JP2007026734A - バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 - Google Patents

バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 Download PDF

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Abstract

【課題】 電池性能の低下を防止し製品歩留りを向上させる。
【解決手段】 集電体の一方の面には正極層が形成されその他方の面には負極層が形成されたバイポーラ電極２７０と、バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層２３０とを交互に所定数積層してなる電池要素２１０と、電池要素と電池要素との間に介在させて積層方向の歪みを吸収する積み厚吸収部材２６０とを備え、積み厚吸収部材を介して複数の電池要素２１０を交互に積層して発電要素１６０を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、積み厚吸収部材を介して複数の電池要素を積層してなるバイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両に関する。
バイポーラ電池は、集電体の一方の面に正極層を形成し、他方の面に負極層を形成したバイポーラ電極と、該バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層と、を交互に複数積層してなる。この種のバイポーラ電池の端部において電極間同士が接触すると短絡してしまい、また電解質層が層間同士接触すると液絡してしまう。
その対策として、下記特許文献１には、正極、負極およびこれらの電極間に電解質を含浸させたセパレータを挟んで構成される単位電池の周囲を絶縁物で被覆し、集電箔を挟んで積層することにより、各電極間の液絡や短絡を防止することが開示されている。
特公平１１−２０４１３６号公報
ところが、バイポーラ電池の積層数を増加させると電極部材の厚みの不整合から歪みが生じ、電池性能を低下させてしまうという不具合が生じる。したがって、積層数を増加させるとそれに応じて製品歩留まりが低下するという問題が生じる。
本発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、電極部材の厚みの不整合から生じる歪み、およびその歪みに基づく電池性能の低下を防止することができ、製品歩留りを向上させることができるバイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両の提供を目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係るバイポーラ電池は、集電体の一方の面には正極層が形成されその他方の面には負極層が形成されたバイポーラ電極と当該バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層とを交互に所定数積層してなる電池要素と、前記電池要素と電池要素との間に介在させて積層方向の歪みを吸収する積み厚吸収部材と、を備えたことを特徴とする。
以上のように構成された本発明に係るバイポーラ電池によれば、各電池要素間に積み厚吸収部材を介設することにより、各電池要素の歪みを積み厚吸収部材が吸収して電池性能の低下を防止することができる。また、発電要素は複数の電池要素から構成しているので、初回充電を行って不具合のあった電池要素のみを交換することができ、バイポーラ電池としての製品歩留りを向上させることができる。
以下に、本発明に係るバイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態で引用する図面では、バイポーラ電池を構成する各層の厚みや形状を誇張して描いているが、これは発明の内容の理解を容易にするために行っているものであり、実際のバイポーラ電池の各層の厚みや形状と整合しているものではない。
図１は、本実施の形態に係るバイポーラ電池の外観図である。バイポーラ電池１００は、図に示すように長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ１２０Ａ、負極タブ１２０Ｂが引き出されている。発電要素１６０はバイポーラ電池１００の外装材（たとえばラミネートフィルム）１８０によって包まれ、その周囲は熱融着されており、発電要素１６０は正極タブ１２０Ａ及び負極タブ１２０Ｂを引き出した状態で密封されている。
図２は、本実施の形態に係るバイポーラ電池１００内部の概略構成図である。本実施の形態に係るバイポーラ電池１００の発電要素１６０は次のように形成される。まず、集電体２００の一方の面には正極層２４０が形成されその他方の面には負極層２２０が形成されたバイポーラ電極２７０を２個用意し、これらのバイポーラ電極２７０の間に、バイポーラ電極相互間でイオン交換を行うための電解質層２３０を挟んで単電池１５０を形成する。単電池１５０を３個積み重ねて電池要素２１０を構成し、電池要素２１０をシール部材で覆う。さらに電池要素２１０を積み吸収部材２６０を介して３個積み重ねる。以上のようにして発電要素１６０が形成される。
発電要素１６０の最下層の集電体２００は上記負極タブ１２０Ｂに接続され、その最上層の集電体２００は上記正極タブ１２０Ａに接続される。図２に示す発電要素１６０は、３個の単電池１５０を一組とする電池要素２１０が３組直列に接続されたものとなるので、正極タブ１２０Ａと負極タブ１２０Ｂとの間には単電池１５０の９倍の電圧が現れる。
