CN103026534B

CN103026534B - 双极型电池

Info

Publication number: CN103026534B
Application number: CN201180036358.4A
Authority: CN
Inventors: 小比贺基治; 堀江英明; 新田芳明
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: TW201208910A; EP2600442B1; EP2600442A4; JP5510546B2; BR112013001935A2; KR20130041231A; KR101451044B1; TWI481519B; MY157141A; US9203073B2; WO2012014730A1; US20130122333A1; JPWO2012014730A1; MX2013000695A; CN103026534A; RU2521075C1; EP2600442A1

Abstract

双极型电池（1）包括：发电元件（10），其经由电解质层（12）层叠多个双极型电极（11），该双极型电极（11）在集电体（111）的表面、背面形成有电极层（112、113）；弹性金属部（21），其以与发电元件（10）抵接的方式设置，在未作用外力的状态下相对于发电元件（10）点接触或线接触，在作用外力的状态下与发电元件（10）面接触；外装材料（30），其以收装发电元件（10）及弹性金属部（21）的方式设置，内部气压比大气压低，利用内部气压与大气压的压力差使弹性金属部（21）与发电元件（10）面接触。

Description

双极型电池

技术领域

本发明涉及双极型电池。

背景技术

JP－2004－319156－A中公开有经由电解质层层叠有多个在集电体的表面、背面形成有电极层的双极型电极的双极型电池。

但是，在这种双极型电池中，当万一存在外部短路等的任何异常因素时，发电元件有可能过度升温。如果发电元件变成高温，则电解质（电解液）气化，可能使外装材料的内压上升。

发明内容

本发明着眼于这种现有的问题点，本发明的目的在于，提供一种双极型电池，在产生气体而使外装材料的内压上升的情况下，限制电流量，防止过大的电流流动。

根据本发明的某方式，具有经由电解质层层叠有多个在集电体的表面、背面形成有电极层的双极型电极的发电元件。而且，提供一种双极型电池，其具有：弹性金属部，其以与发电元件抵接的方式设置，在未作用外力的状态下相对于发电元件点接触或线接触，在作用外力的状态下与发电元件面接触；外装材料，其以收装发电元件及弹性金属部的方式设置，内部气压比大气压低，利用内部气压与大气压的压力差使弹性金属部与发电元件面接触。

关于本发明的实施方式、本发明的优点，下面与附带的附图一同进行详细说明。

附图说明

图1是表示本发明的双极型电池的第一实施方式的图；

图2是说明第一实施方式的作用效果的图；

图3是表示本发明的双极型电池的第二实施方式的图；

图4是说明第二实施方式的作用效果的图；

图5是表示本发明的双极型电池的第三实施方式的电极片的弹性金属部的图；

图6是表示本发明的双极型电池的第四实施方式的电极片的弹性金属部的图；

图7是表示本发明的双极型电池的第五实施方式的图；

图8是表示本发明的双极型电池的其它实施方式的电极片的弹性金属部的图；

图9是表示本发明的双极型电池的另一实施方式的电极片的弹性金属部的图。

具体实施方式

（第一实施方式）

图1是表示本发明的双极型电池的第一实施方式的图，图1（A）是装配状态的纵剖面图，图1（B）是未作用外力的状态下的电极片的弹性金属部的立体图，图1（C）是图1（B）的C－C剖面图。

双极型电池1包含发电元件10、电极片20、外装材料30。

发电元件10包含双极型电极11、电解质层12、密封件13。

双极型电极11包含集电体111、正极112、负极113。正极112形成于集电体111的单面（图1（A）中下面）。负极113形成于集电体111的相反面（图1（A）中上面）。

集电体111例如由金属、导电性高分子材料、添加了导电性填料的非导电性高分子材料等的导电性材料形成。作为适合集电体111的材料的金属，示例有铝、镍、铁、不锈钢、钛、铜等。另外，也可以是镍和铝的金属包层材料、铜和铝的金属包层材料、或这些金属的组合的镀敷材料等。另外，也可以是在金属表面覆盖了铝的箔。考虑电子传导性及电池工作电位，特别优选铝、不锈钢、铜。

