的耐久性的技术。
本发明人已进行了广泛研究以解决以上问题，结果发现可以通过按以下方式使用形成有导电性树脂层的集电体来抑制双极型电池的局部热生成并且获得电池耐久性的提高，即：当导电性树脂层的至少一部分达到预定温度时，在该导电性树脂层的至少一部分中沿着该导电性树脂层的厚度方向流动的电流被阻断。本发明基于这一发现。
即，根据本发明的方面，提供一种双极型电池用集电体，包括被形成为如下的导电性树脂层：当所述导电性树脂层的至少一部分达到预定温度时，在所述导电性树脂层的所述至少一部分中沿着所述导电性树脂层的厚度方向流动的电流被阻断。
根据本发明的另一方面，提供一种包括上述的集电体的双极型电池。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的双极型电池的示意截面图。
图2是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图3是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图4是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图5是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图6是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图7是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图8是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图9是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图10是根据本发明一个实施例的双极型电池所使用的集电体的示例的示意截面图。
图11是根据本发明一个实施例的双极型电池的外观的立体图。
图12是根据本发明一个实施例的电池组的平面图。
图13是根据本发明一个实施例的电池组的正视图。
图14是根据本发明一个实施例的电池组的侧视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的典型实施例。这里应当注意，本发明不局限于以下实施例。在附图中，利用相同的附图标记来指定相同的部件和部分，以省略对这些部件和部分的重复解释。此外，在附图中，为了便于进行说明，各个部件和部分的尺寸可被放大而不同于实际尺寸。
双极型电池
不具体限制根据本发明一个实施例的双极型电池的结构或形式。该双极型电池可以具有诸如层压型(扁平状)电池结构或卷绕型(圆筒状)电池结构等的任何已知的结构。
也不具体限制双极型电池的电解质形式。如后面将详细解释的，双极型电池可以是隔离体被非水电解液渗透的液态电解质型电池、还被称为聚合物电池的聚合物凝胶电解质型电池或者固态聚合物电解质型电池(全固态电解质型电池)。
此外，不具体限制双极型电池的电极材料，也不具体限制在电极之间转移的金属离子。可以使用任何已知的电极材料。例如，双极型电池可以是锂离子二次电池、钠离子二次电池、钾离子二次电池、镍金属氢化物二次电池、镍镉二次电池或镍金属氢化物电池等。优选地，双极型电池采用锂离子二次电池的形式。锂离子二次电池由于电池电压(单电池层电压)高而实现了高能量密度和高输出密度，并且展现了作为车辆驱动电源或辅助电源的优良性能。因而，锂离子二次电池能够适于用作电动车、混合动力电动车、燃料电池车和混合动力燃料电池车等的大容量电源。
图1是示出作为根据本发明一个典型实施例的双极型电池的一个示例的双极型锂离子二次电池10的整体结构的示意截面图。双极型锂离子二次电池10具有密封于层压膜29的电池封装体内的大致呈矩形的电池元件21，电池元件21实际进行充电/放电反应。
电池元件21包括多个双极型电极23，多个双极型电极23各自具有：集电体11；正极活性物质层13，其电连接至集电体11的一面；和负极活性物质层15，其电连接至集电体11的另一面。这些双极型电极23隔着电解质层17层压到一起，由此构成电池元件21。设置隔离体作为基材介质，以使得通过在这些隔离体的面方向中央部中保持电解质材料来分别形成电解质层17。双极型电极23和电解质层17以任一双极型电极23的正极活性物质层13隔着电解质层17和与前述的任一双极型电极23相邻的另一双极型电极23的负极活性物质层15相对的方式彼此交替层压。即，电解质层17配置在任一双极型电极23的正极活性物质层13和与前述的任一双极型电极23相邻的另一双极型电极23的负极活性物质层15之间。这些相邻配置的正极活性物质层13、电解质层17和负极活性物质层15构成单电池层19。因而，可以认为双极型锂离子二次电池10具有单电池层19的层压结构。配置最外层集电体11a作为电池元件21的正极侧最外层。仅在最外层集电体11a的一面上形成正极活性物质层13。此外，配置最外层集电体11b作为电池元件21的负电极侧最外层。仅在最外层集电体11b的一面上形成负极活性物质层15。可选地，可以在正极侧的最外层集电体11a的两面上形成正极活性物质层13；并且在负极侧的最外层集电体11b的两面上形成负极活性物质层15。
双极型锂离子二次电池10还具有：正极集电板25，其被配置为与正极侧的最外层集电体11a邻接并且从层压膜29的电池封装体引出；和负极集电板27，其被配置为与负极侧的最外层集电体11b邻接并且从层压膜29的电池封装体引出。
在双极型锂离子二次电池10中，在单电池层19的外周配置密封构件31(绝缘层)，从而进行以下功能：不仅防止由于电解液从电解质层17泄漏而发生液结，还防止电池10内相邻的集电体11之间接触以及由于电池元件21中单电池层19的端部之间的略微偏差而引起的短路。这种密封构件的配置使得双极型锂离子二次电池10能够确保长期的可靠性和安全性并实现高质量。
这里，根据所期望的电池电压来调整单电池层19的层压次数。可以减少单电池层19的层压次数并由此减小双极型二次电池10的厚度，只要双极型二次电池10可以确保充分的输出即可。在双极型锂离子二次电池10中，为了保护电池元件21在使用期间免于外部冲击和环境劣化，优选将电池元件21真空密封在层压膜29的电池封装体中，其中，正极集电板25和负极集电板27的一部分从层压膜29引出。
以下将更详细地说明双极型锂离子二次电池10的主要构成部件。
集电体
集电体11包含导电性树脂层。优选地，集电体11采用导电性树脂层的形式。该树脂层展示导电性，包含树脂材料作为主要成分，并且进行集电体功能。为了使树脂层展示导电性，可以使用1)导电性聚合物材料、或2)包含树脂和导电性填料(导电材料)的组合物来形成树脂层。