上記積み厚吸収部材２６０は、電池要素２１０、２１０間の歪みを吸収可能な厚みや形状を有していればどのような材質を用いても構わない。また、電池要素２１０の積層数は電池性能を低下させない程度に積層することが好ましく、これは単電池１５０を構成する各部材の厚みや性質などにより変化させる。なお、本実施の形態では、３個の単電池１５０を一組として電池要素２１０を構成し、積み吸収部材２６０を介して３組の電池要素２１０を交互に積層しているが、電池要素２１０を構成する単電池１５０の積層数、および発電要素１６０を構成する電池要素２１０の積層数は本実施の形態に限るものではない。
すなわち、隣接する電池要素２１０、２１０間に積み厚吸収部材２１０を介設することにより、各電池要素２１０の歪みを積み厚吸収部材２６０が吸収して電池性能の低下を防止することができる。また、各電池要素２１０を一組として構成しているので、電池要素２１０ごとに初回充電を行って検査することにより、不具合のある電池要素２１０を排除することができ、製品歩留りを飛躍的に向上させることができる。
図３は、積み厚吸収部材の大きさと厚みをシール部材の内側の大きさと積み誤差との関係で特定する説明図である。図に示すように、上記電池要素２１０はシール部材２１５により覆われている。単電池１５０を積層したときに生じる積み誤差ａは、シール部材２１５の構成にもよるが、一般にシール部材２１５の厚みと層間の厚みの不整合により発生する。シール部材２１５の厚みおよび層間の厚みを揃えるのが好ましいが、実際上は困難である。特に、シール部材２１５の厚みを薄くするのは困難であり、これにより歪みが発生する。
そこで、積み厚吸収部材２６０は、図３のように、シール部材２１５の内側の電池要素内に臨む部分の大きさｂよりも小さく形成され、少なくとも積み誤差ａよりも厚く形成されていることが好ましい。このように形成するのは、積み厚吸収部材２６０の大きさがシール部材の内側の電池要素内に臨む部分の大きさよりも大きく、積み厚吸収部材２６０の厚みが積み誤差ａよりも薄いと、各電池要素２１０に発生する歪みを吸収しきれないからである。なお、本実施の形態では、積み誤差ａは、電池要素２１０を覆っているシール部材の総厚から層間の総厚を差し引いた値で求めることができる。
このように積み厚吸収部材２６０の大きさをシール部材の内側の電池要素内に臨む部分の大きさよりも小さく、積み厚吸収部材２６０の厚みを積み誤差ａよりも厚く形成することにより、電池要素２１０ごとに発生する歪みを吸収できるので、電池性能の低下が生じない。
図４は本実施の形態に係るバイポーラ電池１００内部の概略構成図であり、積み厚吸収部材２６０として導電性を有しない材料を採用している。このような構成を採用した場合には、各電池要素２１０の歪みは十分に吸収しうるが、隣接する電池要素２１０、２１０間に導電性を有しない積み厚吸収部材２６０が介在するため、該電池要素２１０、２１０間（具体的には図２に示した集電体２００間）の導通は不能となるので、電池要素２１０、２１０間をリード線２９０で接続する必要がある。
これに対し図５では、積み厚吸収部材２６０として、導電性を有する材料を採用している。ここで用いる導電性を有する材料は、電子の流れが積層方向（厚み方向）に流れるため、抵抗が高い材料を用いても構わない。ただし、バイポーラ電極２７０との接合性を考慮すると、接合表面の平滑性が高く、かつ、ヤング率の低い材料を選択することが好ましい。たとえば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、カーボンおよび導電性ポリマーなどが挙げられる。
このように積み厚吸収部材２６０を、導電性を有する材料で形成することにより、各電池要素２１０の歪みを吸収しつつ、隣接する電池要素２１０、２１０間の導通が可能になり、図５において破線で示すようにリード線を接続する必要がなくなる。また、面方向における接触が可能となり、電池の低抵抗化を図ることができる。
図６は、積み厚吸収部材２６０として繊維状カーボン材を採用した場合のバイポーラ電池１００内部の概略構成図である。積み厚吸収部材２６０をシート状の繊維状カーボン材により形成すると、繊維状材料の特性によりヤング率を低く設定することができる。また、繊維状材料であってもカーボン材であるので、隣接する電池要素２１０、２１０間の導通は可能となり、リード線を使用する必要はない。
図７は、本実施の形態に係るバイポーラ電池１００内部の概略構成図である。図に示すように、本実施の形態では、３組の電池要素２１０を含む発電要素１６０が柔軟性を有する外装材（外装ケース）１８０によって覆われ、その周囲は熱融着されており、上述したように、発電要素１６０は正極タブ１２０Ａ及び負極タブ１２０Ｂを引き出した状態で密封されている。なお、積み厚吸収部材２６０には繊維状カーボンシートを採用している。
そして、外装材１８０の内圧は大気圧よりも低く設定されている。すなわち、外装材１８０の内圧を大気圧よりも低い圧力に設定することによって得られる大気圧を用いた静水圧により発電要素１６０を積層方向に加圧する。磁性体の磁力に加え、大気圧を用いた静水圧を付与することにより、発電要素１６０内で直列に接合される単電池１５０の電流を強電端子により電極の全面から均等に受けることで、電流密度分布のばらつきを抑えることができる。
外装材１８０の構成材料として柔軟性を有する材料を用いることにより、内部と外部の圧力差により該外装材１８０が破壊することなく、容易に変形しうる。外装材１８０を構成する材料は、電解液や気体を透過させないで電気絶縁性を示し、電解液などが内部に存在しても化学的に安定なものであればどのような材料を採用しても良いが、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリカーボネートなどの合成樹脂が挙げられる。特に、外装材１８０の熱封止性や電解質の空気接触可能性の低減を考慮すると、アルミニウム等の金属箔を合成樹脂でコートしたラミネートフィルムを選択することが望ましい。
これは、外装材１８０として金属箔と合成樹脂膜とからなるラミネートフィルムを用いれば、樹脂フィルムが容易に変形しうるので静水圧をかけることが可能になり、さらに、金属箔が存在するため気体透過性を低下させて、外装材１８０の内部と外部の圧力差を長時間維持できるからである。
