CN110581316A - 层叠电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及层叠电池，具备层叠体(10)，层叠体(10)具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层(11)、构成层叠方向另一端面的第2集电器层(12)、在第1集电器层(11)与第2集电器层(12)之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层(13)、(13)、……、和在第1集电器层(11)与第2集电器层(12)之间隔着多个双极集电器层(13)、(13)、……而串联地电连接的多个发电元件(14)、(14)、……，发电元件(14)具备：正极活性材料层(14a)、负极活性材料层(14b)、和配置于正极活性材料层(14a)和负极活性材料层(14b)之间的电解质层(14c)，从层叠体(10)的层叠方向一个端面至层叠方向另一端面的长度h(cm)与、层叠体(10)的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S大于1。

Description

层叠电池
技术领域
本申请公开了一种具有双极结构的层叠电池。
背景技术
如专利文献1至3中公开的那样，已知一种将多个发电元件进行层叠而得到的层叠电池，所述发电元件具备正极集电器层、正极活性材料层、电解质层、负极活性材料层和负极集电器层。另外，如专利文献4中公开的那样，亦已知如下的技术：通过在集电器层与活性材料层之间设置PTC层，在电池发热时增加PTC层的电阻，从而抑制电池温度的过度升高等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-136490号公报
专利文献2：日本特开2015-018670号公报
专利文献3：日本特开2008-198492号公报
专利文献4：日本特开2018-014286号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，需要实现蓄电装置的高能量化。例如，可通过增加层叠电池的电池容量与表观静电电容，确保高能量。但是，增加电池容量、静电电容时，存在如下的课题：在发生了电池的内部短路的情况下，电池中积蓄的电力集中于短路部分而容易发生发热。或者，也可通过增大层叠电池中的电极面积，确保高能量。但是，在增大了电极面积的情况下，存在如下的课题：容易在电池工作时发生反应不均(电流不均)，使循环特性恶化。
用于解决课题的手段
作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开了一种层叠电池，具备层叠体，
所述层叠体具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层、构成层叠方向另一端面的第2集电器层、在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层、和在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间隔着所述多个双极集电器层而串联地电连接的多个发电元件，
所述发电元件具备：正极活性材料层、负极活性材料层、和配置于所述正极活性材料层和所述负极活性材料层之间的电解质层，
从所述层叠体的所述层叠方向一个端面至所述层叠方向另一端面的长度h(cm)与所述层叠体的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。
本公开内容的层叠电池中，所述比h/S(cm-1)可大于10。
本公开内容的层叠电池中，除了所述层叠体之外，还可具备配置于比所述第1集电器层更靠外侧的第3集电器层。
在此情况下，可在所述第1集电器层与所述第3集电器层之间具备熔断器或PTC层。
本公开内容的层叠电池中，除了所述层叠体之外，还可具备配置于比所述第2集电器层更靠外侧的第4集电器层。
在此情况下，可在所述第2集电器层与所述第4集电器层之间具备熔断器或PTC层。
本公开内容的层叠电池的容量优选为0.32Ah以下。
本公开内容的层叠电池的静电电容优选为0.01Ah/V以下。
本公开内容的层叠电池的电压优选为10V以上且1000V以下。
本公开内容的层叠电池中，所述电极面积S可以为1cm2以上且100cm2以下。
本公开内容的层叠电池中，所述正极活性材料层的厚度优选为20μm以上且2mm以下，所述负极活性材料层的厚度优选为20μm以上且2mm以下。
本公开内容的层叠电池中，所述电解质层优选为固体电解质层。
发明效果
根据本公开内容的层叠电池，通过使层叠体的层叠方向高度h相对于电极面积S之比大于1，容易在确保高能量的同时，抑制在内部短路时的电池发热、在电池工作时的反应不均。
附图说明
图1是用于对层叠电池100的层构成的一个例子进行说明的示意图。
图2是用于对发电元件14的层构成的一个例子进行说明的示意图。
图3是用于对电极面积S进行说明的示意图。
图4是用于对层叠体10的整体形状的一个例子进行说明的示意图。
图5是用于对层叠电池的性能的优选范围的一个例子进行说明的图。
符号说明
100 层叠电池
10 层叠体
11 第1集电器层
12 第2集电器层
13 双极集电器层
14 发电元件
14a 正极活性材料层
14b 负极活性材料层
14c 电解质层
20 第3集电器层
30 第4集电器层
40 熔断器或PTC层
50 外包装体
具体实施方式
1.层叠电池100
图1示意性地示出层叠电池100的层构成。另外，图2示意性地示出构成层叠电池100的发电元件14的层构成。如图1、2所示，层叠电池100具备层叠体10。层叠体10具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层11、构成层叠方向另一端面的第2集电器层12、在第1集电器层11与第2集电器层12之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层13、13、……、和在第1集电器层11与第2集电器层12之间隔着多个双极集电器层13、13、……而串联地电连接的多个发电元件14、14、……。发电元件14具备：正极活性材料层14a、负极活性材料层14b、和配置于正极活性材料层14a和负极活性材料层14b之间的电解质层14c。此处，层叠电池100具有的一个特征在于，从层叠体10的层叠方向一个端面至层叠方向另一端面的长度h(cm)与层叠体10的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。
