CN201853778U

CN201853778U - 双极型二次电池以及电池组

Info

Publication number: CN201853778U
Application number: CN2010202616335U
Authority: CN
Inventors: 松本康嗣
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: JP2011023191A

Abstract

本实用新型涉及一种双极型二次电池，其解决在集电体间设置密封部的情况下，无法提高能量密度的问题。双极型二次电池具有发电要素，该发电要素是由将双极型电极、和电解质(17)层叠而成的，该双极型电极具有：集电体(11)，其含有具有导电性的树脂层；正极活性物质层(13)，其形成在集电体(11)的一侧面；以及负极活性物质层(15)，其形成在集电体(11)的另一侧面，集电体(11)由非导电性部件(111)划分。本实用新型还涉及一种电池组，其是将上述的双极型二次电池电气连接多个而构成的。

Description

双极型二次电池以及电池组

技术领域

本实用新型涉及一种双极型二次电池以及使用了该电池的电池组。

背景技术

当前，已知一种双极型二次电池，其具有发电要素，该发电要素是经由电解质层和隔板将多个双极型电极层叠而成的，该双极型电极是在集电体的一侧面形成正极活性物质，在另一侧面形成负极活性物质而成的。该双极型二次电池，为了防止相邻的集电体之间短路，而在集电体间设置密封部件(绝缘层)(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-204136号公报

实用新型内容

但是，由于密封部件是与发电无关的部件，所以在设置密封部件的情况下，存在无法提高能量密度的问题。

本实用新型是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可以防止相邻的集电体间的短路，并且没有设置密封部件或者密封部件厚度较薄的双极型二次电池。

本实用新型的双极型二次电池具有发电要素，该发电要素是将双极型电极和隔板层叠而成的，该双极型电极具有：集电体，其含有具有导电性的树脂层；正极活性物质层，其形成在集电体的一侧面；以及负极活性物质层，其形成在集电体的另一侧面。在该双极型二次电池中，其特征在于，集电体被绝缘部件划分。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池组，其是将上述的双极型二次电池电气连接多个而构成的。

实用新型的效果

根据本实用新型，由于即使在相邻的集电体间接触的情况下，接触部位也与电极部电气隔离，所以可以防止单电池间的短路。

附图说明

图1是示意地表示双极型二次电池的整体构造的剖面概略图。

图2是示意地表示集电体的剖面概略图。

图3是表示非导电性材料的俯视形状的一个例子的图。

图4(a)是双极型二次电池的局部剖面图，图4(b)是集电体的俯视图。

图5是双极型二次电池的代表实施方式即层叠型的扁平的双极型二次电池的外观的斜视图。

图6是电池组的代表实施方式的外观图，图6(a)是电池组的俯视图，图6(b)是电池组的主视图，图6(c)是电池组的侧视图。

图7是搭载了电池组的车辆的概念图。

图8是表示将非导电性部件的形状形成为蜂窝构造的例子的图。

图9是表示将非导电性部件的形状形成为菱形形状的例子的图。

图10是使非导电性部件以及粘合材料的材料为相同材质，彼此粘接的集电体的剖面概略图。

图11是在相邻的集电体间设有较薄密封部件的电池的局部剖面图。

具体实施方式

本实施方式中的双极型二次电池，例如是双极型锂离子二次电池，具有将双极型电极和隔板层叠而成的发电要素。双极型电极具有：集电体，其含有具有导电性的树脂层；正极活性物质，其形成在集电体的一侧面；以及负极活性物质，形成在集电体的另一侧面。

以下，一边参照附图，一边说明第一实施方式中的双极型二次电池。另外，在附图的说明中，对于相同元件标注相同标号，省略重复的说明。

图1是示意地表示双极型二次电池10的整体构造的剖面概略图。图1所示的双极型二次电池10具有以下构造，即，实际进行充放电反应的大致矩形的发电要素21，被封止在作为电池外封装材料的层压薄膜29的内部。

如图1所示，双极型二次电池10的发电要素21具有多个双极型电极23，该双极型电极23在集电体11的一侧面上形成电气结合的正极活性物质层13，在集电体11的相反侧面上形成电气结合的负极活性物质层15。各双极型电极23经由电解质层17层叠，形成发电要素21。