另外，作为适合集电体111的材料的导电性高分子材料，示例有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑、聚苯亚乙烯、聚丙烯腈及聚噁二唑等。这种导电性高分子材料即使不添加导电性填料也具有足够的导电性，因此，可以使制造工序容易，另外，可以使集电体111轻量。但是，也可以根据需要添加导电性填料。

另外，作为适合集电体111的材料的添加导电性填料的非导电性高分子材料，示例有聚乙烯（PE；高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE））、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚醚腈（PEN）、聚酰亚胺（PI）、聚酰胺酰亚胺（PAI）、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）、聚偏氟乙烯（PVdF）以及聚苯乙烯（PS）等。这种非导电性高分子材料的耐电位性及耐溶剂性优异。

导电性填料如果是具有导电性的物质则就没有特别限定，但如果是金属等或导电性碳等，则导电性、耐电位性、锂离子遮断性优异。作为适合导电性填料的材料的金属等，示例选自Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、Sb、及K构成的组中的至少一种金属、包含这些金属的合金、或包含这些金属的金属氧化物等。作为适合导电性填料的材料的导电性碳，优选含有选自乙炔黑、硬化物、黑珍珠（black pearl）、碳纳米光纤、科琴黑、碳纳米管、碳纳米角、碳纳米球、及富勒烯构成的组中的至少一种。导电性填料的添加量只要是可以对集电体111赋予足够的导电性的量，则就没有特别限制，通常为5～35质量％左右。

集电体111的大小根据电池的使用用途进行设定。例如，如果是用于要求高能量密度的大型的电池，则使用面积大的集电体111。关于集电体111的厚度也没有特别限制。集电体111的厚度通常为1～100μm左右。

如上所述，正极112形成于集电体111的单面（图1（A）中下面）。正极112是包含正极活性物质的层。正极活性物质为在放电时吸收离子、在充电时放出离子的组成。作为优选的一例，例举过渡金属和锂的复合氧化物即锂－过渡金属复合氧化物。具体而言为LiCoO₂等的Li·Co系复合氧化物、LiNiO₂等的Li·Ni系复合氧化物、尖晶石LiMn₂O₄等的Li·Mn系复合氧化物、LiFeO₂等的Li·Fe系复合氧化物及由其它元素取代了这些过渡金属的一部分的物质。锂－过渡金属复合氧化物的反应性、循环特性优异，制造成本低。另外，也可以使用LiFePO₄等的过渡金属和锂的磷酸化合物及硫酸化合物；V₂O₅、MnO₂、TiS₂、MoS₂、MoO₃等的过渡金属氧化物及硫化物；PbO₂、AｇO、NiOOH等。这种正极活性物质可以单独使用，也可以以两种以上的混合物使用。正极活性物质的平均粒子直径没有特别限制，但从正极活性物质的高容量化、反应性、循环耐久性的观点触发，优选为1～100μm、更优选为1～20μm。只要在这种范围内，则二次电池就能够抑制在高输出条件下的充放电时的电池的内部电阻的增大，能够取出足够的电流。此外，在正极活性物质为2次粒子的情况下，优选构成2次粒子的1次粒子的平均粒子直径在10nm～1μm的范围，但未必限定于上述范围。但是，根据制造方法，正极活性物质也可以不是通过凝集、块状等而2次粒子化的结构。此外，正极活性物质根据种类及制造方法等而取得的形状不同，例如有球状（粉末状）、板状、针状、柱状、角状等，但不限于此，可以以任意的形状使用。优选可以适当选择可提高充放电特性等电池特性的最佳的形状。