1.1.第1集电器层11
第1集电器层11可利用金属箔、金属网(メッシュ)等构成。特别优选金属箔。作为构成第1集电器层11的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。第1集电器层11可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。第1集电器层11的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。
1.2.第2集电器层12
第2集电器层12可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成第2集电器层12的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。关于第1集电器层11与第2集电器层12，构成的金属的种类可以相同也可不同。第2集电器层12可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。第2集电器层12的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。
1.3.双极集电器层13
双极集电器层13可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成双极集电器层13的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。关于第1集电器层11与第2集电器层12与双极集电器层13，构成的金属的种类可以相同也可不同。双极集电器层13可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。双极集电器层13可包含多个金属箔。在此情况下，多个金属箔彼此可以是相同的种类也可以是不同的种类。双极集电器层13的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。
1.4.发电元件14
如图2所示，发电元件14通过将正极活性材料层14a与电解质层14c与负极活性材料层14b进行层叠而成。在图2中，发电元件14可作为单电池而发挥功能。在层叠电池100中，多个这样的发电元件14隔着双极集电器13层叠，从而构成层叠体10。
1.4.1.正极活性材料层14a
正极活性材料层14a是至少包含活性材料的层。在将层叠电池100制成固体电池的情况下，可在活性材料的基础上，进一步任选地包含固体电解质、粘合剂和导电助剂等。另外，将层叠电池100制成电解液系的电池的情况下，可在活性材料的基础上，进一步任选地包含粘合剂和导电助剂等。对于活性材料可使用公知的活性材料。可选择公知的活性材料之中的、将预定的离子进行吸藏释放的电位(充放电电位)不同的2种材料，可分别使用示出高电位的材料作为正极活性材料，使用示出低电位的材料作为后述的负极活性材料。例如，在构成锂离子电池的情况下，作为正极活性材料，可使用钴酸锂、镍酸锂、LiNi1/3Co1/3Mn1/ 3O2、锰酸锂、尖晶石系锂化合物等各种含锂复合氧化物。将层叠电池100制成固体电池的情况下，正极活性材料的表面可用铌酸锂层、钛酸锂层、磷酸锂层等氧化物层进行包覆。另外，将层叠电池100制成固体电池的情况下，固体电解质优选为无机固体电解质。这是由于，与有机聚合物电解质相比离子传导率更高。另外是由于，与有机聚合物电解质相比，耐热性优异。另外是由于，与有机聚合物电解质相比，硬质且刚性优异，能够更容易地构成本公开内容的层叠电池100。作为优选的无机固体电解质，例如，可例示出：镧锆酸锂、LiPON、Li1+ XAlXGe2-X(PO4)3、Li-SiO系玻璃、Li-Al-S-O系玻璃等氧化物固体电解质；Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Si2S-P2S5、Li2S-P2S5-LiI-LiBr、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2O5、LiI-Li3PO4-P2S5、Li2S-P2S5-GeS2等硫化物固体电解质。特别是，优选硫化物固体电解质，更优选包含Li2S-P2S5的硫化物固体电解质，进一步优选包含Li2S-P2S5-LiI-LiBr的硫化物固体电解质。作为正极活性材料层14a中可包含的粘合剂，例如，可列举丁二烯橡胶(BR)、丁烯橡胶(IIR)、丙烯酸酯丁二烯橡胶(ABR)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等。作为正极活性材料层14a中可包含的导电助剂，可列举乙炔黑、科琴黑等碳材料；镍、铝、不锈钢等金属材料。正极活性材料层14a中的各成分的含量可设为与以往相同。正极活性材料层14a的形状也可设为与以往相同。特别是，从能够容易地构成层叠电池100的观点考虑，优选片状的正极活性材料层14a。在此情况下，正极活性材料层14a的厚度优选比以往更厚。这是由于，在电池内部混入了异物的情况下，能够抑制集电器层彼此的短路，能够更加抑制在内部短路时的发热。例如，正极活性材料层14a的厚度优选为20μm以上且2mm以下。下限更优选为100μm以上，上限更优选为1mm以下。
1.4.2.负极活性材料层14b
负极活性材料层14b是至少包含活性材料的层。将层叠电池100制成固体电池的情况下，可在活性材料的基础上，进一步任选地包含固体电解质、粘合剂和导电助剂等。另外，将层叠电池100制成电解液系的电池的情况下，可在活性材料的基础上，进一步任选地包含粘合剂和导电助剂等。活性材料可使用公知的活性材料。可选择公知的活性材料之中的、将预定的离子进行吸藏释放的电位(充放电电位)不同的2种材料，可分别使用示出高电位的材料作为上述正极活性材料，使用示出低电位的材料作为负极活性材料。例如，在构成锂离子电池的情况下，作为负极活性材料，可使用Si、Si合金、硅氧化物等硅系活性材料；石墨、硬碳等碳系活性材料；钛酸锂等各种氧化物系活性材料；金属锂、锂合金等。关于固体电解质、粘合剂和导电助剂，可从作为在正极活性材料层14a中使用的材料而例示出的材料之中适当选择而使用。负极活性材料层14b中的各成分的含量可设为与以往相同。负极活性材料层14b的形状也可设为与以往相同。特别是，从能够容易地构成层叠电池100的观点考虑，优选片状的负极活性材料层14b。在此情况下，负极材料层14b的厚度优选比以往更厚。这是由于，在电池的内部混入了异物的情况下，能够抑制集电器层彼此的短路，能够更加抑制在内部短路时的发热。例如，负极活性材料层14b的厚度优选为20μm以上且2mm以下。下限更优选为100μm以上，上限更优选为1mm以下。