另外，电解质层17具有在作为基材的隔板的表面方向中央部保持有电解质的结构。此时，将各双极型电极23以及电解质层17交互层叠，以使一个双极型电极23的正极活性物质层13和与该一个双极型电极23相邻的其它双极型电极23的负极活性物质层15经由电解质层17而面对。即，将电解质层17夹持配置在一个双极型电极23的正极活性物质层13和与该一个双极型电极23相邻的其它双极型电极23的负极活性物质层15之间。

由相邻的正极活性物质层13、电解质层17、以及负极活性物质层15构成一个单电池层19。因此，也可以说双极型二次电池10具有将单电池层19层叠而成的结构。

另外，在位于发电要素21的最外层的正极侧的最外层集电体11a上，仅在单面形成正极活性物质层13。另外，在位于发电要素21的最外层的负极侧的最外层集电体11b上，仅在单面形成负极活性物质层15。但是，也可以在正极侧的最外层集电体11的两面上形成正极活性物质层13。同样地，也可以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。

在如图1所示的双极型二次电池10中，以与正极侧的最外层集电体11a相邻的方式配置正极集电板25，将该集电板25延长，从作为电池外封装材料的层压薄膜29导出。另一方面，以与负极侧的最外层集电体11b相邻的方式配置负极集电板27，同样地，将该负极集电板27延长，从作为电池的外封装材料的层压薄膜29导出。

另外，单电池层19的层叠数与期望的电压相对应进行调节。另外，对于双极型二次电池10，如果电池的厚度形成为极其薄也可以确保充足的输出，则也可以减少单电池层19的层叠数。在双极型二次电池10中，为了防止使用时来自外部的撞击、环境恶化，也可以形成为将发电要素21减压封入在作为电池外封装材料的层压薄膜29中，将正极集电板25以及负极集电板27向层压薄膜29的外部导出的结构。以下，对于双极型二次电池的主要构成要素进行说明。

双极型电极23具有集电体11、和形成在该集电体11的表面上的活性物质层。更加详细地说，在一个集电体11的一侧面形成正极活性物质层13，在另一侧面形成负极活性物质层15。活性物质层包含正极活性物质和负极活性物质，根据需要还包含其它的添加剂。

集电体11具有从与正极活性物质层13接触的一侧面向与负极活性物质层15接触的另一侧面传送电子的功能。本实施方式所涉及的集电体11含有具有导电性的树脂层，根据需要还可以含有其它层。树脂层当然具有作为电子移动介质的功能，也有助于集电体的轻量化。

图2是示意地表示集电体11的剖面概略图。如图2所示，集电体11含有非导电性部件(绝缘部件)111、粘合材料112、以及导电性填充物113。更加具体地说，在具有面状的网眼构造的非导电性部件111(参照图3)的空孔中，存在添加了导电性填充物113的粘合材料112。集电体11的层叠方向(图2的上下方向)的厚度和非导电性部件111的层叠方向的厚度大致相同。另外，在图2中，非导电性部件111的剖面形状为圆形，但不限定于圆形，也可以是正方向或长方形。

图3是表示非导电性部件111的俯视形状的一个例子的图。在图3所示的例子中，将非导电性部件111配置为，使网眼形成为格子状。即，集电体11被非导电性部件111划分成多个区域。从图2所示的剖面形状明确可知，由非导电性部件111划分的各区域彼此电气绝缘。另外，在图3中省略表示导电性填充物113。

作为非导电性部件111，是将聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)等非导电性的高分子材料即树脂延伸而成的薄片，另外，可以使用对由树脂纤维形成的织布进行加压而使凹凸平整的薄片。

粘合材料112由非导电性的高分子材料构成。非导电性的高分子材料，例如是聚乙烯(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)、聚萘二甲酸乙二醇酯(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。这些非导电性高分子材料具有优良的耐电位性或耐溶剂性。这些高分子材料可以单独使用一种，也可以将大于或等于2种组合而作为混合物使用。