根据需要，活性物质层也可以含有其它物质。例如，为提高离子传导性，也可以含有电解质、锂盐、导电助剂等。

作为电解质，有固体高分子电解质、高分子凝胶电解质及层叠这些电解质的物质等。即，也可以将正极设为多层构造，在集电体侧和电解质侧也可以形成改变构成正极的电解质的种类及活性物质的种类和粒径、以及他们的配合比的层。优选构成高分子凝胶电解质的聚合物和电解液的比率（质量比）在20：80～98：2的、电解液的比率较小的范围。

高分子凝胶电解质是在具有离子传导性的固体高分子电解质中含有通常锂离子电池所使用的电解液的物质，另外，在不具有锂离子传导性的高分子的骨架中也可以保持同样的电解液。

在此，作为高分子凝胶电解质中含有的电解液（电解质盐及增塑剂），只要是通常锂离子电池中使用的电解液即可，例如可以使用含有选自LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiTaF₆、LiAlCl₄、Li₂B₁₀Cl₁₀等无机酸阴离子盐、LiCF₃SO₃、Li（CF₃SO₂）₂N、Li（C₂F₅SO₂）₂N等有机酸阴离子盐中的至少一种锂盐（电解质盐），且使用了混合有选自碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等环状碳酸酯类；碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等链状碳酸酯类；四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4－二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二丁氧基乙烷等醚类；γ-丁内酯等内酯类；乙腈等腈类；丙酸甲酯等酯类；二甲基甲酰胺等酰胺类；醋酸甲酯、甲酸甲酯中的一种或两种以上的非质子性溶剂等有机溶剂（增塑剂）而得到的电解液等。但不限定于此。

作为不具有用于高分子凝胶电解质的锂离子传导性的高分子，例如有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。但不限定于此。此外，PAN、PMMA由于并不是完全没有锂离子传导性，所以也可以作为具有离子传导性的高分子，在此，作为不具有用于高分子凝胶电解质的锂离子传导性的高分子进行示例。

锂盐例如是LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiTaF₆、LiAlCl₄、Li₂B₁₀Cl₁₀等无机酸阴离子盐、Li（CF₃SO₂）₂N、Li（C₂F₅SO₂）₂N等的有机酸阴离子盐、或它们的混合物等。但不限定于此。

导电助剂是为提高活性物质层的导电性而配合的添加物。作为导电助剂例如有乙炔黑、炭黑、石墨。但不限定于此。

正极中的、正极活性物质、电解质（优选固体高分子电解质）、锂盐、导电助剂的配合量应考虑电池的使用目的（重视输出、重视能量等）、离子传导性而决定。例如，如果正极内的电解质、特别是固体高分子电解质的配合量过少，则活性物质层内的离子传导电阻及离子扩散电阻增大，电池性能降低。另一方面，如果正极内的电解质、特别是固体高分子电解质的配合量过多，则电池的能量密度降低。因此，考虑这些原因，决定与目的相一致的固体高分子电解质量。

正极的厚度没有特别限定，对配合量进行叙述，只要考虑电池的使用目的（重视输出、重视能量等）、离子传导性决定即可。一般的正极活性物质层的厚度为10～500μm左右。

如上所述，负极113形成于集电体111的单面（图1（A）中上面）。负极113是含有负极活性物质的层。负极活性物质为放电时可放出离子，充电时可吸留离子的组成。负极活性物质只要能够可逆地吸收及放出锂，则没有特别限制，但作为负极活性物质的例子，优选Si及Sn等金属、或TiO、Ti₂O₃、TiO₂、或SiO₂、SiO、SnO₂等金属氧化物、Li_4/3Ti_5/3O₄或Li₇MnN等锂和过渡金属的复合氧化物、Li－Pb系合金、Li－Al系合金、Li、或天然石墨、人造石墨、炭黑、活性炭、碳纤维、焦炭、软碳、或硬碳等碳材料等。另外，负极活性物质优选含有与锂合金化的元素。通过使用与锂合金化的元素，能够得到具有相比目前的碳系材料高的能量密度的高容量及优异的输出特性的电池。这种负极活性物质可以单独使用，也可以以两种以上的混合物使用。