また、上記電解質層２３０は、固体型電解質により形成されていることが好ましい。電解質層２３０として固体電解質を用いることにより、漏液を防止することが可能となり、また双電極型二次電池に特有の問題である液絡を防ぎ、信頼性の高いバイポーラ電池を実現することができる。
ここで、全固体高分子電解質と高分子ゲル電解質との違いについて説明する。ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）などの全固体高分子電解質に、通常、リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものが高分子ゲル電解質である。また、ＰＶＤＦ、ＰＡＮおよびＰＭＭＡなどのように、リチウムイオン伝導性をもたない高分子の骨格中に、電解液を保持させたものも高分子ゲル電解質に該当する。高分子ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率は幅広く、ポリマー１００％を全固体高分子電解質とし、電解液１００％を液体電解質とすると、その中間体はすべて高分子ゲル電解質にあたる。他方、全固体型電解質は、高分子あるいは無機固体などのＬｉイオン伝導性をもつ電解質のすべてが該当する。本発明において、固体型電解質という場合は、高分子ゲル電解質と全固体高分子電解質、無機固体電解質のすべてを含むものとする。
さらに、上記正極活物質２４０にはリチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極活物質２２０にはカーボンもしくはリチウム−遷移金属複合酸化物を用いることが好ましく、これにより容量および出力特性に優れたバイポーラ電池を実現することができる。
以上説明してきたバイポーラ電池は、複数、直列に又は並列に接続して組電池モジュール２５０（図８参照）を形成し、この組電池モジュール２５０をさらに複数、直列に又は並列に接続して組電池３００を形成することもできる。図８は、組電池３００の平面図（図Ａ）、正面図（図Ｂ）、側面図（図Ｃ）を示しているが、作成した組電池モジュール２５０は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、組電池モジュール２５０は接続治具３１０を用いて複数段積層される。何個のバイポーラ電池１１０を接続して組電池モジュール２５０を作成するか、また、何段の組電池モジュール２５０を積層して組電池３００を作成するかは、搭載される車両（電気自動車）の電池容量や出力に応じて決めればよい。
このように、組電池モジュール２５０を複数直並列接続されてなる組電池３００は、高容量、高出力を得ることができ、一つ一つの組電池モジュール２５０の信頼性が高いことから、組電池３００としての長期的な信頼性の維持が可能である。また一部の組電池モジュール２５０が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能になる。
組電池３００を、電気自動車４００に搭載するには、図９に示すように、電気自動車４００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池３００を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池３００を用いた電気自動車４００は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供しうる。さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。
なお、本発明では、組電池３００だけではなく、使用用途によっては、組電池モジュール２５０のみを搭載するようにしてもよいし、これら組電池３００と組電池モジュール２５０を組み合わせて搭載するようにしてもよい。また、本発明の組電池または組電池モジュールを搭載することのできる車両としては、上記の電気自動車やハイブリッドカーが好ましいが、これらに制限されるものではない。たとえば、電車のような他の車両であっても適用は可能である。
以下に、本発明に係るバイポーラ電池の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
最初に、実施例１〜８に共通する上記発電要素２１０の作製について説明する。上述したように、発電要素２１０は、集電体の一方の面には正極層が形成されその他方の面には負極層が形成されたバイポーラ電極２７０と、当該バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層２３０と、を交互に複数積層してなり、複数個の単電池１５０を積層している。
＜電極の形成＞
まず、厚さ２０μｍの集電体であるステンレス鋼箔（ＳＵＳ箔）の片面に正極スラリーを塗布し乾燥させ、膜厚１５μｍの正極層を形成する。正極スラリーは、正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を８５ｗｔ％、導電助剤としてアセチレンブラックを５ｗｔ％、バインダーとしてＰＶＤＦを１０ｗｔ％、およびスラリー粘度調整溶媒としてＮＭＰを混合したものである。
次に、正極層を塗布した集電体（ＳＵＳ箔）の反対面に負極スラリーを塗布し乾燥させ、膜厚１５μｍの負極層を形成する。負極スラリーは、負極活物質としてハードカーボンを９０ｗｔ％、バインダーとしてＰＣＤＦを１０ｗｔ％、およびスラリー粘度調整溶媒としてＮＭＰを混合したものである。
集電体（ＳＵＳ箔）の両面に正極層と負極層がそれぞれ形成されることにより、バイポーラ電極（双極型電極）が形成された。完成したバイポーラ電極を１３０ｍｍ×８０ｍｍの大きさに切り取った。また、外周１０ｍｍ部分にはシール層を形成するため、電極部分は削り取った。なお、正極末端極および負極末端極には片面のみに正極層または負極層を塗布したものを作製した。