导电性聚合物材料可以来自具有导电性但不允许传导作为电荷转移介质的离子的材料。估计出导电性聚合物材料通过利用共轭多烯体系形成能带来展示导电性。可以使用已经公知为导电性聚合物材料的代表例子并且已经进行了电解电容器等的实际使用的导电性多烯聚合物。这种导电性聚合物材料的具体例子包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑、聚对苯乙炔(polyphenylenevinylene)、聚丙烯腈、聚噁二唑及其任意混合物。其中，就电子传导性和电池的稳定使用而言，优选聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚乙炔。
可以从具有导电性的材料中选择导电性填料(导电材料)。优选地，为了限制离子渗透到导电性树脂层内，导电性填料不允许传导作为电荷转移介质的离子。这种导电材料的具体例子包括但不限于铝、不锈钢(SUS)、诸如石墨或炭黑等的碳材料、银、金、铜和钛。可以单独使用这些导电性填料，或者可以组合两种以上来使用这些导电性填料。还可以适当使用这些材料的合金。其中，优选银、金、铝、不锈钢和碳材料。特别优选碳材料。导电性填料(导电材料)可以采用涂覆有例如导电性材料(上述类型的导电材料)的镀层的颗粒状陶瓷材料或树脂材料。
导电性填料(导电材料)的形式(形状)可以为粒子形式，但不限于此。可选地，导电性填料可以采用除粒子形式以外的任何形式，诸如已作为所谓的导电性树脂填料组合物而投入实际使用的碳纳米管等。
作为碳粒子，可以使用炭黑和石墨。诸如炭黑和石墨等的碳粒子具有非常大的对宽范围的正极电位和负极电位呈稳定的电位窗，展示良好的导电性，并且减轻重量从而使重量增加最小。此外，碳粒子还经常用作电极层的导电助剂，因而碳粒子即使与导电助剂相接触，也由于使用相同的碳材料作为导电性填料和导电助剂而展现非常低的接触电阻。在使用碳粒子作为导电性填料的情况下，可以对碳粒子进行疏水性处理从而降低电解质材料相对于集电体的相容性，并由此使得电解质材料不太可能渗透到集电体的孔隙内。
尽管没有特别限制导电性填料的平均粒子大小，但优选导电性填料的平均粒子大小约为0.01～10μm。在本说明书中，术语“粒子大小”指导电性填料粒子的轮廓线上任意两点之间的最大距离L。术语“平均粒子大小”指利用诸如扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)等的观察装置在几到几十个视野中观察到的导电性填料粒子的粒子大小的平均值。同样的定义适用于后面将说明的活性物质的粒子大小和平均粒子大小。
在将导电性填料添加到树脂层内的情况下，除该导电性填料以外，树脂层的树脂组合物可以包含非导电性聚合物材料。在树脂层内使用这种聚合物材料增强了导电性填料的粘合性，从而提高了电池可靠性。可以从能够耐受要施加的正极电位和负极电位的材料中选择非导电性聚合物材料。
非导电性聚合物材料的例子包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、环氧树脂以及它们的任意混合物。这些非导电性聚合物材料具有非常大的对正极电位和负极电位呈稳定的电位窗，并且减轻重量以提高电池输出密度。
没有特别限制树脂层中导电性填料的量。优选地，导电性填料的量为基于聚合物材料和导电性填料的总量的1～30质量％。添加这种充足量的导电性填料使得可以对树脂层赋予充分的导电性。
树脂层可以包含除导电性填料和树脂以外的任何添加成分，但优选由导电性填料和树脂构成。
可以利用诸如喷雾工艺或涂布工艺等的任何已知的工艺来形成树脂层。更具体地，可以通过制备包含聚合物材料的浆料并且涂布和固化所制备的浆料来形成树脂层。由于以上已例示了制备浆料用的聚合物材料，因此这里将省略对该聚合物材料的解释。可以将导电性填料进一步包含于浆料中。由于以上已例示了导电性填料，因此这里还可以省略对导电性填料的解释。可以将导电性填料作为其它成分包含于浆料中。由于以上已例示了导电性填料粒子，因此这里也将省略对导电性填料粒子的解释。可选地，可以通过利用已知的混合工艺将聚合物材料、导电性填料粒子和其它的添加成分混合到一起，并且将由此产生的混合物成形为膜，来形成树脂层。可选地，可以利用例如日本特开2006-190649所公开的喷墨工艺来形成树脂层。
没有特别限制集电体的厚度。为了提高电池输出密度，期望集电体的厚度尽可能小。在双极型电池中，即使当正极活性物质层和负极活性物质层之间的树脂集电体在相对于层压方向的水平方向上的电阻高时，也可以减小树脂集电体的厚度而不会有任何问题。更具体地，集电体的厚度优选为0.1～150μm，更优选为10～100μm。
在双极型电池具有传统的金属集电体的情况下，即使电池构成部件(例如，隔离体)的面内方向上的电阻变化，该双极型电池也允许电流沿着面内方向流过金属集电体，从而避免了电流流过电池构成部件的高电阻区域，由此不会在电池构成部件中产生局部热生成。另一方面，在双极型电池具有树脂集电体的情况下，由于树脂集电体的面内方向的电阻比金属集电体的高，因此该双极型电池因连续的电流流过电池构造部件的高电阻区域而产生局部热生成。
为了抑制这种局部热生成从而提高电池耐久性，集电体11被形成为：当导电性树脂层的至少一部分达到预定温度时，沿导电性树脂层的厚度方向流过导电性树脂层的至少一部分的电流被阻断。
更具体地，一个优选实施例是在集电体11中形成多个孔，以使得集电体11的一部分(导电性树脂层的至少一部分)在因局部热生成而达到预定温度时收缩，从而使活性物质层13、15与集电体11断开连接。
图2是示出集电体11的一个示例的示意截面图。在图2中，集电体11包括导电性树脂层2，其中，在导电性树脂层2的正极表面侧形成多个孔2a。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，至少位于这种预定温度区域中的集电体11(导电性树脂层2)的厚度部分收缩并且与正极活性物质层13分离。换言之，集电体11与正极活性物质层13断开连接，从而阻断在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流。因此，可以抑制局部热生成并且提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