作为上述的与锂合金化的元素，例如有Si、Ge、Sn、Pb、Al、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Aｇ、Au、Cd、Hｇ、Ga、Tl、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Cl等。其中，从能够构成容量及能量密度优异的电池的观点考虑，优选含有碳材料以及／或选自Si、Ge、Sn、Pb、Al、In、及Zn构成的组中的至少一种以上的元素，特别优选含有碳材料、Si、或Sn的元素。它们可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

此外，负极活性物质的粒子径及形状没有特别限定，由于可以得到与上述的正极活性物质相同的方式，所以在此省略详细的说明。另外，与正极活性物质层相同，根据需要，为提高其它物质、例如离子传导性，也可以含有电解质、锂盐、导电助剂等。

电解质层12例如是高分子凝胶电解质的层。该电解质也可以为多层构造，也可以在正极侧和负极侧形成改变电解质的种类及成分配合比的层。在使用高分子凝胶电解质的情况下，构成高分子凝胶电解质的聚合物和电解液的比率（质量比）在20：80～2：98这样电解液的比率较大的范围。

作为这种高分子凝胶电解质，在具有离子传导性的固体高分子电解质中含有通常锂离子电池中使用的电解液，但也可以包含在不具有锂离子传导性的高分子的骨架中保持同样的电解液的物质。对于其而言，与作为正极中含有的电解质的一种所说明的高分子凝胶电解质相同，因此省略说明。

这些固体高分子电解质或高分子凝胶电解质除构成电池的高分子电解质外，如上所述也可以包含于正极及／或负极中，但也可以根据构成电池的高分子电解质、正极、负极而使用不同的高分子电解质，也可以使用相同的高分子电解质，也可以根据层而使用不同的高分子电解质。

构成电池的电解质的厚度没有特别限定。但是，为得到紧凑的双极型电池，优选在能够确保作为电解质的功能的范围内极其薄。通常的固体高分子电解质层的厚度为10～100μm左右。但是，电解质的形状利用制造方法上的特征，也容易以覆盖电极（正极或负极）的上面以及侧面外周部的方式形成，从功能、性能面考虑，也不取决于部位，不需要总是设为大致一定的厚度。

密封件13位于上下的集电体111之间，并被配置在正极112、负极113及电解质层12的周围。密封件13防止集电体彼此的接触及单电池层的端部的短路。密封件13的材料考虑绝缘性、相对于固体电解质的脱落的密封性及相对于水分透湿的密封性（密封性）、在电池工作温度下的耐热性等进行选择。例如，优选丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、橡胶、尼龙树脂等。其中，考虑耐腐蚀性、耐药品性、制作容易度（制膜性）、经济性，特别优选聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯酸树脂。

电极片20包含与发电元件10抵接的弹性金属部21。电极片20的一端露出外装材料30的外部。电极片20例如由铝、铜、钛、镍、不锈钢（SUS）、它们的合金等形成。考虑耐蚀性、制作容易度、经济性等，特别优选铝。正极的电极片20及负极的电极片20也可以是同一材质，也可以是不同的材质。另外，也可以是层叠了多层材质不同的结构。

电极片20的弹性金属部21如图1（B）及图1（C）所示，在未外力的状态下，以中心附近从发电元件10离开的方式（即图1（B）及图1（C）中朝向上方）凸起。

另外，在图1（A）所示的装配状态下，外装材料以内部气压比大气压低的状态、例如大致真空状态被密封。在该状态下，大气压对弹性金属部21作用，弹性金属部21的整面与发电元件10切面（面接触）。