在粘合材料112中添加有导电性填充物113。在这里，将添加了导电性填充物113的粘合材料112称为树脂层。

对于导电性填充物113，只要是具有导电性的物质即可，并不特别地限定。例如，作为导电性、耐电位性、或者锂离子隔断性优良的材料，可以举出金属以及导电性碳等。

作为金属，并不特别地限制，优选从由Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、Sb、以及K组成的群中选择至少1种金属，或者含有这些金属的合金或金属氧化物。这些金属相对于形成在集电体表面上的正极或负极的电位具有耐性。例如，Al相对于正极电位具有耐性，Ni、Cu相对于负极电位具有耐性、Ti以及Pt相对于两极的电位具有耐性。其中，更加优选含有从由Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe以及Cr组成的群中选出的至少一种金属的合金。

作为合金，具体地说，可以举出不锈钢(SUS)、镍铬铁耐热耐蚀合金(inconel：注册商标)、哈斯特洛伊耐蚀高镍合金(hastelloy：注册商标)、以及其它Fe-Cr类合金、Ni-Cr合金等。通过使用这些合金，可以得到更加高的耐电位性。

作为导电性碳，并不特别地限制，但优选含有从由乙炔黑、沃尔坎(Vulcan)、黑珍珠(black pearl)、碳素纳米纤维、超导电碳黑、碳纳米管、多壁碳纳米管、炭纳米球、以及富勒烯(fullerene)组成的群中选择的至少1种。

这些金属以及导电性碳等导电性填充物，可以单独使用一种，也可以将大于或等于2种组合使用。

导电性填充物113的形状，并不特别地限制，可以适当地选择颗粒状、纤维状、板状、块状、布状、以及网眼状等公知的形状。例如，在期望对粘合材料112大范围地施加导电性的情况下，优选使用颗粒状的导电性填充物113。另一方面，在期望对粘合材料112进一步提高向特定方向的导电性的情况下，优选使用使纤维状等形状具有一定方向性的导电性填充物113。

导电性填充物113的大小并不特别地限制，根据树脂层的大小和厚度或者导电性填充物的形状，可以使用各种大小的填充物。举一个例子，在导电性填充物113为颗粒状的情况下的平均粒径，从易于成型树脂层的观点出发，优选为0.1～10μm程度。另外，在本说明书中，所谓“粒径”是指，导电性填充物的轮廓线上的任意2点间距离中的最大距离L。作为“平均粒径”的值，使用扫描型电子显微镜(SEM)和透过型电子显微镜(TEM)等观察方法，采用对视野中观察的数个～数十个粒子的粒径计算的平均值。后述的活性物质等的粒径和平均粒径也可以同样地进行定义。

导电性填充物113的添加量必须是使集电体11具有充分导电性的量，但如果导电性填充物113添加过多，则可能使集电体11变脆。由此，例如在使用碳类材料的情况下，优选重量比大于或等于1％且小于或等于30％。

具有导电性的树脂层的1层的厚度，优选为1～200μm，更优选为10～100μm，更进一步优选为10～50μm。如果树脂层的厚度在上述范围内，则可以将厚度方向的电阻抑制得充分低。由此，在确保集电体11的导电性的基础上，可以通过轻量化提高电池的输出密度。并且可以通过减少液体短路而实现寿命特性提高、和耐振动性提高。

集电体的厚度，为了通过轻量化而提高电池的输出密度，优选较薄。在双极型二次电池中，由于存在于双极型电极的正极活性物质层和负极活性物质层间的集电体，即使与层叠方向水平的方向的电阻较高也可以，所以可以使集电体的厚度变薄。具体地说，集电体的厚度优选为1～200μm，更优选为5～150μm，更进一步优选为10～100μm。通过具有上述厚度，可以构筑输出特性优良、长期可靠性优良的电池。

对于图2以及图3所示的集电体11的试制方法的一个例子进行说明。例如，在聚乙烯以及聚丙烯的共聚物中添加作为导电性填充物的科琴黑，将得到的材料在200℃下熔融混炼后，由造粒机试制成粒料。通过将试制的粒料粉碎而成为粉状，铺在作为非导电性部件的聚乙烯制的网眼状的板上并进行热压，从而制成集电体11。