1.4.3.电解质层14c
电解质层14c是至少包含电解质的层。在将层叠电池100制成固体电池的情况下，电解质层14c可制成包含固体电解质和任选的粘合剂的固体电解质层。固体电解质优选为上述的无机固体电解质。特别是，将层叠电池100制成硫化物固体电池的情况下，电解质层14c优选包含硫化物固体电解质。在此情况下，电解质层14c中所含的硫化物固体电解质优选为包含Li2S-P2S5的硫化物固体电解质，更优选为包含Li2S-P2S5-LiI-LiBr的硫化物固体电解质。关于粘合剂，可适当选择与正极活性材料层14a中使用的粘合剂相同的材料而使用。固体电解质层14c中的各成分的含量可设为与以往相同。固体电解质层14c的形状也可设为与以往相同。特别是，从能够容易地构成层叠电池100的观点考虑，优选片状的固体电解质层14c。在此情况下，固体电解质层14c的厚度例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。另一方面，在将层叠电池100制成电解液系电池的情况下，电解质层14c包含电解液和隔膜。这些电解液、隔膜对于本领域技术人员不言自明，因而此处省略详细说明。电解质层14c优选为固体电解质层。即，层叠电池100优选为固体电池。这是由于，在电解质层14c为固体电解质层的情况下，变得更加容易构成层叠电池100。特别是，电解质层14c优选为硫化物固体电解质层。即，层叠电池100优选为硫化物固体电池。在硫化物固体电池中，通常，需要利用约束构件对发电元件14在层叠方向上施加约束压，容易产生电流不均的课题。与此相对，在本公开内容的层叠电池100中，如后所述，容易抑制该电流不均。
1.5.层叠体10
如上所述，层叠体10由第1集电器11、第2集电器12、多个双极集电器13、13、……和多个发电元件14、14、……层叠而成。不言自明，在层叠体10中，多个双极集电器13、13、……与多个发电元件14、14、……彼此直接层叠。本公开内容的层叠电池100的一个特征在于，具有这样的构成的层叠体10的从层叠方向一个端面(第1集电器层11的一端侧的表面)至层叠方向另一端面(第2集电器层12的另一端侧的表面)的长度h(cm)、与层叠体10的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。特别是，比值h/S(cm-1)优选大于10。比值h/S(cm-1)的上限没有特别限定，例如，优选设为100以下。更优选为30以下。
1.5.1.电极面积S
在本公开内容的层叠电池100中，电极面积S(cm2)如以下那样定义。即，如图3所示，在从层叠体10的层叠方向观看的情况下，将发电元件14的正极活性材料层14a与负极活性材料层14b与电解质层14c都重叠的部分的面积设为发电元件的电极面积S’(cm2)。对于构成层叠体10的多个发电元件14、14、……中的全部，确定电极面积S’(cm2)，将其最大值设为“层叠体10的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)”。在多个发电元件14、14、……中，优选尽可能抑制电极面积S’的偏差。例如，在构成层叠体10的多个发电元件14、14、……中，电极面积S’的最小值(S’最小)与最大值(S’最大)之比(S’最小/S’最大)优选为0.9以上且1.0以下。更优选为0.95以上且1.0以下。
需要说明的是，在图3中，在层叠方向视图中，在电解质层14c的外缘的内侧中，内含负极活性材料层14b的外缘；在负极活性材料层14b的外缘的内侧中，内含正极活性材料层14a的外缘。作为结果，电极面积S’表示与正极活性材料层14a的面积一致的形态，但是各层的面积的大小关系、各层的外缘的位置关系不限定于此形态。
在本公开内容的层叠电池100中，电极面积S的具体值并非特别限定。从更加抑制电流不均的观点、容易确保一定程度的容量的观点等考虑，电极面积S优选为0.5cm2以上且100cm2以下。下限更优选为1cm2以上，上限更优选为10cm2以下。需要说明的是，减小电极面积S时层叠电池的能量E(Wh)容易变小，但是在本公开内容的层叠电池100中，如上所述使比值h/S大于1，从而能够确保高的能量。
1.5.2.长度h
在本公开内容的层叠电池100中，长度h的具体值并非特别限定。可通过确定上述的电极面积S，来确定长度h。例如，长度h优选为1cm以上且100cm以下。下限更优选为2cm以上，上限更优选为30cm以下。
1.5.3.发电元件的数量
关于层叠体10中具备的多个发电元件14、14、……的数量，只要是能够实现上述的比值h/S的数量即可。例如，多个发电元件14、14、……的数量优选为2个以上且1000个以下。下限更优选为10个以上，上限更优选为300个以下。
1.5.4.层叠体的整体形状
在图2中，示出了层叠体10的截面为四边形的情况(即，层叠体10的整体形状为图4(A)中所示的四棱柱状的情况)，但是层叠体10的形状不限定于此。例如，层叠体10也可以如图4(B)所示为圆柱状，也可以是除了图4(A)和(B)中所示的形状以外的形状。总之，关于层叠体10，只要各层在一个方向上层叠即可。
1.6.层叠电池100的性能
关于层叠电池100的性能，将容量C、电压V、静电电容F和能量E的优选范围的一个例子汇总时，成为如图5那样。图5的区域X是本公开内容的层叠电池100的性能的优选范围的一个例子。另外，图5的区域Y是以往公知的电池的性能的一个例子。如图5所示，可以说，本公开内容的层叠电池100在优选实施方式中，与以往公知的电池相比，容量C小，电压V大，静电电容F小，能量E是同等的。
1.6.1.容量C
