JP2008159332A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 積層方向と直交する面内における温度分布のバラツキを抑制することのできる蓄電装置を提供する。
【解決手段】 電解質層（１４）と、電解質層を介して積層された複数の電極体（１０）とを有する蓄電装置であって、この蓄電装置を貫通し、蓄電装置の積層方向における一端面から他端面に延びる開口部（１５）を有する。
【選択図】 図２
【解決手段】 電解質層（１４）と、電解質層を介して積層された複数の電極体（１０）とを有する蓄電装置であって、この蓄電装置を貫通し、蓄電装置の積層方向における一端面から他端面に延びる開口部（１５）を有する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、複数の電極体が電解質層を介して積層された構成を有する蓄電装置に関するものである。
従来、二次電池や電気二重層キャパシタ（コンデンサ）といった蓄電装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリとして用いられている。この蓄電装置では、充放電等の際に発熱するために、この性能や寿命が低下してしまうことがある。
そこで、蓄電装置（又は、蓄電装置を収容するケース）に対して冷却用の空気等を供給することによって、蓄電装置を冷却させるものがある（例えば、特許文献１，２参照）。この構成について、図９を用いて説明する。
図９において、組電池１００は、複数の単電池が積層されて構成されている。そして、各単電池においては、正極用の電極体と負極用の電極体とが、電解質層を介して積層された構造となっている。各電極体は、集電体と、この集電体の表面に形成された電極層（正極層又は負極層）とを有している。
そして、組電池１００の外表面に冷却媒体（例えば、冷却用の空気）を接触させることで、組電池１００の冷却を行うようにしている。
しかしながら、上述したように、電池の外表面に冷却媒体を接触させる構成では、外表面及びこの近傍の部分を冷却することができるが、内部の領域に対しては、冷却媒体が接触しないために冷却し難くなっている。
ここで、電解質層を介して複数の電極体を積層した構成では、積層方向と直交する面内において、放熱性が互いに異なる領域が存在する。例えば、中心部側の領域は、熱が逃げ難いため、中心部側の領域での温度が、外周部の領域での温度よりも高くなってしまうことがある。これにより、積層方向と直交する面内において、温度分布のバラツキが生じてしまう。
そこで、本発明の主な目的は、積層方向と直交する面内における温度分布のバラツキを抑制することのできる蓄電装置を提供することにある。
本発明は、電解質層と、電解質層を介して積層された複数の電極体とを有する蓄電装置であって、この蓄電装置を貫通し、蓄電装置の積層方向における一端面から他端面に延びる開口部を有することを特徴とする。
ここで、開口部を蓄電装置の積層方向に延びるように形成することができる。また、複数の開口部を形成することもできる。
また、複数の開口部を形成した場合、積層方向と直交する面内において、略中心部に位置する第１の領域内での開口部の形成密度を、第１の領域に対して外周部側に位置する第２の領域内での開口部の形成密度よりも高くすることができる。
さらに、蓄電装置が熱源の近傍に配置されている場合、積層方向と直交する面内において、熱源側に位置する第１の領域内での開口部の形成密度を、第１の領域に対して熱源側とは反対側に位置する第２の領域内での開口部の形成密度よりも高くすることができる。
上述した構成において、開口部内に、管状部材（例えば、中空ピン）を配置することができる。
本発明によれば、蓄電装置内に開口部を形成することにより、開口部を介した放熱等を行うことができ、積層方向と直交する面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の実施例１である蓄電装置としてのバイポーラ型電池について、図１及び図２を用いて説明する。ここで、図１は、バイポーラ型電池の概略構成を示す外観斜視図であり、図２は、バイポーラ型電池の内部構造を示す断面図であり、バイポーラ型電池内に形成された開口部を含む断面を示す。
図１及び図２に示すように、バイポーラ型電池１は、固体電解質層１４を介して複数のバイポーラ電極（電極体）１０を積層した構成となっている。言い換えれば、バイポーラ型電池１は、複数の単電池を積層した組電池である。ここで、単電池とは、固体電解質層１４と、この固体電解質層１４の両側に配置された電極層１２、１３とで構成される発電要素である。
なお、積層される単電池の数は、適宜設定することができる。
また、本実施例では、バイポーラ型電池１について説明するが、蓄電装置としての電気二重層キャパシタ（コンデンサ）にも本発明を適用することができる。
集電体１１の互いに向かい合う面のうち、一方の面には正極層１２が形成され、他方の面には負極層１３が形成されている。この電極層１２、１３及び集電体１１によって、バイポーラ電極１０が構成される。電極層１２、１３は、インクジェット方式等を用いることにより、集電体１１上に形成することができる。
ここで、バイポーラ型電池１の積層方向（Ｚ方向）における両端に位置する集電体１１には、一方の面にのみ電極層（正極層又は負極層）が形成されている。また、他方の面には、後述するように、電流を取り出すための電極タブ（正極タブ及び負極タブ）が電気的及び機械的に接続されている。
各電極層１２、１３には、正極及び負極に応じた活物質が含まれている。また、各電極層１２、１３には、必要に応じて、導電助材、バインダ、イオン伝導性を高めるための無機固体電解質、高分子ゲル電解質、高分子電解質、添加剤などが含まれる。
例えば、ニッケル−水素電池では、正極層１２の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層１３の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウム二次電池では、正極層１２の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層１３の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
なお、本実施例では、バイポーラ電極１０を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、集電体の両面に正極層を形成した電極体と、集電体の両面に負極層を形成した電極体とを用いることもできる。この場合には、正極層を備えた電極体と、負極層を備えた電極体とが、固体電解質層を介して交互に配置（積層）されることになる。