图4(a)是双极型二次电池10的局部剖面图，图4(b)是集电体11的俯视图。图4(b)是位于图4(a)的最上方的集电体11的纸面横方向的位置不改变的俯视图。如图4(b)所示，集电体11被非导电性部件111划分成多个区域。另外，由于添加在集电体11的树脂层中的导电性填充物113的大小，与被非导电性部件111划分的集电体11的一个区域相比充分小，所以可以在由非导电性部件111划分的集电体11的区域内致密地添加导电性填充物113。由此，可以抑制电阻损失，提高电池的输出。

集电体11，根据与层叠方向上相邻的集电体之间的电气连接关系，可以区分为由图4(b)所示的框141、142、143划分的三个区域。在框141内，由非导电性部件111划分的集电体的区域，经由由正极活性物质层13、电解质层17、以及负极活性物质层15构成的单电池层19，与相邻的集电体的划分区域电气连接。

在框142内，由非导电性部件111划分的集电体的区域，与层叠方向上相邻的集电体之间不存在正极活性物质层13以及负极活性物质层15，分别电气绝缘。

在框143内，由非导电性部件111划分的集电体的区域，如图4(a)所示，由于与层叠方向上相邻的集电体11之间接触，所以电气导通。但是，在集电体之间接触的区域和正极活性物质层13或者负极活性物质层15之间，存在使相邻的集电体11之间电气绝缘的区域142，并且，集电体11被非导电性部件111划分。即，由于集电体11彼此接触的部位与电极部即正极活性物质层13以及负极活性物质层15电气隔离，所以单电池层19之间不电气导通。由此，在第一实施方式中的双极型二次电池中，不必设置用于将相邻的集电体11间电气绝缘的密封部件。

在这里，如果由非导电性部件111划分的集电体11的一个区域过大，则相邻的集电体11间的接触部位会与正极活性物质层13以及负极活性物质层15电气连接。因此，由非导电性部件111对集电体11进行划分，以使相邻的集电体11间的接触部位与正极活性物质层13以及负极活性物质层15电气绝缘。

另外，由于在相邻的集电体11间没有设置密封部件，所以如图4(a)所示，从电解质层17渗出的电解液140会积存在集电体11和电解质层17间的空间内。

正极活性物质层含有正极活性物质。正极活性物质在放电时吸收离子，在充电时释放离子。作为优选的一个例子，可以举出过渡金属与锂的复合氧化物即锂-过渡金属复合氧化物。具体地说，可以使用LiCoO₂等Li·Co类复合氧化物、LiNiO₂等Li·Ni类复合氧化物、尖晶石LiMn₂O₄等Li·Mn类复合氧化物、LiFeO₂等Li·Fe类复合氧化物、以及利用其它元素将这些过渡金属的一部分置换的复合氧化物等。这些锂-过渡金属复合氧化物在反应性、循环特性方面优良，是低成本的材料。由此，通过在电极中使用这些材料，可以形成输出特性优良的电池。除此之外，作为正极活性物质，可以使用LiFePO₄等过渡金属与锂的磷酸化合物或硫酸化合物、V₂O₅、MnO₂、TiS₂、MoS₂、MoS₃等过渡金属氧化物和硫化物、PbO₂、AgO、NiOOH等。上述的正极活性物质，可以单独使用，也可以以大于或等于2种的混合物的方式使用。

正极活性物质的平均粒径并不特别地限制，但从正极活性物质的高容量化、反应性、循环耐久性的观点出发，优选为1～100μm，更加优选为1～20μm。只要是在上述范围内即可以抑制二次电池在高输出条件下的充放电时的电池内部电阻的增大，可以得到充足的电流。另外，在正极活性物质为2次粒子的情况下，构成2次粒子的1次粒子的平均粒径优选在10nm～1μm的范围内，但在本方式中，不一定限制在上述范围内。但是，当然根据制造方法，正极活性物质也可以是通过凝集、块状化等而2次粒子化的粒子。该正极活性物质的粒径以及1次粒子的粒径，可以使用利用激光衍射法得到的中值直径。另外，正极活性物质的形状，由于其种类和制造方法等而得到的形状不同，例如可以举出球状(粉末状)、板状、针状、柱状、角状等，但不限定于这些，任何形状都可以使用。优选适当地选择可以提高充放电特性等的电池特性的最佳形状。