优选地，层叠电池100的容量小。具体地，层叠电池100的容量优选为1Ah以下，更优选为0.5Ah以下，特别优选为0.32Ah以下。层叠电池100的容量的下限并非特别限定。例如，优选设为1mAh以上。通过减小层叠电池100的容量，能够更加抑制在短路时的发热。层叠电池的容量与发电元件的容量一致。即，根据正极活性材料层、负极活性材料层的尺寸而确定容量。此处，减小容量时层叠电池的能量E(Wh)变小，但是在本公开内容的层叠电池100中，如上所述使比值h/S大于1，从而能够确保高的能量。
1.6.2.电压V
层叠电池100的电压优选为10V以上且2000V以下。电压的下限更优选为40V以上，上限更优选为400V以下。通过将电压设为此范围，变得容易确保充分的电池性能，并且在制成层叠电池的情况下容易抑制集电器层间的火花。需要说明的是，层叠电池100的电压V可根据发电元件的电压V0和发电元件的数量(层叠数)n，以V＝n×V0的形式算出。
1.6.3.静电电容F
优选地，层叠电池100的静电电容小。具体地，层叠电池100的静电电容优选为0.1Ah/V以下，更优选为0.01Ah/V以下，特别优选为0.001Ah/V以下。可通过减小层叠电池100的静电电容，抑制在短路时的发热。层叠电池100的静电电容的下限并非特别限定。例如，优选设为0.00001Ah/V以上。需要说明的是，静电电容F可根据上述的层叠电池100的容量C和电压V，以F＝C/V的形式算出。
1.6.4.能量E
如上所述，层叠电池100通过增大比值h/S，容易在提高能量的同时，抑制在内部短路时的电池发热、在电池工作时的反应不均。层叠电池100的能量的具体值没有特别限定，但是作为一个大致基准，能量优选为1Wh以上。更优选为10Wh以上。层叠电池100的能量E的上限并非特别限定。例如，优选设为100Wh以下。需要说明的是，能量E可根据上述的容量C和电压V，以E＝C×V的形式算出。
层叠电池100优选容量C、电压V、静电电容F和能量E之中的至少一个成为上述的值，如图5所示，更优选容量C、电压V、静电电容F和能量E都成为上述的值。
1.7.其它的构成
层叠电池100具备上述的层叠体10。另外，层叠电池100也可具备除了层叠体10以外的构成。
1.7.1.第3集电器层20
例如，如图1所示，层叠电池100除了具备层叠体10之外还可具备配置于比第1集电器层11更靠外侧(相对于第1集电器层11为与配置第2集电器层12的一侧相反的一侧，相对于第1集电器层11为层叠方向外侧)的第3集电器层20。第3集电器层20可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成第3集电器层20的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。第3集电器层20的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。
1.7.2.第4集电器层30
另外，如图1所示，层叠电池100除了具备层叠体10之外还可具备配置于比第2集电器层12更靠外侧(相对于第2集电器层12为与配置第1集电器层11的一侧相反的一侧，相对于第2集电器层12为层叠方向外侧)的第4集电器层30。第4集电器层30可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成第4集电器层30的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。第4集电器层30的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。
1.7.3.熔断器或PTC层40
另外，如图1所示，在层叠电池100具备第3集电器层20的情况下，可在第1集电器层11与第3集电器层20之间具备熔断器或PTC层40。另外，在层叠电池100具备第4集电器层30的情况下，可在第2集电器层12与第4集电器层30之间具备熔断器或PTC层(未图示)。需要说明的是，关于熔断器和PTC层的构成、基于熔断器和PTC层而得到的效果，如专利文献4等中公开的那样是公知的，即使不特别地说明也显而易见。在本公开内容的层叠电池100中，使h/S为1以上，从而能够抑制在内部短路时的电池发热等。因此也可以说，在层叠电池100中，熔断器或PTC层40是为了防备万一的情况而增补性地设置的层。
1.7.4.外包装体50
在层叠电池100中，优选在层叠体10的至少侧面上设置外包装体50。由此，能够抑制水分等从层叠体10的侧面侵入。需要说明的是，在图1中所示的层叠电池100中，在层叠体10的层叠方向一端侧、另一端侧没有设置外包装体50。在图1中所示的层叠电池100中，在由上述的第3集电器20和第4集电器30和外包装体50划定的空间内容纳着层叠体10。但是，也可将第3集电器层20、第4集电器层30与层叠体10一道容纳在外包装体50的内部。
1.7.5.作为层叠电池整体的形状
层叠电池100优选在整体上具有与层叠体10对应的形状。即，在层叠体10为四棱柱状的情况下，优选地，外包装体50也制成四棱柱状，层叠电池100作为整体为四棱柱状。另外，在层叠电池100中，可使上述的长度h(cm)与层叠电池100的在层叠方向视图中的投影面积A(cm2)(在与层叠方向正交的截面中，由外包装体50的外侧表面划定的面积的最大值)之比h/A(cm-1)大于1。需要说明的是，在比值h/A大于1的情况下，比值h/S必定变得大于1。
1.8.作用/效果
根据本发明人的见解，为了抑制在内部短路时的电池发热，减小电池的容量C、静电电容F是有效的。但是，在减小了容量C、静电电容F的情况下，难以确保充分的能量E。为了确保充分的能量E，需要将多个发电元件进行层叠而制成层叠电池。根据本发明人的见解，在层叠电池中，通过隔着双极集电器将多个发电元件进行层叠，使得层叠体的层叠方向高度h相对于电极面积S之比(h/S)变得大于1，从而能够充分地提高能量E(例如，1Wh以上)。即，在具有双极结构的层叠电池100中，通过使层叠体10的层叠方向高度h相对于层叠体10的电极面积S之比(h/S)大于1，从而容易在提高能量的同时，抑制在内部短路时的电池发热。
另外，根据本发明人的见解，为了抑制电池工作时的电流不均，减小电池的电极面积S从而降低层界面的压力不均是有效的。但是，在减小了电极面积S的情况下，难以确保充分的能量E。为了确保充分的能量E，需要将多个发电元件进行层叠而制成层叠电池。根据本发明人的见解，在层叠电池中，通过隔着双极集电器将多个发电元件进行层叠，使得层叠体的层叠方向高度h相对于电极面积S之比(h/S)变得大于1，从而能够充分地提高能量E(例如，1Wh以上)。即，在具有双极结构的层叠电池100中，通过使层叠体10的层叠方向高度h相对于层叠体10的电极面积S之比(h/S)大于1，容易在提高能量的同时，抑制在内部短路时的电池发热。