＜ゲル電解質の形成＞
ポリエチレン製のセパレータ（厚さ１２μｍ）に、イオン伝導性高分子マトリクスの前駆体である平均分子量７５００〜９０００のモノマー溶液（ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体）３重量％、電解液としてＰＣ＋ＥＣ（１：１）９７重量％、および１．５ＭＬｉＢＦ４、重合開始剤（ＢＤＫ）からなるプレゲル溶液を浸漬させて、石英ガラス基板に挟み込み紫外線を１５分照射して前駆体を得た。
＜電池要素の形成＞
正極と負極とがゲル電解質を挟んで対向するように積層して、単電池を形成した。これを繰り返し、３層の単電池が積層されるように電池要素を形成した。この電池要素をシール部材で覆い、まず３辺を熱融着し、その後最後の一辺を真空密封することで電池要素を真空シールして、電解質層を封止した。
電池要素は単層における外装材（シール部材）の厚みが６２μｍで、電極、セパレータの総和である層間厚みが４４μｍであり、単層における積み誤差は６２μｍ−４４μｍ＝１８μｍとなる。したがって、これを３層積み重ねた電池要素であるので、５４μｍの積み誤差となる。
積み誤差は、シール部分の厚みの実測値から電極部分の厚みの実測値を差し引くことにより測定することができ、上述の如く作製した電池要素の積み誤差実測値は５６μｍであった。
以下、実施例１〜８および比較例について説明する。
（実施例１）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ５０μｍのペットフィルム（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図４のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。また、積み誤差吸収部材を介設することで絶縁された部分はリード線を接続することで電気的に導通させた。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例２）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ５７μｍのペットフィルム（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図４のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。また、積み誤差吸収部材を介設することで絶縁された部分はリード線を接続することで電気的に導通させた。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例３）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍのペットフィルム（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図４のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。また、積み誤差吸収部材を介設することで絶縁された部分はリード線を接続することで電気的に導通させた。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例４）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍの銅箔（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図５のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例５）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍのカーボン板（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図５のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例６）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍのアルミニウム箔（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図５のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例７）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍの繊維状カーボンシート（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図６のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
（実施例８）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、厚さ６０μｍの繊維状カーボンシート（１７０×７０ｍｍ）からなる積み誤差吸収部材を挟み込んで、図６のように交互に３組積層し、積み誤差吸収部材を介設した９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、これをさらにアルミラミネート外装に真空密封することでバイポーラ電池を作製した。
（比較例）
上記のように作製した積み誤差５６μｍの３層積層の電池要素を一組として、積み誤差吸収部材を介設せずに３組積層し、９直の発電要素を作製した。その後、正極端末極、および負極端末極に電流取り出しタブを溶接し、ガラス板で挟み込んでクリップで留めることでバイポーラ電池を作製した。
以上のように実施例１〜８および比較例のバイポーラ電池は作製され、これらのバイポーラ電池の評価を以下のような条件で行った。