弹性金属部21为通过这样作用外力与否而可变形的弹性部件。

外装材料30收纳发电元件10。外装材料30较软。外装材料30的材料有各种考虑，但例如是由聚丙烯薄膜覆盖了铝、不锈钢、镍、铜等金属（包含合金）的高分子－金属复合层叠薄膜的片材。外装材料30在收纳了发电元件10后，周围通过热熔敷而接合。在图1（A）所示的装配状态下，外装材料30的内部比大气压低，大致为真空。

图2是说明本实施方式的作用效果的图，图2（A）表示通常状态，图2（B）表示异常状态。

在弹性金属部21的整面与发电元件10切面（面接触）的状态下，电流在整面上一致地流动。在万一有外部短路等任何异常因素时，发电元件10可能过度升温。如果发电元件10变成高温，则电解质（电解液）气化而外装材料的内压上升。于是，如图2（B）所示，弹性金属部21变形为中心凸起的形状，从发电元件10离开。于是，电流仅在周边附近流动，因此，限制电流量，防止过大的电流流动。

此外，外装材料30虽然周围被热熔敷，但如果减小一部分的热熔敷幅度，则其称为软阀。于是，在电解质（电解液）气化，外装材料的内部气压上升时，从该软阀排出内部气压，因此，通过大气压可以抑制外装材料的内部气压，能够防止外装材料的内部气压过大。

（第二实施方式）

图3是表示本发明的双极型电池的第二实施方式的图，图3（A）是装配状态的纵剖面图，图3（B）是未作用外力的状态下的电极片的弹性金属部的立体图，图3（C）是图3（B）的C－C剖面图。

此外，下面，对于实现与上述相同的功能的部分标注同一符号，省略重复的说明。

如图3（B）及图3（C）所示，本实施方式的电极片20的弹性金属部21在未作用外力的状态下，朝向发电元件10（图3（B）及图3（C）中在下方），中心附近凸起。

另外，在图3（A）所示的装配状态下，外装材料在内部气压比大气压低的状态、例如大致真空状态下被密封。在该状态下，大气压对弹性金属部21作用，弹性金属部21的整面与发电元件10切面（面接触）。因此，弹性金属部21越靠发电元件10的中心附近越被强力推压。

在此，为容易理解本实施方式，说明电池的化学反应。

在通常运转电压范围内，产生下式（1）的化学反应。

[式1]

R^*+1/2H₂→Alkyl↑···(1)

另外，在过充电电压区域，产生下式（2－1）～（2－4）的反应。

[式2]

3CoO₂→Co₃O₄+O₂↑···(2-1)

ROCO₂R+3O₂→3CO₂↑+3H₂O···(2-2)

ROCO₂R+H₂O→2ROH+CO₂↑···(2-3)

LiPF₆+H₂O→LiF+2HF↑+POF₃···(2-4)

进而，在过放电电压区域，产生次式（3－1）或（3－2）的反应。

[式3]

ROCO₂R+e^-+Li⁺+1/2H₂→ROCO₂Li↓+Alkyl↑···(3-1)

ROCO₂R+2e^-+2Li⁺+H₂→Li₂CO₃↓+R-R↑···(3-2)

这样，在通常运转、过充电中、过放电中产生气体。由于弹性金属部21的整面与发电元件10切面（面接触），所以如果在电解质层中不残留气体，则整面一致地流过电流，但当这样产生的气体到达电解质层时，阻碍电流的流动，并且在其周围，电流增大。于是，局部产生电流密度高的区域。当电流密度局部变高时，锂离子可能电析并析出。于是，局部发生劣化。而且，可能陷入劣化向周围扩散这样的恶循环。

另外，如果重复充电放电，则特别是在初期在负极的表面形成覆盖膜或将电解液分解等，从而可能产生气体。在所产生的气体到达电解质层时，阻碍电流的流动。另外，可能陷入因所产生的气体而引起电解质层不均匀和进一步产生气体这样的恶循环。