负极活性物质层含有负极活性物质。负极活性物质可以在放电时放出离子，在充电时吸收离子。负极活性物质，只要是可以可逆地吸收以及放出锂的物质即可，并不特别限制，但作为负极活性物质的例子，可以优选地举出Si和Sn等金属、或者TiO、Ti₂O₃、TiO₂、或者SiO₂、SiO、SnO₂等金属氧化物、Li_4/3Ti_5/3O₄或者Li₇MnN等锂与过渡金属的复合氧化物、Li-Pb类合金、Li-Al类合金、Li、或者天然石墨、人造石墨、炭黑、活性炭、炭素纤维、焦炭、软炭、或者硬炭等的炭素材料等。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，可以得到与现有的炭素类材料相比具有较高能量密度的高容量以及优良的输出特性的电池。上述的负极活性物质可以单独使用，也可以在大于或等于2种混合物的方式下使用。

作为上述的与锂合金化的元素，不限于以下所述，但具体地说，可以举出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，从可以构成在容量以及能量密度方面优良的电池的观点出发，优选含有从由炭素材料、和/或Si、Ge、Sn、Pb、Al、In、以及Zn组成的群中选择的至少大于或等于1种的元素，特别优选含有炭素材料、Si、或者Sn的元素。它们可以单独使用一种，也可以同时使用大于或等于2种。

负极活性物质的平均粒径并不特别限定，但从负极活性物质的高容量化、反应性、循环耐久性的观点出发，优选为1～100μm，更加优选为1～20μm。只要是在上述范围内，即可抑制二次电池在高输出条件下的充放电时的电池内部电阻的增大，可以得到充足的电流。另外，在负极活性物质为2次粒子的情况下，优选构成2次粒子的1次粒子的平均粒径在10nm～1μm的范围内，但在本方式中，不一定限制在上述范围内。但是，当然根据制造方法，负极活性物质也可以是通过凝集、块状化等而2次粒子化的粒子。该负极活性物质的粒径以及1次粒子的粒径，可以使用利用激光衍射法得到的中值直径。另外，负极活性物质的形状，由于其种类和制造方法等而得到的形状不同，例如可以举出球状(粉末状)、板状、针状、柱状、角状等，但不限定于这些，任何形状都可以使用。优选适当地选择可以提高充放电特性等的电池特性的最佳形状。

在活性物质层中，根据需要也可以含有其它的物质。例如可以含有导电助剂、粘合剂等。另外在含有离子传导性共聚物的情况下，也可以含有用于使共聚物聚合的聚合开始剂。

作为导电助剂，是为了提高活性物质层的导电性而配合的添加物。作为导电助剂，可以举出乙炔黑、炭黑、科琴黑、石墨等碳粉末、和气相成长碳纤维(VGCF；注册商标)等各种碳纤维、膨胀石墨等。但是，导电助剂当然不限于这些。

作为粘合剂，可以举出聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)、PTFE、SBR、合成橡胶类粘合剂等。但是，粘合剂当然不限于这些。另外，在粘合剂和作为凝胶电解质使用的矩阵共聚物相同的情况下，不必使用粘合剂。

在活性物质层中含有的成分的配比并不特别地限定，配比可以通过适当参照双极型二次电池的公知的技术进行调整。对于活性物质层的厚度也并不特别地限制，可以适当选择双极型二次电池的现有公知的技术。列举一例，活性物质层的厚度优选为10～100μm的程度，更加优选为20～50μm。只要活性物质层大于或等于10μm的程度，就可以充分地确保电池容量。

对于正极活性物质层(或者负极活性物质层)向集电体表面上的形成方法并不特别地限制，同样地可以使用公知的方法。例如，如上所述，将正极活性物质(或者负极活性物质)、以及根据需要的用于提高离子传导性的电解质盐、用于提高电子传导性的导电助剂、以及粘合剂，分散、溶解在适当的溶剂中等，调制正极活性物质浆液(或负极活性物质浆液)。将其涂敷在集电体上并干燥、去除溶剂后，通过进行加压，在集电体上形成正极活性物质(或者负极活性物质)。此时，作为溶剂并不特别地限制，可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基甲酰胺、环己烷、己烷等。作为粘合剂，在采用聚偏氟乙烯(PVDF)的情况下，可以将NMP作为溶剂使用。