＜評価＞
これらのバイポーラ電池を１０ｍＡの電流で、５０．４Ｖまで１５時間の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電を行った。その後、１０ｍＡの電流で５秒間放電し、そのときの電気容量を計測して、初期の電気容量から放電容量を測定した。下記表１には、比較例の放電容量を１００％としたときの実施例１〜８の放電容量を示している。
Figure 2007026734
次に、これらのバイポーラ電池を１０ｍＡの電流で、５０．４Ｖまで１５時間の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電を行った。その後、１０ｍＡの電流で５秒間放電し、そのときの電圧を計測して、初期からの電圧降下から抵抗値を測定した。下記表２には、比較例を１００％としたときの実施例１〜８の抵抗値を示している。
Figure 2007026734
＜結果＞
表１の結果から、実施例１〜８までの放電容量は比較例に比べて放電容量が大きい。これは、積み誤差のある比較例の電池は層間距離がきちんと保たれていないため、放電し難かったものと考えられる。したがって、電池要素間に積み厚吸収部材を介設した方が電池性能が良いことが判った。
また、実施例１と実施例２〜８を比較すると実施例１は多少容量が減少している。したがって、この結果から少なくとも積み厚吸収部材の厚みは積み誤差よりも大きい方が良いことが判った。
表２の結果から、抵抗値は実施例１〜３＞実施例４〜６＞実施例７＞実施例８の関係となっていることが判る。この結果から、積み厚吸収部材は導電性を有する材料を選択することが好ましく、また繊維状カーボン材はその中でも抵抗が低かった。さらに、実施例８のアルミニウムラミネート材により真空密封し、外部の大気圧と内部の真空による圧力差で各部材の密着度を上げて電気的接触を図ったものが一番低い抵抗値を示すことが判った。
本発明はバイポーラ電池の量産化と信頼性向上に大いに役立つ。
本実施の形態に係るバイポーラ電池の外観図である。 本実施の形態に係るバイポーラ電池内部の概略構成図である。 積み厚吸収部材の大きさと厚みを外装材の内側の大きさと積み誤差との関係で特定する説明図である。 積み厚吸収部材を導電性を有しない材料で形成した場合のバイポーラ電池内部の概略構成図である（実施例１〜３）。 積み厚吸収部材を導電性を有する材料で形成した場合のバイポーラ電池内部の概略構成図である（実施例４〜６）。 積み厚吸収部材として繊維状カーボンシートを採用した場合のバイポーラ電池内部の概略構成図である（実施例７および８）。 本実施の形態に係るバイポーラ電池内部の概略構成図である。 組電池の概略構成図である。 組電池が車両に搭載された状態を示す図である。
符号の説明
１００ バイポーラ電池、
１２０Ａ 正極タブ、
１２０Ｂ 負極タブ、
１５０ 単電池、
１６０ 発電要素、
１８０ 外装材、
２００ 導電材、
２１０ 電池要素、
２１５ シール部材、
２２０ 負極層、
２３０ 電解質層、
２４０ 正極層、
２５０ 組電池モジュール、
２６０ 積み吸収部材、
２７０ バイポーラ電極、
２９０ リード線、
３００ 組電池、
３１０ 接続治具、
４００ 電気自動車。

Claims (10)

  1. 集電体の一方の面には正極層が形成されその他方の面には負極層が形成されたバイポーラ電極と当該バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層とを交互に所定数積層してなる電池要素と、
    前記電池要素と電池要素との間に介在させて積層方向の歪みを吸収する積み厚吸収部材と、
    を備えたことを特徴とするバイポーラ電池。
  2. 前記電池要素と前記積み厚吸収部材とを複数積層して発電要素が形成され、
    前記電池要素はシール部材により覆われ、
    前記シール部材には前記積層方向の窪みが形成され、
    前記積み厚吸収部材の大きさは前記窪みの部分の大きさよりも小さく、前記積み厚吸収部材の厚みは前記発電要素の積み厚誤差が吸収できる程度の厚みを有していることを特徴とする請求項１に記載のバイポーラ電池。
  3. 前記積み厚吸収部材は導電性を有する材料から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバイポーラ電池。
  4. 前記積み厚吸収部材は繊維状カーボン材から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイポーラ電池。
  5. 前記発電要素は柔軟性を有する外装材によって覆われて密封され、前記外装材内圧が大気圧よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイポーラ電池。
  6. 前記外装材が金属箔と合成樹脂膜とからなるラミネートフィルムであることを特徴とする請求項５に記載のバイポーラ電池。
  7. 前記電解質層が固体型電解質により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイポーラ電池。
  8. 正極活物質としてリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられ、負極活物質としてカーボンもしくはリチウム−遷移金属複合酸化物を用いられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイポーラ電池。
  9. 請求項１〜８のいずれかに記載のバイポーラ電池が複数接続されて構成されることを特徴とする組電池。
  10. 請求項１〜８のいずれかに記載のバイポーラ電池、または請求項９に記載の組電池を電源として搭載したことを特徴とする車両。
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