与之相对，本实施方式的电极片20的弹性金属部21在未作用外力的状态下，如图3（B）及图3（C）所示，中心附近朝向发电元件10（图3（B）及图3（C）中下方）凸起。因此，在图3（A）所示的装配状态下，发电元件10越是靠近中心附近，越承受来自弹性金属部21的大的推压力。因此，电解质层中产生的气体容易移动到推压力小的周边的密封件附近。由此，能够防止因气体而阻碍电流的流动。由于在密封件附近本身未流过电流，所以即使气体滞留也不会产生不良。

图4是说明本实施方式的作用效果的图，图4（A）表示通常状态，图4（B）表示异常状态。

另外，在弹性金属部21的整面与发电元件10切面（面接触）的状态下，电流整面一致地流动。在万一有外部短路等任何异常因素时，发电元件10可能过升温。如果发电元件10变成高温，则电解质（电解液）气化，外装材料的内压上升。于是，如图4（B）所示，弹性金属部21保留保留中心附近，其它区域从发电元件10离开，中心附近朝向发电元件变形为凸的形状。于是，电流仅在中心附近流动，因此，限制电流量，防止过大的电流流动。

（第三实施方式）

图5是表示本发明的双极型电池的第三实施方式的电极片的弹性金属部的图，图5（A）是电极片的弹性金属部的立体图，图5（B）是图5（A）的B-B剖面图。

本实施方式的电极片的弹性金属部21为在未作用外力的状态下，中心附近朝向下方凸起，并且周缘面21a配置于一平面上的形状。

如上所述，外装材料在内部气压比大气压低的状态被密封。此时，大气压经由外装材料对电极片的弹性金属部21作用，使电极片的弹性金属部21成为平面状态。此时，弹性金属部21的周端啮入外装材料的高分子薄膜层中等，从而可能产生损伤。

与之相对，在本实施方式中，电极片的弹性金属部21为在未作用外力的状态下周缘面21a配置于一平面上的形状。当为这样的构造，电极片的弹性金属部21至少是周缘面21a总是与外装材料30抵接。因此，能够防止在制造本发明的双极型电池时，弹性金属部21的周端损伤外装材料的高分子薄膜层。

（第四实施方式）

图6是表示本发明的双极型电池的第四实施方式的电极片的弹性金属部的图，图6（A）是电极片的弹性金属部的立体图，图6（B）是图6（A）的B－B剖面图。

本实施方式的电极片的弹性金属部21在周缘设有涂布了绝缘性的树脂的部位21b。

当为这样的构造，电极片的弹性金属部21的至少绝缘树脂涂布部21b总是与外装材料30抵接。因此，能够防止在制造本发明的双极型电池时，弹性金属部21的周端损伤外装材料的高分子薄膜层。另外，即使万一外装材料的高分子薄膜层损伤，由于存在绝缘树脂涂布部21b，外装材料的金属层和电极片的弹性金属部21不会发生短路。

（第五实施方式）

图7是表示本发明的双极型电池的第五实施方式的图，图7（A）是装配状态的纵剖面图，图7（B）是表示双极型电极及其周围的密封的平面图，图7（C）是未作用外力的状态下的电极片的弹性金属部的剖面图。

本实施方式的双极型电池1被分割成多个发电元件10的发电区域。具体而言，如图7（A）及图7（B）所示，以有两处发电区域的方式分割有两个正极112及负极113。

而且，如图7（C）所示，电极片的弹性金属部21以在未作用外力的状态下朝向发电元件10的各发电区域的中心附近凸起的方式形成。另外，周缘面21a及中心面21c为配置于一平面上的形状。

在装配状态下，如图7（A）所示，发电元件10的各发电区域越是靠中心附近，越承受来自弹性金属部21的大的推压力。换言之，弹性金属部21越是靠发电元件10的发电区域的中心附近越被强力推压。因此，在电解质层产生的气体容易向推压力小的周边区域（未形成电极的区域）移动。由于在这种区域本身没有电流流动，因此，即使滞留气体也不会产生不良情况。