在上述方法中，在集电体上将正极活性物质浆液(或者负极活性物质浆液)涂敷·干燥后，进行加压。此时，通过调节加压条件，可以控制正极活性物质层(或者负极活性物质层)的空隙率。

对于加压处理的具体方法和加压条件并不特别地限制，适当调节为，使加压处理后的正极活性物质层(或者负极活性物质层)的空隙率成为期望的值。作为加压处理的具体方式，例如可以举出热压机和压延加压机等。另外，对于加压条件(温度、压力等)也并不特定地限制，可以适当参照现有公知的技术。

电解质层具有作为锂离子在电极间移动时的介质的功能。在本实施方式中，构成电解质层的电解质，作为电解液只要是包含有支持盐以及介质即可，并不特定地限制，可以适当采用现有公知的液体电解质以及高分子凝胶电解质。

液体电解质是在溶剂中溶解支持盐即锂盐而成的。作为溶剂，例如可以举出碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二苯酯(DPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、棕榈酸甲酯(MP)、醋酸甲酯(MA)、甲酸甲酯(MF)、4-甲基二氧戊环(4MeDOL)、二氧戊环(DOL)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)、四氢呋喃(THF)、二甲醚(DME)、碳酸乙烯(EC)、聚碳酸酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、以及γ-羟基丁酸内酯(GBL)等。这些溶剂，可以单独使用1种，也可以作为组合大于或等于2种以上的混合物使用。

另外，作为支持盐(锂盐)，并不特定地限制，可以举出LiPF₆、 LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiTaF₆、LiSbF₆、LiAlCl₄、Li₂B₁₀Cl₁₀、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF₂、LiSCN等的无机酸阴离子盐、LiCF₃SO₃、Li(CF₃SO₂)₂N、LiBOB(双草酸硼酸锂)、LiBETI(二(全氟乙烯磺酰基)锂)酰亚胺；Li(C₂F₅SO₂)₂N均记载)等的有机酸阴离子盐等。这些电解质盐，可以单独使用，也可以以大于或等于2种的混合物的形式使用。

另一方面，高分子凝胶电解质，是向具有锂离子传导性的粘合料共聚物中注入上述液体电解质而构成的。作为具有锂离子传导性的粘合料共聚物，例如可以举出将聚氧化乙烯保持在主链或侧链上的共聚物(PEO)、聚乙二醇(FEG)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。另外，也可以使用上述的共聚物等的混合物、变性体、诱导体、无规共聚体、交互共聚体、接枝共聚体、嵌段共聚体等。其中，优选使用PEO、PPO以及它们的共聚体、PVDF、PVDF-HFP。在这样的粘合料共聚物中可以充分地将锂盐等电解质盐溶解。另外，粘合料共聚物通过形成交联结构，可以发挥优良的机械强度。

本实施方式中的双极型二次电池，由于电解质层由液体电解质和高分子凝胶电解质构成，所以以保持电解液的目的，优选在电解质层中使用隔板。隔板的形式并不特别地限定，可以是具有多个细微孔的多孔质膜、无纺布、或者它们的层叠体。另外，可以举出在加强材料层中使用聚烯烃类树脂的无纺布或者聚烯烃类树脂多孔膜，在加强材料层中填充了聚偏氟乙烯树脂化合物的复合树脂膜等。

图5是表示双极型二次电池的代表实施方式即层叠型的扁平双极型二次电池的外观的斜视图。

如图5所示，层叠型的扁平双极型二次电池40具有长方形状的扁平形状，从其两侧部引出用于输出电力的正极引片48、负极引片49。发电要素(电池要素)47被双极型二次电池40的电池封装材料42包裹，将其周围热熔接，发电要素(电池要素)47在将正极引片48以及负极引片49向外部引出的状态下被密封。在这里，发电要素(电池要素)47相当于之前说明的图1所示的双极型二次电池10的发电要素(电池要素)21，是将由正极(正极活性物质层)13、电解质层17以及负极(负极活性物质层)15构成的单电池层(单电池)19层叠多个而成的。