图3是示出集电体11的另一示例的示意截面图。在图3中，集电体11包括导电性树脂层3，其中，在导电性树脂层3的正极表面侧和负极表面侧形成多个孔3a。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，位于这种预定温度区域中的集电体11(导电性树脂层3)的正极侧厚度部分和负极侧厚度部分均收缩，以使得集电体11可以更容易地与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接。因而，在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流更容易被阻断，并且可以有效地抑制局部热生成并进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
图4是示出集电体11的另一示例的示意截面图。在图4中，集电体11包括导电性树脂层4，其中，在整个导电性树脂层4(即，不仅在导电性树脂层4的正极表面侧和负极表面侧，还在导电性树脂层4的中央部)内形成多个孔4a。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，位于这种预定温度区域中的集电体11(导电性树脂层4)的正极侧厚度部分和负极侧厚度部分均收缩，以使得集电体11可以更容易地与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接。因而，在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流更容易被阻断，并且可以有效地抑制局部热生成并进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
图5是示出集电体11的另一示例(作为图4的变形例)的示意截面图。在图5中，集电体11包括导电性树脂层5，其中，在整个导电性树脂层5中形成多个孔5a。使存在于导电性树脂层5的正极表面侧和负极表面侧的孔5a的大小大于存在于导电性树脂层5的中央部的孔5a的大小。此外，使导电性树脂层5的正极表面侧和负极表面侧的开孔率大于导电性树脂层5的中央部的开孔率。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，集电体11(导电性树脂层5)的正极侧厚度部分和负极侧厚度部分均容易收缩，以使得集电体11可以更容易地与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接。因而，在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流更容易被阻断，并且可以更加有效地抑制局部热生成并进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
如图4和5所示，优选集电体11的导电性树脂层4、5的正极表面侧和负极表面侧至少之一的开孔率高于导电性树脂层4、5的中央部的开孔率。如图5所示，还优选导电性树脂层5的正极表面侧和负极表面侧至少之一中的孔5a的大小大于导电性树脂层5的中央部中的孔5a的大小。然而，如图2和3所示，可以不在导电性树脂层2、3的中央部形成孔，即可以将导电性树脂层2、3的中央部的开孔率设置为0％。
这里，术语“树脂集电体的中央部”指集电体11的垂直方向(从正极表面侧到负极表面侧的厚度方向)上厚度位于30～70％的范围内的部位。此外，术语“孔的大小”指利用扫描型电子显微镜(SEM)测量出的值。
导电性树脂层2、3、4、5的正极表面侧或负极表面侧的开孔率优选为5～80％，更优选为10～60％。导电性树脂层4、5的中央部的开孔率优选为0～70％，更优选为0～50％。
导电性树脂层2、3、4、5的正极表面侧或负极表面侧的孔2a、3a、4a、5a的大小优选为0.1～20μm，更优选为1～10μm。此外，导电性树脂层4、5的中央部中的孔4a、5a的大小优选为0.5～10μm，更优选为1～5μm。
没有特别限制导电性树脂层2、3、4、5中的孔2a、3a、4a、5a的形成工艺。例如，可以通过对集电体的膜进行拉伸来使导电性树脂层2、3、4、5形成有孔2a、3a、4a、5a。
孔2a、3a、4a、5a的配置形式不限于以上。可以采用任何的孔配置形式，只要集电体11能够因位于达到预定温度的区域中的导电性树脂层2、3、4、5的厚度部分收缩而抑制局部热生成即可。
可选地，代替在集电体11的导电性树脂层中形成多个孔，另一优选实施例是使用第一聚合物和第二聚合物来形成集电体11的导电性树脂层，其中，第一聚合物的熔点低于第二聚合物的熔点，以使得第一聚合物的至少一部分在达到预定温度时熔融，由此收缩以使活性物质层13、15与集电体11断开连接。
作为第一聚合物和第二聚合物，可以使用以上的聚合物材料。没有特别限制第一聚合物和第二聚合物的组合，只要第一聚合物的熔点低于第二聚合物的熔点即可。
例如，集电体11可以由包含第一聚合物的低熔点树脂层和包含第二聚合物的高熔点树脂层构成。
图6是示出集电体11的一个示例的示意截面图。在图6中，集电体11具有包含第一聚合物的低熔点树脂层6a和包含第二聚合物的高熔点树脂层6b。低熔点树脂层6a配置在高熔点树脂层6b的正极表面侧。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，至少位于这种预定温度区域中的低熔点树脂层6a的厚度部分熔融并且收缩，以使得集电体11与正极活性物质层13断开连接从而阻断在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流。因此，可以抑制局部热生成并且提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
图7是示出集电体11的另一示例的示意截面图。在图7中，集电体11具有包含第一聚合物的低熔点树脂层7a和包含第二聚合物的高熔点树脂层7b。低熔点树脂层7a分别配置在高熔点树脂层7b的正极表面侧和负极表面侧。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，至少位于这种预定温度区域中的正极侧的低熔点树脂层7a和负极侧的低熔点树脂层7a这两者的厚度部分熔融并且收缩，以使得集电体11容易与正极活性物质层13断开连接。因而，在集电体11的断开部分处沿厚度方向流动的电流更容易被阻断，并且可以更加有效地抑制局部热生成并进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。
尽管在图6或7中、包含第一聚合物的低熔点树脂层配置在包含第二聚合物的高熔点树脂层的正极表面侧或者配置在包含第二聚合物的高熔点树脂层的正极表面侧和负极表面侧这两者上，但包含第一聚合物的低熔点树脂层的配置不限于以上。包含第一聚合物的低熔点树脂层可以配置在包含第二聚合物的高熔点树脂层的正极表面侧和负极表面侧至少之一上。