并不限于以上说明的实施方式，在不脱离其技术思想的范围内可以进行各种变形及变更，当然，这些内容也包含于本发明的技术范围内。

例如，如图8所示，也可以使弹性金属部21的端部卷曲。即使这样，在制造双极型电池时，也能够防止弹性金属部21的周端损伤外装材料的高分子薄膜层。

另外，在第五实施方式中，以发电区域为两处的方式分割有两个正极112及负极113。而且，电极片的弹性金属部21也可以以在未作用外力的状态下朝向发电元件10的各发电区域的中心附近凸起的方式形成。但是，如图9所示，也可以以发电区域在一处，电极片的弹性金属部21在两处凸起的方式形成。即使为这种构成，在万一存在外部短路等任何异常的因素，发电元件10过升温而电解质（电解液）气化时，弹性金属部21如图9（B）所示那样变形。于是，由于电流仅在凸形状附近流动，因此，限制了电流量，防止过大的电流流过。

另外，在上述各实施方式中，弹性金属部21以在未作用外力的状态下中心附近朝向下方点状凸起的方式形成，但也可以以线状凸起的方式形成。

另外，在上述各实施方式中，弹性金属部21作为电极片20的一部分进行了说明。只要这样一体形成，则可以不增加零件数量，因此，生产率优异，但也可以与电极片20分体。

另外，电池不限于可充电的二次电池。也可以是不能充电的一次电池。

而且，上述实施方式也可以适当组合。

本申请基于2010年7月26日在日本专利局申请的特愿2010－166858主张优先权，该申请的全部内容能够通过参照而编入本说明书中。

Claims

1.一种双极型电池，具有：

发电元件(10)，其经由电解质层(12)层叠多个双极型电极(11)，该双极型电极(11)在集电体(111)的表面、背面形成有电极层(112、113)；

弹性金属部(21)，其以与所述发电元件(10)抵接的方式设置，在未作用外力的状态下相对于发电元件(10)点接触或线接触且电流在接触部位流动，在作用外力的状态下与发电元件(10)面接触且电流在接触部位流动，由此，限制电流量；

外装材料(30)，其以收装所述发电元件(10)及弹性金属部(21)的方式设置，内部气压比大气压低，利用内部气压与大气压的压力差使所述弹性金属部(21)与发电元件(10)面接触。

2.如权利要求1所述的双极型电池，其中，

所述弹性金属部(21)在未作用外力的状态下朝向发电元件(10)凸起，在作用外力的状态下与发电元件(10)面接触。

3.如权利要求1所述的双极型电池，其中，

所述发电元件(10)包含被分割成多个的发电区域，

所述弹性金属部(21)在未作用外力的状态下朝向发电元件(10)的各发电区域凸起，在作用外力的状态下与发电元件(10)面接触。

4.如权利要求1～3中任一项所述的双极型电池，其中，

所述弹性金属部(21)是用于将所述发电元件(10)所发出的电力向所述外装材料(30)的外部取出的电极片(20)的一部分。

5.如权利要求1～3中任一项所述的双极型电池，其中，

所述弹性金属部(21)为在未作用外力的状态下周缘面配置于一平面上的形状。

6.如权利要求1～3中任一项所述的双极型电池，其中，

所述弹性金属部(21)以周缘从所述外装材料(30)离开的方式卷曲。

7.如权利要求1～3中任一项所述的双极型电池，其中，

所述弹性金属部(21)还包含设于周缘的绝缘树脂涂布部。

8.一种双极型电池，包含：

发电元件(10)，其经由电解质层层叠多个双极型电极，该双极型电极在集电体的表面、背面形成有电极层；

弹性金属部(21)，其以与所述发电元件(10)抵接的方式设置，以在未作用外力的状态下朝向所述发电元件(10)的中心附近凸起的方式形成，由此，越是靠近所述发电元件(10)的中心附近越被强力推压；

外装材料(30)，其以收装所述发电元件(10)及弹性金属部(21)的方式设置。