另外，上述双极型二次电池不限于层叠型的扁平的形状，可以是卷绕型的二次电池，也可以是圆筒型形状，也可以将上述圆筒型形状的双极型二次电池变形，形成为长方形状的扁平形状，在形状上并不特别地限制。对于上述圆筒型形状的双极型二次电池，在其封装材料中也可以使用层压薄膜，也可以使用现有的圆筒罐(金属罐)等，并不特别地限制。优选利用铝层压薄膜将发电要素(电池要素)封装。通过该方式实现轻量化。

另外，对于图5所示的引片48、49的引出，没有特别的限制，也可以从相同的边引出正极引片48和负极引片49，也可以将正极引片48和负极引片49分别分为多个，从各边引出等，不限于图5所示的情况。另外，对于卷绕型的二次电池，也可以取代引片，例如利用圆筒罐(金属罐)形成端子。

上述双极型二次电池作为电动车和混合电动车、或者燃料电池车和混合燃料电池汽车等的大容量电源，可以优选利用在要求高体积能量密度、高体积输出密度的车辆驱动用电源和辅助电源中。

电池组通过将多个上述双极型电池连接而构成。详细地说，至少使用大于或等于2个，通过串联化或并联化、或其两种方式构成。通过串联、并联化，可以自由地调节容量以及电压。

如图6所示，作为电池组300，是将双极型电池串联或并联连接多个而形成可拆卸的小型的电池组250，将该可拆卸的小型电池组250进一步串联、并联连接多个，而形成适用要求高体积能量密度、高体积输出密度的车辆驱动用电源和辅助电源中的具有大容量、大输出的电池组300。图6(a)表示电池组的俯视图，图6(b)表示主视图，图6(c)表示侧视图，制成的可拆卸的小型电池组250，利用母线这种电气连接单元而彼此连接，该电池组250利用连接夹具310多段层叠。连接几个双极型电池而制成电池组250、或者层叠几段电池组250而制成电池组300，只要与搭载的车辆(电气汽车)的电池容量和输出相对应而决定即可。

在第一实施方式中的双极型二次电池中，由于不必在集电体11间设置密封部件，所以通过利用上述的双极型二次电池形成电池组，可以提供能量密度较高的电池组。

图7是搭载了上述电池组的车辆的概念图。由于上述电池组是在长期可靠性以及输出特性方面优良的高寿命的电池，所以可以构成EV行驶距离较长的插电式混合动力电动汽车、和一次充电行驶距离较长的电动汽车。换言之，由于通过将双极型电池或者将它们组合多个而成的电池组使用在例如作为汽车的混合动力车、燃料电池车、电动汽车(任一种，除了四轮车(乘用车、卡车、公交车等的商用车、轻型汽车等)之外，也包含二轮车(摩托车)和三轮车在内)中，可以高寿命地形成可靠性较高的汽车。但是，其用途不限定于汽车，例如，也可以适用在其它车辆、电车等的移动体的各种电源中，可以作为无停电电源装置等的载置用电源利用。

如图7所示，在将电池组300搭载在如电动汽车400这样的车辆上时，搭载在电动汽车400的车体中央部的座椅下。这是由于如果搭载在座椅下，可以使车内空间以及储藏室宽阔。另外，搭载电池组300的位置不限于座椅下，也可以在后部储藏室的下部，也可以在车辆前方的发动机室。利用了上述电池组300的电动汽车400具有较高的耐久性，即使长期间使用也可以提供充足的输出。并且，由于搭载的电池组的能量密度较高，所以可以提供在燃料消耗、行驶性能方面优良的电动汽车、混合动力汽车。

以上，根据第一实施方式中的双极型二次电池，该双极型二次电池具有发电要素21，该发电要素21是由将双极型电极23和电解质层17层叠而成的，该双极型电极23具有：集电体11，其含有具有导电性的树脂层；正极活性物质层13，其形成在集电体11的一侧面；以及负极活性物质层15，其形成在集电体11的另一侧面，集电体11被非导电性部件111划分。由此，由于是没有在集电体间设置密封部件的结构，即使在电池端部的集电体11间接触，接触部位也与电极部隔离，所以可以防止相邻的单电池间的短路。