在包含第一聚合物的低熔点树脂层配置在包含第二聚合物的高熔点树脂层的正极表面侧上的情况下，优选地，包含第一聚合物的低熔点树脂层的厚度比正极活性物质的平均粒子大小大两倍以上。另一方面，在包含第一聚合物的低熔点树脂层配置在包含第二聚合物的高熔点树脂层的负极表面侧上的情况下，优选地，包含第一聚合物的低熔点树脂层的厚度比负极活性物质的平均粒子大小大两倍以上。原因如下。一些活性物质粒子嵌入到包含第一聚合物的低熔点树脂层的一部分中。如果包含第一聚合物的低熔点树脂层的厚度小于以上厚度范围，则这些活性物质粒子可以嵌入穿过包含第一聚合物的低熔点树脂层并且接触包含第二聚合物的高熔点树脂层。只要活性物质粒子与包含第二聚合物的高熔点树脂层相接触，即使在包含第一聚合物的低熔点树脂层熔融时，集电体也不会与活性物质层断开连接。因而，优选地，为了防止活性物质和包含第二聚合物的高熔点树脂层之间的接触，包含第一聚合物的低熔点树脂层的厚度在以上的厚度范围内。
没有特别限制具有包含第一聚合物的低熔点树脂层和包含第二聚合物的高熔点树脂层的树脂集电体的形成工艺。例如，可以通过利用诸如压延或热熔接等的任何粘合工艺将包含第一聚合物的膜和包含第二聚合物的膜粘合到一起来形成树脂集电体。
可选地，集电体可以由分散有包含第一聚合物的低熔点粒子的包含第二聚合物的高熔点层形成。
图8是示出集电体11的一个示例的示意截面图。在图8中，集电体11具有包含第二聚合物的高熔点层8b和配置在高熔点层8b内的包含第一聚合物的低熔点粒子8a。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，包含第一聚合物的低熔点粒子8a熔融并且收缩，以使得集电体11(包含第二聚合物的高熔点层8b)与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接，从而阻断在这种断开部分处沿厚度方向流动的电流。因此，可以抑制局部热生成并且提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。在该例子中，可以通过将第一聚合物和第二聚合物混合到一起并且将由此产生的混合物成形为膜来形成集电体11。在第一聚合物和第二聚合物至少之一没有展示导电性的情况下，可以将导电性填料与第一聚合物和第二聚合物混合到一起。
图9是示出集电体11的另一示例的示意截面图。在图9中，集电体11具有包含第二聚合物的高熔点层9b和包含第一聚合物的低熔点粒子9a，并且低熔点粒子9a配置在高熔点层9b内部且位于高熔点层9b的正极表面侧。包含第一聚合物的低熔点粒子9a可以配置为靠近高熔点层9b的负极表面侧，或者配置在高熔点层9b的正极表面侧和负极表面侧这两者内。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，包含第一聚合物的低熔点粒子9a熔融并且收缩，以使得集电体11(包含第二聚合物的高熔点层9b)确定无疑地与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接。因而，可以进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。在该例子中，可以通过将第一聚合物和第二聚合物混合到一起、将由此产生的混合物成形为膜并且利用压延或热熔接等将包含第二聚合物的另一膜粘合到该膜的正极侧或负极侧来形成集电体11。在第一聚合物和第二聚合物至少之一没有展示导电性的情况下，可以将导电性填料与第一聚合物和第二聚合物混合到一起。
图10是示出集电体11的另一示例的示意截面图。在图10中，集电体11具有包含第二聚合物的高熔点层10b和配置在高熔点层10b内的包含第一聚合物的低熔点粒子10a，其中，在包含第二聚合物的高熔点层10b中进一步形成多个孔10c。当一些区域由于电池构成部件发生局部热生成而达到预定温度时，包含第一聚合物的低熔点粒子10a熔融并且流入包含第二聚合物的高熔点层10b的孔10c内，以使得集电体11(包含第二聚合物的高熔点层10b)更容易收缩并且更确定无疑地与正极活性物质层13和负极活性物质层15断开连接。因而，可以进一步提高双极型电池的长期可靠性(耐久性)。在该例子中，可以通过将第一聚合物和第二聚合物混合到一起、将由此产生的混合物成形为膜并然后对该膜进行拉伸来形成集电体11。在第一聚合物和第二聚合物至少之一没有展示导电性的情况下，可以将导电性填料与第一聚合物和第二聚合物混合到一起。
活性物质层
正极活性物质层13包含正极活性物质。正极活性物质的具体例子包括：锂-过渡金属复合氧化物，诸如LiMn2O4、LiCoO2、Li(Ni-Co-Mn)O2和通过利用其它元素替换锂-过渡金属复合氧化物的过渡金属元素中的一部分所获得的化合物；锂-过渡金属磷酸盐化合物；以及锂-过渡金属硫酸盐化合物。在一些情况下，可以组合使用两种以上的正极活性物质。其中，就容量和输出特性而言，优选锂-过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。无需说明，可以使用除以上以外的任何正极活性物质。
负极活性物质层15包含负极活性物质。负极活性物质的具体例子包括：诸如石墨、软质炭黑和硬质炭黑等的碳材料；锂-过渡金属复合氧化物(诸如Li4Ti5O12等)；金属材料；以及基于锂合金的负极材料。在一些情况下，可以组合使用两种以上的负极活性材料。其中，就容量和输出特性而言，优选碳材料和锂-过渡金属复合氧化物作为负极活性物质。无需说明，可以使用除以上以外的任何负极活性物质。
没有特别限制活性物质层13和15各自中的活性物质的平均粒子大小。为了提高输出特性，活性物质的平均粒子大小优选为1～20μm。
此外，活性物质层13和15各自包含粘合剂。