2.层叠电池的制造方法
发电元件14本身可利用公知的方法制作。例如，在制造固体电池的情况下，可通过如下方式制作发电元件14：在正极集电器层(可作为第1集电器层11或双极集电器层13而发挥功能)的表面上湿式涂刷活性材料等正极材料并干燥，从而形成正极活性材料层14a，在负极集电器层(可作为第2集电器层12或双极集电器层13而发挥功能)的表面上湿式涂刷活性材料等负极材料并干燥，从而形成负极活性材料层14b，在正极活性材料层14a与负极活性材料层14b之间转印包含固体电解质等的电解质层14c，进行压制成形而一体化。此时的压制压没有特别限定，优选设为例如2吨/cm2以上。需要说明的是，这些制作程序终归只是一个例子而已，也可利用此外的程序制作发电元件14。例如，也可利用干式法来替代湿式法而形成正极活性材料层14a等。可通过将如此制作出的发电元件14在串联地电连接的同时，将多个进行层叠，从而获得层叠体10(在此情况下，将正极集电器层与负极集电器层彼此叠合而构成双极集电器层13)。将如此制作出的层叠体10封入于层压膜、不锈钢罐等外包装体(电池壳)内，等等，从而可制作固体电池作为层叠电池100。需要说明的是，这些制作程序终归只是一个例子而已，也可利用此外的程序而制作固体电池。
或者，可通过配置隔膜来替代上述的固体电解质层而制作发电元件14，与上述同样地操作而制成层叠体10，将其封入于填充了电解液的外包装体(电池壳)内，等等，从而可制造电解液系电池作为层叠电池100。在制造电解液系电池之时，可省略各层的压制成形。
3.补充事项
在上述说明中，示出了包括电解液系电池和固体电池两者的层叠电池。但是认为，本公开内容的技术在应用于电解质层是固体电解质层的固体电池(特别是固体电解质层包含硫化物固体电解质的硫化物固体电池)的情况下发挥更显著的效果。与电解液系电池相比，固体电池的发电元件内的间隙少，硬质且也不易变形，因而即使在串联地层叠多个发电元件使得上述的比值h/S变得大于1的情况下，也抑制各发电元件的变形等，并且不易发生各发电元件的短路。此外，在固体电池中，为了降低发电元件内的内部电阻，对于层叠体的约束压倾向于变高。在此情况下，容易发生层界面处的压力不均，容易在电池工作时产生电流不均。与此相对，根据本公开内容的层叠电池，通过使比值h/S大于1，容易抑制该电流不均。换言之，认为相比于电解液系电池的情况，在固体电池的情况下，基于本公开内容的技术而得到的效果变得显著。
另一方面，电解液系电池通常在装满了电解液的电池壳内浸渍发电元件(除了发电元件的各层的间隙之外，在发电元件的外部也存在电解液)，在将多个发电元件进行了层叠的情况下，容易经由电解液等而发生短路。可通过设置用于防止短路的单元(在发电元件间设置用于抑制电解液的浸出的单元等)而解决这样的课题，但是越增大上述的比值h/S，则用于防止短路的构件件数越倾向于变多。
也考虑：使用单极电极等将发电元件彼此并联地电连接而构成层叠电池的情况。但是，在单极型的层叠电池中，在发电元件的一部分发生了短路的情况下，绕行电流(回り込み電流)从未短路的发电元件向短路了的发电元件集中，容易在短路部处产生焦耳发热。即，相比于将多个发电元件串联地电连接的情况，内部短路时的电池发热变大。关于由上述的绕行电流引起的发热，即使增大了比值h/S也难以抑制。在本公开内容的层叠电池中，通过不采用单极结构，而是采用双极结构，避免了这样的问题。
实施例
1.关于在短路时产生的发电元件的发热量
按照以下的程序制作发电元件1～3，对短路时的发热量进行了评价。
1.1.发电元件1
1.1.1.正极活性材料的制作
使用滚动流动式涂布装置(Powrex公司制造)，在大气气氛下，在Li(Ni,Co,Mn,W)O2粒子的表面涂布铌酸锂，在大气气氛下煅烧，从而获得正极活性材料。
1.1.2.正极活性材料层的制作
在PP制容器中，加入丁酸丁酯、PVDF系粘合剂(吴羽(Kureha)公司制造)的5重量％丁酸丁酯溶液、上述的正极活性材料、硫化物固体电解质(Li2S-P2S5系)、和作为导电助剂的VGCF(昭和电工公司制造)，利用超声波分散装置(SMT公司制造UH-50)搅拌了30秒。接着，利用振荡机(柴田科学公司制TTM-1)将容器振荡30分钟，进一步利用超声波分散装置搅拌了30秒。其后，进一步振荡3分钟，获得正极混合物浆料。使用涂抹器利用刮板法将所获得的正极混合物浆料涂刷在铝箔(日本制箔公司制造)上。自然干燥后，在100℃的热板上干燥30分钟，从而在铝箔上形成了正极活性材料层(厚度60μm)。
1.1.3.负极活性材料层的制作
在PP制容器中，加入丁酸丁酯、PVDF系粘合剂(吴羽公司制造)的5重量％丁酸丁酯溶液、作为负极活性材料的硅粒子(高纯度化学公司制造)、和硫化物固体电解质(Li2S-P2S5系)，利用超声波分散装置(SMT公司制UH-50)搅拌了30秒。接着，利用振荡机(柴田科学公司制TTM-1)将容器振荡30分钟，进一步利用超声波分散装置搅拌了30秒。其后，进一步振荡3分钟，获得负极混合物浆料。使用涂抹器利用刮板法将所获得的负极混合物浆料涂刷于铜箔上。自然干燥后，在100℃的热板上干燥30分钟，从而在铜箔上形成了负极活性材料层(厚度29μm)。
1.1.4.电解质层的制作
在PP制容器中，加入庚烷、BR系粘合剂(JSR公司制造)的5重量％庚烷溶液、和硫化物固体电解质(Li2S-P2S5系)，利用超声波分散装置(SMT公司制UH-50)搅拌了30秒。接着，利用振荡机(柴田科学公司制TTM-1)将容器振荡30分钟，进一步利用超声波分散装置搅拌了30秒。其后，进一步振荡3分钟，从而获得电解质浆料。使用涂抹器利用刮板法将所获得的电解质浆料涂刷于基材的表面上。自然干燥后，在100℃的热板上干燥30分钟，从而在基材上形成了电解质层(厚度30μm)。
1.1.5.发电元件的制作
将各层裁剪为电池形状后，在负极活性材料层的表面上叠合固体电解质层，利用CIP(神户制钢所公司制造)施加相当于4吨/cm2的压力而进行了压制。其后，从固体电解质层的表面上剥离铝箔，在此处，叠合正极活性材料层，同样地施加相当于4吨/cm2的压力而进行压制，获得具备铝箔/正极活性材料层/固体电解质层/负极活性材料层/铜箔的构成的发电元件1。发电元件1的容量C为0.32Ah。