另外，由于被非导电性部件111划分的集电体11的形状为格子状，所以非导电性部件111可以形成线状。由此，提高对于由应力和温度变化引起的膨胀收缩的追随性，可以更加可靠地利用非导电性部件111实施与电极部的隔离，可以可靠地防止单电池间的短路。

并且，在树脂层中添加的导电性填充物113的大小，与由非导电性部件111划分的集电体11的一个区域相比较小。由此，由于可以在由非导电性部件111划分的集电体11的区域内致密地添加导电性填充物113，所以可以抑制电阻损失，可以提高电池的输出。

本实用新型不限于上述的第一实施方式，在不脱离本实用新型的主旨的范围内可以分别变形和应用。例如，划分集电体11的非导电性部件111的形状，不限于图3和图4(b)所示的格子状。图8以及图9是表示非导电性部件111的其它形状的例子的图。图8是表示将非导电性部件111的形状形成为蜂窝构造的例子的图，图9是表示形成为菱形形状的例子的图。在将非导电性部件111的形状形成为蜂窝构造或菱形形状的情况下，也可以可靠地利用非导电性部件111实施与电极部的隔离，可以可靠地防止单电池间的短路。划分集电体11的非导电性部件111的形状可以形成为上述的格子状、蜂窝构造、菱形形状中的任意一种形状，也可以形成为组合了上述形状的形状。另外，也可以单独使用除了格子状、蜂窝构造、菱形形状以外的形状，也可以组合其它形状使用。

在集电体11中含有的非导电性部件111以及粘合材料112的材质为相同的材料，可以形成为彼此熔接的结构。图10是将非导电性部件111以及粘合材料112的材质形成为相同的材质，彼此熔接的集电体11的剖面概略图。在该情况下也利用熔接的非导电性部件111，将集电体11划分为多个区域。即，图10所示的区域R1、R2、以及R3，分别彼此电气绝缘。由于牢固地将非导电性部件111以及粘合材料112接合，所以抑制导电性填充物113的脱离，提高集电体11的耐久性，可以更加可靠地抑制单电池间的短路。

在上述的说明中，对于没有设置用于防止电池内相邻的集电体11间接触的密封部件的双极型二次电池而进行说明，但例如为了保持集电体间的间隔，也可以设置密封部件。但是，如果设置密封部件，则由于使电池能量密度下降，所以优选使设置的密封部件尽可能地薄。在这里，所谓“薄”是指，在集电体11的面方向上较薄。

图11是在相邻的集电体11间设有较薄的密封部件110的电池的局部剖面图。作为构成密封部件110的材料，只要具有绝缘性、相对于固体电解质的脱落的密封性和相对于来自外部的水分的透湿的密封性、以及在电池动作温度下的耐热性等即可。例如，可以使用尿烷树脂、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、橡胶等。其中，从耐腐蚀性、耐药性、制作难易度(制膜性)、经济性等观点出发，优选使用聚乙烯树脂和聚丙烯树脂作为密封部材110的构成材料。

在图4中示出了在端部上在层叠方向上相邻的集电体11接触的图，但也可以是相邻的集电体11间不接触的结构。

Claims

1.一种双极型二次电池，其具有发电要素，该发电要素是将双极型电极和隔板层叠而成的，该双极型电极具有：集电体，其含有具有导电性的树脂层；正极活性物质层，其形成在所述集电体的一侧面；以及负极活性物质层，其形成在所述集电体的另一侧面，其特征在于，

所述集电体被绝缘部件划分。

2.根据权利要求1所述的双极型二次电池，其特征在于，

所述绝缘部件，将所述集电体划分成格子状、蜂窝构造、以及菱形中的某一种形状，或者它们组合的形状。

3.根据权利要求1或2所述的双极型二次电池，其特征在于，

所述集电体，含有用于使所述绝缘部件和所述导电性填充物结合的粘合材料，

所述绝缘部件以及所述粘合材料的材质相同，彼此进行熔接。

4.一种电池组，其特征在于，

其是将在权利要求1至权利要求3的任一项中记载的双极型二次电池电气连接多个而构成的。