没有特别限制活性物质层13、15所使用的粘合剂。粘合剂的例子包括：热塑性聚合物，诸如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、羧甲基纤维素(CMC)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其氢化产品、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其氢化产品等；含氟聚合物，诸如聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)和聚氟乙烯(PVF)等；基于偏氟乙烯的含氟橡胶，诸如偏氟乙烯-六氟丙烯橡胶(VDF-HFP橡胶)、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟丙烯橡胶(VDF-HFP-TFE橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯橡胶(VDF-PFP橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯-四氟乙烯橡胶(VDF-PFP-TFE橡胶)、偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯橡胶(VDF-PFMVE-TFE橡胶)和偏氟乙烯-氯三氟乙烯橡胶(VDF-CTF橡胶)等；以及环氧树脂。其中，优选聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰胺。由于优选的这些粘合剂展示高的耐热性并且具有非常大的对正极电位和负极电位均稳定的电位窗，因此这些粘合剂适合用于活性物质层中。可以单独使用以上的粘合剂，或者组合两种以上来使用以上的粘合剂。
也没有特别限制活性物质层13、15中的粘合剂量，只要该粘合剂量足以将活性物质粘合即可。活性物质层13、15中的粘合剂量优选为0.5～15质量％，更优选为1～10质量％。
根据需要，活性物质层13和15各自可以包含诸如导电助剂、电解质盐(锂盐)、离子导电聚合物等的添加剂。
导电助剂是用以提高活性物质层13、15的导电性的添加剂。导电助剂的例子包括：例如乙炔黑等的炭黑，石墨，以及气相生长碳纤维等的碳材料。添加至活性物质层13、15中的导电助剂在活性物质层13、15内有效地形成电子网络，从而提高电池输出特性。
电解质盐(锂盐)的例子包括Li(C2F5SO2)2N、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6和LiCF3SO3。
离子导电聚合物的例子包括基于聚环氧乙烷(PEO)和聚环氧丙烷(PPO)的聚合物。
活性物质层13、15的成分比率无特别限制，而可根据与非水溶剂二次电池有关的任何知识进行适当调整。活性物质层13、15的厚度也无特别限制，而可根据与电池有关的任何知识进行调整。例如，可以将活性物质层13、15的厚度设置为约20～100μm。
电解质层
可以使用液态电解质或聚合物电解质作为电解质层17的电解质材料。
液态电解质是作为支持盐的锂盐溶解于作为可塑剂的有机溶剂的液态电解质。作为可塑剂可使用的有机溶剂的例子包括诸如碳酸亚乙酯(EC)和碳酸亚丙酯(PC)等的碳酸酯类。支持盐(锂盐)的例子包括诸如LiBETI等的与电极活性物质层可使用的化合物相同的化合物。
聚合物电解质可以分类成包含电解液的凝胶电解质和不包含电解质的本征聚合物电解质。
凝胶电解质是以上的液态电解质渗透到离子导电性基体聚合物中的电解质。离子导电性基体聚合物的例子包括聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)及其共聚物。诸如锂盐等的电解质盐可以很好地溶解在这些聚环氧烷系聚合物中。
本征聚合物电解质是支持盐(锂盐)溶解于以上的基体聚合物中的电解质，而不包含作为可塑剂的有机溶剂。形成这种本征聚合物电解质的电解质层使得可以在无需担心溶液从电池泄漏的情况下获得电池可靠性的提高。
凝胶聚合物电解质或本征聚合物电解质的基体聚合物可以通过形成交联结构来提供良好的机械强度。为了形成这种交联结构，可以利用任何适当的聚合引发剂对用于形成聚合物电解质的可聚合材料(诸如PEO或PPO等)进行诸如热聚合、紫外线聚合、辐射诱导聚合或电子束诱导聚合等的任何聚合反应。
在电解质层为液态电解质的情况下，使用隔离体将电解质材料保持在隔离体内。可以仅使用聚合物凝胶电解质和本征聚合物电解质，或者可以以渗透到隔离体中的形式来使用凝胶电解质和本征聚合物电解质。隔离体的例子包括诸如聚乙烯和聚丙烯等的聚烯烃的多孔膜。
最外层集电体
作为最外层集电体11a、11b的材料，可以使用金属材料和导电性聚合物材料。就便于进行电流输出而言，优选使用金属材料。金属材料的例子包括金属铝、镍、铁、不锈钢、钛和铜。还可以适当使用镍铝包覆材料、铜铝包覆材料和以上金属的任意组合的镀覆材料。最外层集电体材料可以采用金属表面上的铝箔的形式。其中，就电子导电性和电池工作电位而言，特别优选铝和铜。
密封构件
设置密封构件31，以防止由于电解液从电解质层117泄漏而引起的液结、电池10内相邻的集电体11之间的接触以及由于电池元件21中的单电池层19的端部之间的略微偏差而引起的短路。
密封构件31可以是具有绝缘性、防止固态电解质材料脱落的密封性、抵抗来自外部的水分渗透的密封性(气密性)以及电池工作温度条件下的耐热性的任何材料。这种材料的例子包括聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂和橡胶材料。其中，就耐腐蚀性、耐化学性、易于成形(膜形成性)和成本效益等而言，优选聚乙烯树脂和聚丙烯树脂作为密封构件31的材料。
电池封装体
在本实施例中，由于高输出和散热的特性并且可应用于诸如EV和HEV电池等的大型设备用电池，因而层压膜29适合用作电池封装体。层压膜29的例子包括诸如依次层压了聚丙烯层、铝层和尼龙层的三层层压膜等的铝层压膜。将层压膜29形成为例如袋状盒从而覆盖电池元件21。然而，层压膜29的形式不限于以上。作为电池封装体，可选地，可以使用已知的金属罐。
图11是示出双极型锂离子二次电池10的外观的立体图。如图11所示，锂离子二次电池10具有矩形扁平状。通过对电池封装体29的外周部进行热熔来将热生成元件(电池元件)21封装和密封在电池封装体29中。
锂离子电池10不限于以上的层压型扁平状，并且可选地，可以是卷绕型圆筒状，或者是通过对这种圆筒状进行变形所形成的矩形扁平状。在圆筒形电池结构的情况下，没有特别限制封装体材料，并且该封装体材料可以是层压膜或传统的圆筒罐(金属罐)。优选地，在本实施例中，将热生成元件(电池元件)封装在铝层压膜中，以减轻重量。
如图11所示，可以使用正极片58和负极片59来将电流取出到锂离子二次电池10的外部。这些片58和59电连接至最外层集电体11a和11b或者集电板25和27，并且自两侧从层压膜29的电池封装体引出。然而，没有特别限制片58和59的引出。可选地，可以将正极片58和负极片59从同一边引出，或者可以分成多个部分并且从各个边引出。在卷绕型电池结构的情况下，代替片，可以使用例如圆筒罐(金属罐)来形成端子。
没有特别限制片58和59的材料。对于锂离子二次电池片，可以使用任何已知的高导电性材料。片材料的适当例子包括诸如铝、铜、钛、镍、不锈钢(SUS)及其合金等的金属材料。其中，就轻量、耐腐蚀性和高导电性而言，优选铝和铜。正极片58和负极片59可以为同种类的材料或者不同种类的材料。