1.2.发电元件2
将正极活性材料层和负极活性材料层的面积进行变更，从而将容量C设为0.1Ah，除此以外，与发电元件1同样地操作而制作出发电元件2。
1.3.发电元件3
将正极活性材料层和负极活性材料层的面积进行变更，从而将容量C设为0.8Ah，除此以外，与发电元件1同样地操作而制作出发电元件3。
1.4.短路时的发热量的评价
对于所制作出的发电元件1～3，在赋予一定的约束压的同时从0V充电至4.55V，从4.55V放电至3V，进一步充电至4.35V。充电后，将钉(φ8mm、尖端角度60度)以25mm/秒的速度刺入发电元件，使发电元件发生短路，并且确认了短路时的发电元件的发热量。关于发热量，使用设置在钉尖端的热电偶，使用短路前后的最大的温度变化值而进行了概算。另外由于发电元件的准确的比热不明确，因而关于发热量，通过以0.32Ah进行归一化(規格化)而进行了比较。
发热量P＝c*ρ*V*ΔT/t(P：发热量，c：发电元件的比热，ρ：发电元件的密度，V：发电元件的体积，ΔT：温度变化，t：时间)
将结果示于下述表1。
表1
容量C(Ah) 归一化发热量
发电元件1 0.32 1
发电元件2 0.1 0.2
发电元件3 0.8 8.8
根据表1中所示的结果明显可知，通过将发电元件的容量C设为0.32Ah以下，能够显著地抑制在短路时的发热。此处，将发电元件的容量设为0.32Ah以下的情况下，电池的能量变小。为了确保充分的能量，需要将多个发电元件进行层叠而制成层叠电池。
在隔着双极集电器将发电元件串联地电连接而获得层叠电池的情况下，层叠电池整体的容量与每一个发电元件的容量等同。即，可以说，在将容量0.32Ah以下的多个发电元件串联地连接而制成了层叠电池的情况下，即使在该层叠电池中发生了内部短路的情况下，也能够抑制发热。
此处，根据本发明人的见解，在将发电元件的容量设为例如0.32Ah以下之小的情况下，为了确保作为层叠电池整体而言充分的能量(例如1Wh以上)，需要调节发电元件的层叠数，使得层叠体的高度h相对于层叠电池的电极面积S之比(h/S)大于1。换言之，可以说在层叠电池中，为了在提高能量的同时抑制内部短路时的电池发热，使比值h/S大于1是有效的。
2.关于电池的循环特性(电流不均)
按照以下的程序制作发电元件4～6，对循环特性进行了评价。
2.1.发电元件4
与发电元件1同样地操作而制作正极活性材料层、负极活性材料层、和电解质层，将各层进行叠合而制成了发电元件4。此处，调节浆料的涂刷量和层叠时的正极活性材料层、负极活性材料层和电解质层的叠合，使得电极面积S成为10cm2。
2.2.发电元件5
将电极面积S设为1cm2，除此以外，与发电元件4同样地操作而制作出发电元件5。
2.3.发电元件6
将电极面积S设为100cm2，除此以外，与发电元件4同样地操作而制作出发电元件6。
2.4.循环特性的评价
在赋予所制作出的发电元件4～6以一定的约束压的同时从0V充电至4.55V，从4.55V放电至3V，其后，反复进行了直至4.35V的充电和直至3V的放电。其结果，如下述表2所示，关于电极面积S小的发电元件4、发电元件5，在充放电时的电流不均的产生被抑制，循环特性成为良好。此处，在将电极面积S设为10cm2以下的情况下，电池的能量变小。为了确保充分的能量，需要将多个发电元件进行层叠而制成层叠电池。
表2
面积/cm<sup>2</sup> 10次循环后容量保持率
1 91％
10 89％
100 80％
此处，根据本发明人的见解，在将电极面积S设为了例如10cm2以下之小的情况下，为了确保作为层叠电池整体而言充分的能量(例如1Wh以上)，需要调节发电元件的层叠数，使得层叠体的高度h相对于层叠电池的电极面积S之比(h/S)大于1。换言之，可以说在层叠电池中，为了在提高能量的同时抑制电池工作时的电流不均，使比值h/S大于1是有效的。
如上所述已知，在层叠电池中，通过使层叠体的层叠方向高度h相对于电极面积S之比大于1，变得容易在提高能量的同时抑制在内部短路时的电池发热、在电池工作时的反应不均。
需要说明的是，在上述实施例中，例示了制作出使用特定的材料作为发电元件的固体电池的情况，但是本公开内容的技术不限定于此形态。在使用除了上述以外的材料作为发电元件而构成固体电池，将其多个串联地层叠而制成层叠电池的情况下，通过使层叠体的h/S大于1，也发挥同样的效果。另外，在构成电解液系电池的情况下，通过使层叠体的h/S大于1，也发挥同样的效果。
产业上的可利用性
本公开内容涉及的层叠电池可广泛地用于从便携设备用等的小型电源至车辆装载用等的大型电源。特别优选用作车辆装载用等的大型电源。

Claims (12)

1.一种层叠电池，具备层叠体，
所述层叠体具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层、构成层叠方向另一端面的第2集电器层、在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层、和在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间隔着所述多个双极集电器层而串联地电连接的多个发电元件，
所述发电元件具备：正极活性材料层、负极活性材料层、和配置于所述正极活性材料层和所述负极活性材料层之间的电解质层，
所述层叠体的从所述层叠方向一个端面至所述层叠方向另一端面的长度h(cm)与所述层叠体的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。
2.根据权利要求1所述的层叠电池，其中，所述比h/S(cm-1)大于10。
3.根据权利要求1或2所述的层叠电池，其中，除了所述层叠体之外，还具备配置于比所述第1集电器层更靠外侧的第3集电器层。
4.根据权利要求3所述的层叠电池，其中，在所述第1集电器层与所述第3集电器层之间具备熔断器或PTC层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的层叠电池，其中，除了所述层叠体之外，还具备配置于比所述第2集电器层更靠外侧的第4集电器层。