还可以根据需要使用正极端子引线和负极端子引线。可以使用任何已知的锂离子二次电池端子引线用的材料作为正极端子引线和负极端子引线的材料。期望利用例如耐热性热收缩绝缘管来覆盖从电池封装体29引出的任何部分，从而在与周围设备或布线相接触时不会发生接地故障，并由此不影响产品(汽车零件、特别为电子设备)的性能。
这里，可以利用任何已知的制造方法来制造双极型电池10。
电池组
在本实施例中，使用至少两个以上的双极型电池10来制造电池组。通过串联连接或并联连接双极型电池10来自由调节电池组的容量和电压。
图12、13和14是示出电池组的一个示例的外观的平面图、正视图和侧视图。如图12、13和14所示，电池组300具有以串联或并联方式电连接的多个可安装/可拆卸的小型电池模块250。电池模块250各自具有以串联或并联方式电连接的多个双极型二次电池10。利用这种结构，电池组300可以实现高容量和良好输出特性，从而适合用作需要高体积能量密度和高体积输出密度的车辆驱动用电源或辅助电源。这里，电池模块250经由诸如母线等的电连接部件彼此电连接，并且利用连接夹具310以层的形式层压。电池模块250中双极型二次电池10的数量和电池组300中电池模块250的数量是基于安装有电池组300的车辆(电动车)所需的电池容量和输出特性所确定的。
车辆
双极型二次电池10或组合多个双极型二次电池10的电池组适合用于车辆。在本实施例中，双极型二次电池10具有良好的长期可靠性和输出特性并且寿命长，因而可以安装在以EV驱动距离长为特征的插电式混合电动车或以单次充电的驱动距离长为特征的电动车上。换言之，双极型二次电池10或者组合多个双极型二次电池10的电池组适合用作车辆的电源。这些车辆的例子包括诸如混合电动车、电动车和燃料电池车等的机动车辆。这些机动车辆不仅指四轮车(客车、例如卡车和公交车等的商用车、轻型汽车等)，还指两轮车(摩托车等)或三轮车。双极型二次电池10或组合多个双极型二次电池10的电池组的应用不限于以上的机动车辆。可以应用双极型二次电池10或组合多个双极型二次电池10的电池组作为例如火车等的运输工具的任何其它车辆的电源以及诸如不间断电源等的可装配/可安装电源。
示例
以下将通过示例来更详细地说明本发明。在以下的示例中，利用水银孔率计(由微晶仪器公司(MicromeriticsInstrumentCorporation)制造，产品编号为AutoPoreIV9510)来测量开孔率；并且通过利用SEM(由日立(Hitachi)制造，S-4000)进行观察来确定孔大小。
示例1
按照以下工艺步骤来制造双极型二次电池。
1.制作集电体
通过以下来制备导电性树脂浆料，即：提供作为非导电性聚合物材料(树脂)的单液未固化的环氧树脂(95质量％)和作为导电性填料的炭黑(平均粒子大小：0.1μm)(5质量％)，并且在50℃下对由此提供的固体物质进行捏合。此外，提供聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)的剥离膜。对该膜涂布导电性树脂浆料并进行干燥，由此形成碳粒子分散在环氧树脂中的树脂层。利用拉伸机对由此形成的树脂层进行拉伸。据此，获得了开孔率为30％、孔大小为3μm并且厚度为100μm的导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为膜A)作为集电体。
2.形成正极层和负极层
提供包括85质量％的作为正极活性物质的LiMn2O4(平均粒子大小：10μm)、5质量％的作为导电助剂的乙炔黑和10质量％的作为粘合剂的PVdF的固体物质。通过向该固体物质添加适当量的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)来制备正极物质浆料。通过对在以上的项1中制作的集电体的一侧涂布正极活性物质糊剂并进行干燥来在该侧上形成正极层。然后，对该正极层加压直至厚度为36μm。
通过将90质量％的作为负极活性物质的硬质碳(平均粒子大小：10μm)和10质量％的作为粘合剂的PVdF与适当量的作为浆料粘度调整溶剂的NMP混合，来制备负极物质浆料。通过向在以上的项1中制作的集电体的另一侧涂布负极活性物质糊剂并进行干燥来在该侧上形成负极层。然后，对该负极层加压直至厚度为30μm。因而，获得了一侧形成有正极层且另一侧形成有负极层的双极型电极。
将由此获得的双极型电极切割成140mm×90mm的大小，其中，该电极材料的外周部附近10mm的宽度未涂布活性物质层(正极层和负极层)。即，制作具有大小为120mm×70mm的电极部和作为密封边距的宽度为10mm的外周密封部的双极型电极。
通过将90质量％的1.0MLiPF6在碳酸亚丙酯(PC)-碳酸亚乙酯(EC)溶剂(1∶1(体积比))中的电解液、10质量％的包含10质量％的HEP成分的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVdF-HFP)以及作为浆料粘度调整溶剂的DMC混合，来制备电解质材料(预凝胶材料)。
向双极型电极的电极部两侧的正极层和负极层整个涂布电解质材料(预凝胶材料)，之后在室温下进行干燥以将DMC溶剂从该电解质材料去除。由此，完成了凝胶电解质材料渗入到电极层中的双极型电极。正极层的厚度和负极层的厚度分别保持为36μm和30μm。
3.制备凝胶聚合物电解质层
还向聚丙烯的多孔膜隔离体(厚度：20μm)的两侧涂布以上所制备的电解质材料(预凝胶材料)，之后在室温下进行干燥以将DMC溶剂从该电解质材料去除，由此形成凝胶聚合物电解质层(厚度：20μm)。
4.层压
在双极型电极的正极层上配置凝胶电解质层。在双极型电极的凝胶电解质层周围配置宽度为12mm且厚度为100μm的PE(聚乙烯)膜作为密封材料。重复以上的过程以将六层的双极型电极层压到一起。从上下两侧对密封材料进行加压(加热和加压)，由此进行熔融(加压条件：0.2MPa、160℃、5s)，以形成用以密封各个层的密封构件。
针对由此产生的电池元件制备各自具有厚度为100μm且大小为130mm×80mm的Al板(作为电极集电板)的电极集电板(电端子)，从而覆盖电池元件的整个水平表面，其中，该Al板的一部分(宽度：20mm)延伸到电池元件的水平表面外部(作为电极片)。电池元件被夹持在这些电极集电板之间，然后封装并真空密封在铝层压膜的电池封装体中。据此，利用大气压的力量从两侧对整个电池元件加压。结果，获得了电池元件和电极集电板之间的接触增强了的5个串联单电池的双极型二次电池结构(5个单电池层串联连接)。
5.双极型二次电池结构的加压
在表面压力为1kg/cm2且温度为80℃下对以上获得的双极型二次电池结构进行热加压1小时，从而对该双极型电池结构的未固化的密封部(环氧树脂)进行固化。这样，完成了双极型二次电池。在该工艺步骤中，密封部被加压至给定厚度并被固化。
示例2
除了工艺步骤1中的拉伸条件改变以外，以与示例1相同的方式形成开孔率为45％、孔大小为3μm并且厚度为100μm的两张导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜B”)和开孔率为0％且厚度为100μm的一张导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜C”)。将由此形成的导电性树脂膜按膜B、膜C和膜B的顺序层压到一起并且进行压延，由此制作具有三个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了使用以上获得的集电体制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例3
通过以与示例2相同的方式形成一张膜B和一张膜C、将所形成的一张膜B和一张膜C层压到一起并且进行压延，来制作各自具有两个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了通过在各个集电体的膜B表面侧上涂布正极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的正极层加压成厚度为36μm、而在各个集电体的膜C表面侧上涂布负极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的负极层加压成厚度为30μm来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例4
以与示例2相同的方式形成一张膜B和一张膜C、将所形成的一张膜B和一张膜C层压到一起并且进行压延，由此制作具有两个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了通过在各个集电体的膜C表面侧上涂布正极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的正极层加压成厚度为36μm、而在各个集电体的膜B表面侧上涂布负极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的负极层加压成厚度为30μm来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例5
除了工艺步骤1中的拉伸条件改变以外，以与示例1相同的方式形成开孔率为40％、孔大小为3μm并且厚度为100μm的两张导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜D”)和开孔率为20％、孔大小为3μm并且厚度为100μm的一张导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜E”)。将由此形成的树脂膜按膜D、膜E和膜D的顺序层压到一起并且进行压延，由此制作具有三个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了使用以上获得的集电体来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例6
除了工艺步骤1中的拉伸条件改变以外，以与示例1相同的方式形成开孔率为40％、孔大小为5μm并且厚度为100μm的两张导电性炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜F”)。此外，以与示例5相同的方式形成一张膜E。将由此形成的树脂膜按膜F、膜E和膜F的顺序层压到一起并且进行压延，由此制作具有三个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了使用以上获得的集电体来制作各个双极型电池以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
比较示例
除了在工艺步骤1中不利用拉伸机进行拉伸以外，以与示例1相同的方式制作双极型二次电池。即，所使用的各个集电体均为无孔的炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜G”)。
表1示出示例1～6和比较示例的集电体的构成。
表1
示例7
通过使聚乙烯粒子和炭黑分散到有机溶剂中、利用捏合机混合分散的混合物、将捏合后的浆料形成为薄片、对薄片进行干燥以去除有机溶剂、并然后利用拉伸机将该薄片拉伸成膜状，来制作厚度为100μm的两张导电性炭黑分散的聚乙烯膜(以下还称为膜H)。此外，以与比较示例相同的方式形成一张炭黑分散的环氧树脂膜(膜G)。将由此形成的树脂膜按膜H、膜G和膜H的顺序层压到一起并且进行压延，由此制作具有三个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了使用以上获得的集电体来制作各个双极型电池以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例8
以与以上相同的方式形成一张膜G和一张膜H、将所形成的一张膜G和一张膜H层压到一起并且进行压延，由此制作具有两个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了通过在各个集电体的膜H表面侧上涂布正极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的正极层加压成厚度为36μm、而在各个集电体的膜G表面侧上涂布负极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的负极层加压成厚度为30μm来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例9
以与以上相同的方式形成一张膜G和一张膜H、将所形成的一张膜G和一张膜H层压到一起并且进行压延，由此制作具有两个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了通过在各个集电体的膜G表面侧上涂布正极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的正极层加压成厚度为36μm、而在各个集电体的膜H表面侧上涂布负极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的负极层加压成厚度为30μm来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