6.根据权利要求5所述的层叠电池，其中，在所述第2集电器层与所述第4集电器层之间具备熔断器或PTC层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的层叠电池，其中，容量为0.32Ah以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的层叠电池，其中，静电电容为0.01Ah/V以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的层叠电池，其中，电压为10V以上且2000V以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的层叠电池，其中，所述电极面积S为1cm2以上且10cm2以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的层叠电池，其中，所述正极活性材料层的厚度为20μm以上且2mm以下，所述负极活性材料层的厚度为20μm以上且2mm以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的层叠电池，其中，所述电解质层为固体电解质层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113675480A (zh) * 2021-07-19 2021-11-19 华南理工大学 一种具有“三明治”结构的锂离子电池电芯、电堆及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210091368A1 (en) * 2019-09-24 2021-03-25 Nanotek Instruments, Inc. Production process for graphene-enabled bi-polar electrode and battery containing same
JPWO2022176542A1 (zh) * 2021-02-19 2022-08-25
CN117546332A (zh) 2021-09-14 2024-02-09 麦克赛尔株式会社 电池
WO2023158995A2 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 Northeastern University Sulfide based all-solid-state batteries enabled by bipolar stacking
DE102022209885A1 (de) 2022-09-20 2024-03-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zur Herstellung von zumindest einem Halbzeug einer Festkörperbatterie, Halbzeug einer Festkörperbatterie und, bevorzugt gewickelte, Festkörperbatterie

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235426B1 (en) * 1998-09-21 2001-05-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary cell wit PTC current collector tabs
US20160056497A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 Lg Chem, Ltd. Battery cell of vertically stacked structure
JP2016173915A (ja) * 2015-03-17 2016-09-29 古河機械金属株式会社 バイポーラ型リチウムイオン電池およびバイポーラ型リチウムイオン電池の製造方法
JP2017063004A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 トヨタ自動車株式会社 積層型電池の製造方法
US20170092967A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Hyundai Motor Company Fuel cell stack with multilayer type collector plate
CN106663749A (zh) * 2014-08-21 2017-05-10 株式会社Lg化学 具有改进的冷却性能的电池单元
CN106816640A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 丰田自动车株式会社 层叠型全固体电池
EP3217455A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-13 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Electrode assembly and battery cell
CN107565187A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 丰田自动车株式会社 电池

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5114807A (en) * 1990-04-30 1992-05-19 California Institute Of Technology Lightweight bipolar storage battery
JP4055642B2 (ja) * 2003-05-01 2008-03-05 日産自動車株式会社 高速充放電用電極および電池
JP2004355953A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ二次電池およびバイポーラ二次電池容量調整システム
JP4238645B2 (ja) * 2003-06-12 2009-03-18 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
JP4586357B2 (ja) * 2003-12-10 2010-11-24 日産自動車株式会社 リチウムイオン電池
KR100614340B1 (ko) * 2004-03-09 2006-08-18 엘에스전선 주식회사 Ｐｔｃ 특성을 갖는 이차전지용 집전체 및 그 제조방법
JP5122154B2 (ja) 2007-02-13 2013-01-16 ナミックス株式会社 全固体二次電池
FR2925768B1 (fr) * 2007-12-21 2012-06-08 Commissariat Energie Atomique Batterie multipolaire a etancheite interplaque amelioree
JP5540588B2 (ja) * 2008-10-20 2014-07-02 日産自動車株式会社 双極型二次電池、組電池およびそれらの電池を搭載した車両
MX2012002522A (es) * 2009-09-01 2012-04-10 Nissan Motor Bateria.
TW201312827A (zh) * 2011-09-13 2013-03-16 Hitachi Maxell Energy Ltd 鋰二次電池組、使用其之電子機器、充電系統及充電方法
JP5567745B2 (ja) * 2012-07-18 2014-08-06 パナソニック株式会社 二次電池およびその製造方法
WO2014159976A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Maxwell Technologies, Inc. Collector graphite film and electrode divider ring for an energy storage device
EP3486992B1 (en) * 2013-06-28 2020-09-23 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd Battery
JP2015018670A (ja) 2013-07-10 2015-01-29 トヨタ自動車株式会社 バイポーラ電池
US20150064533A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Bipolar Solid State Battery with Insulating Package
JP2016136490A (ja) 2015-01-23 2016-07-28 トヨタ自動車株式会社 積層型全固体電池の製造方法
JP2018014286A (ja) 2016-07-22 2018-01-25 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
JP6683089B2 (ja) * 2016-09-23 2020-04-15 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP6887088B2 (ja) * 2017-04-04 2021-06-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層型全固体電池およびその製造方法
JP6669122B2 (ja) * 2017-04-07 2020-03-18 トヨタ自動車株式会社 積層電池
US20180309163A1 (en) * 2017-04-24 2018-10-25 Korea Institute Of Industrial Technology Bipolar all solid-state battery

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235426B1 (en) * 1998-09-21 2001-05-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary cell wit PTC current collector tabs
US20160056497A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 Lg Chem, Ltd. Battery cell of vertically stacked structure
CN106663749A (zh) * 2014-08-21 2017-05-10 株式会社Lg化学 具有改进的冷却性能的电池单元
JP2016173915A (ja) * 2015-03-17 2016-09-29 古河機械金属株式会社 バイポーラ型リチウムイオン電池およびバイポーラ型リチウムイオン電池の製造方法
US20170092967A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Hyundai Motor Company Fuel cell stack with multilayer type collector plate
JP2017063004A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 トヨタ自動車株式会社 積層型電池の製造方法
CN106816640A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 丰田自动车株式会社 层叠型全固体电池
EP3217455A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-13 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Electrode assembly and battery cell
CN107565187A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 丰田自动车株式会社 电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113675480A (zh) * 2021-07-19 2021-11-19 华南理工大学 一种具有“三明治”结构的锂离子电池电芯、电堆及其制备方法

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