表2示出示例7～9的集电体的构成。
表2
示例10
通过利用捏合机将环氧树脂和聚乙烯粒子混合到一起、将混合物形成为薄片并且利用拉伸机将该薄片拉伸成膜状，来形成内部分散有炭黑分散的聚乙烯粒子的厚度为100μm的炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜I”)。除了使用膜I作为集电体来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式来制造双极型二次电池。膜I中炭黑分散的聚乙烯粒子和炭黑分散的环氧树脂的混合比为40∶60(质量比)。
示例11
以与以上相同的方式形成一张膜G和一张膜I、将所形成的一张膜G和一张膜I层压到一起并且进行压延，由此制作具有两个导电性树脂层的层压结构的集电体。除了通过在各个集电体的膜I表面侧上涂布正极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的正极层加压成厚度为36μm、而在各个集电体的膜G表面侧上涂布负极物质浆料并进行干燥以及将由此产生的负极层加压成厚度为30μm来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。
示例12
通过利用捏合机将环氧树脂和聚乙烯粒子混合到一起、将混合物形成为薄片并且利用拉伸机将该薄片拉伸成膜状，来形成内部分散有炭黑分散的聚乙烯粒子的厚度为100μm且开孔率为30％的炭黑分散的环氧树脂膜(以下还称为“膜J”)。除了使用膜J作为集电体来制作各个双极型电极以外，以与示例1相同的方式制造双极型二次电池。膜J中炭黑分散的聚乙烯粒子和炭黑分散的环氧树脂的混合比为40∶60(质量比)。
表3示出示例10～12的集电体的构成。
表3
评价：充电/放电测试
对示例1～12和比较示例的各个双极型二次电池进行充电/放电测试。在一个测试周期中，以0.5C的恒定电流(CC)将电池充电为21.0V，并然后在恒定电压(CV)下进一步充电。总充电时间为10小时。之后，使电池以1C的放电容量进行放电。在100个测试周期之后通过容量测量来测试电池的耐久性。表4示出测试结果。在表4中，容量保持率(％)指100个测试周期之后的放电容量相对于初始放电容量的比率；并且相对于比较示例的容量改进率表示在假定比较示例的容量保持率为1.00的情况下，示例或比较示例的容量保持率的比率(相对值)。
容量保持率＝100个测试周期之后的放电容量(Ah)/初始放电容量(Ah)×100(％)。
容量改进率＝示例或比较示例的容量保持率(％)/比较示例的容量保持率(％)。
表4
容量保持率(％) 相对于比较示例的容量改进率
示例1 85 1.21
示例2 92 1.31
示例3 88 1.26
示例4 87 1.24
示例5 94 1.34
示例6 95 1.36
示例7 85 1.21
示例8 90 1.29
示例9 89 1.27
示例10 88 1.26
示例11 92 1.31
示例12 95 1.36
比较示例 70 1.00
通过表4的结果显而易见，与比较示例的双极型二次电池相比较，示例1～12的双极型二次电池确实已提高了容量保持率和长期可靠性(耐久性)。

Claims (9)

1.一种双极型电池用集电体，包括：
导电性树脂层，其包含环氧树脂，并且被形成为：当所述导电性树脂层达到预定温度时，所述导电性树脂层的至少一部分收缩以使得所述双极型电池用集电体从活性物质层分离并且沿所述导电性树脂层的厚度方向流过所述导电性树脂层的所述至少一部分的电流被阻断，
其中，所述导电性树脂层内形成有多个孔，
并且，所述导电性树脂层的正极表面侧和负极表面侧至少之一的开孔率高于所述导电性树脂层的中央部的开孔率。
2.根据权利要求1所述的双极型电池用集电体，其特征在于，存在于所述导电性树脂层的正极表面侧和负极表面侧至少之一中的孔的大小大于存在于所述导电性树脂层的中央部中的孔的大小。
3.一种双极型电池用集电体，包括：
导电性树脂层，其包含环氧树脂，并且被形成为：当所述导电性树脂层达到预定温度时，所述导电性树脂层的至少一部分收缩以使得所述双极型电池用集电体从活性物质层分离并且沿所述导电性树脂层的厚度方向流过所述导电性树脂层的所述至少一部分的电流被阻断，
其中，所述导电性树脂层内形成有多个孔，
并且，存在于所述导电性树脂层的正极表面侧和负极表面侧至少之一中的孔的大小大于存在于所述导电性树脂层的中央部中的孔的大小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双极型电池用集电体，其特征在于，所述导电性树脂层包含第一聚合物和第二聚合物；并且其中，所述第一聚合物的熔点低于所述第二聚合物的熔点，以使得当所述导电性树脂层的所述至少一部分达到所述预定温度时，所述第一聚合物的至少一部分熔融。
5.根据权利要求4所述的双极型电池用集电体，其特征在于，所述导电性树脂层包括包含所述第一聚合物的低熔点层和包含所述第二聚合物的高熔点层。
6.根据权利要求5所述的双极型电池用集电体，其特征在于，包含所述第一聚合物的低熔点层配置在包含所述第二聚合物的高熔点层的至少一个表面上。
7.一种双极型电池用集电体，包括：
导电性树脂层，其包含环氧树脂，并且被形成为：当所述导电性树脂层达到预定温度时，所述导电性树脂层的至少一部分收缩以使得所述双极型电池用集电体从活性物质层分离并且沿所述导电性树脂层的厚度方向流过所述导电性树脂层的所述至少一部分的电流被阻断，
其中，所述导电性树脂层包含第一聚合物和第二聚合物；并且其中，所述第一聚合物的熔点低于所述第二聚合物的熔点，以使得当所述导电性树脂层的所述至少一部分达到所述预定温度时，所述第一聚合物的至少一部分熔融，
并且，所述导电性树脂层包括包含所述第二聚合物的高熔点层和包含所述第一聚合物的低熔点粒子，并且所述低熔点粒子配置在所述高熔点层内，
并且，包含所述第一聚合物的低熔点粒子配置在包含所述第二聚合物的高熔点层的正极表面侧和负极表面侧至少之一内。
8.根据权利要求7所述的双极型电池用集电体，其特征在于，包含所述第二聚合物的高熔点层内形成有多个孔。
9.一种双极型电池，包括根据权利要求1至8中任一项所述的双极型电池用集电体。
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