また、集電体１１は、例えば、アルミニウム箔で形成したり、複数の金属（合金）で形成したりすることができる。また、金属（アルミニウムを除く）の表面にアルミニウムを被覆させたものを集電体１１として用いることもできる。
なお、集電体１１として、複数の金属泊を貼り合わせた、いわゆる複合集電体を用いることもできる。この複合集電体を用いる場合においては、正極用集電体の材料としてアルミニウム等を用い、負極用集電体の材料としてニッケルや銅等を用いることができる。また、複合集電体としては、正極用集電体及び負極用集電体を直接接触させたものを用いたり、正極用集電体及び負極用集電体の間に導電性を有する層を設けたものを用いたりすることができる。
固体電解質層１４には、複数の粒子からなる粒子群と、この粒子群を結着させるための結着剤とが含まれている。ここで、固体電解質層１４としては、無機固体電解質や高分子固体電解質を用いることができる。
無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩、硫化リン化合物を用いることができる。より具体的には、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ２ＳｉＳ３、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ２−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ４、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５を用いることができる。
また、高分子固体電解質としては、例えば、上記の電解質と電解質の解離を行う高分子とから構成された物質、高分子にイオン解離基を持たせた物質を用いることができる。電解質の解離を行う高分子としては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘導体および該誘導体を含むポリマー、ポリプロピレンオキサイド誘導体および該誘導体を含むポリマー、リン酸エステルポリマーを用いることができる。なお、無機固体電解質及び高分子固体電解質を併用することもできる。
高分子固体電解質としては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体を用いることができる。この高分子固体電解質中には、イオン伝導性を確保するためにリチウム塩が含まれる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、又はこれらの混合物を用いることができる。
上述した構成のバイポーラ型電池１において、積層方向と直交する面（Ｘ−Ｙ平面を示し、以下、「積層面」と称す）内における略中心の位置には、積層方向に延びる開口部１５が形成されている。この開口部１５の両端は、バイポーラ型電池１の両端面において、外部に露出している。すなわち、開口部１５は、バイポーラ型電池１を貫通している。
ここで、開口部１５の断面形状（積層面内での形状）は、略円形に形成されている。また、開口部１５の内周面には、高分子樹脂等で構成された絶縁層１５ａが形成されている。なお、開口部１５の径は、後述するように、冷却媒体が対流できる程度の大きさに設定される。
本実施例によれば、バイポーラ型電池１を貫通する開口部１５を形成することにより、この開口部１５を介して、外部からの冷却媒体をバイポーラ型電池１内に導いたり、バイポーラ型電池１内において充放電等によって発生した熱を外部に逃がしたりすることができる。
ここで、冷却媒体とは、バイポーラ型電池１の冷却に用いられる気体（例えば、空気）や液体である。この冷却媒体は、バイポーラ型電池１の外表面にも接触することで、バイポーラ型電池１を冷却する。
なお、冷却媒体を用いたバイポーラ型電池１の冷却は、冷却媒体を自然対流させることによって行ってもよいし、ファン等を備えた冷却機構を用いて冷却媒体を強制的に循環させることによって行ってもよい。
本実施例のように、固体電解質層１４を介して複数のバイポーラ電極１０を積層した構成では、積層面内において、温度分布のバラツキが生じ易い。これは、積層面内において、放熱性が互いに異なる領域が存在するからである。例えば、積層面内における中心部では、外周部よりも熱がこもりやすくなり、外周部での温度よりも高くなることがある。
ここで、本実施例のように、積層面内の略中心部に開口部１５を形成することにより、中心部で発生した熱をバイポーラ型電池１の外部に逃がしたり、外部から中央部に冷却媒体を導いたりすることができる。これにより、中心部における温度上昇を抑制することができ、積層面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
次に、本実施例のバイポーラ型電池１の製造方法について説明する。
バイポーラ電極１０や固体電解質層１４を構成する材料を、インクジェット方式等を用いた塗布によって、バイポーラ型電池１を製造する場合には、開口部１５を形成する部分に、上述した材料が塗布されないようにすることができる。具体的には、遮蔽部材を用いて、上述した材料が塗布されないようにすることができる。
一方、バイポーラ電極１０や固体電解質層１４をそれぞれ形成しておき、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４を積層する場合には、各部材を形成する工程において、開口部１５を形成しておくことができる。
例えば、プレス成形によって固体電解質層１４を形成する場合には、このプレス成形の際に、開口部１５も形成されるようにすることができる。また、長尺状の金属箔等を切断することによって集電体１１を形成する場合には、この際に、開口部１５に相当する部分を取り除いておく（切断しておく）ことができる。そして、開口部１５が形成された集電体１１に対して、電極層１２、１３を構成する材料を塗布することによって、バイポーラ電極１０を得ることができる。このとき、集電体１１のうち、開口部１５を除く領域に対して、電極層１２、１３を構成する材料が塗布されることになる。
なお、上述したバイポーラ型電池１の製造方法は、この一例であり、他の方法によっても製造することはできる。この場合にも、開口部１５が形成されるようにすればよい。
次に、上述したバイポーラ型電池１をケース内に収納した構成について、図３及び図４を用いて説明する。ここで、図３及び図４は、バイポーラ型電池が収納されたケースの断面を示す概略図である。なお、図３及び図４において、同一の機能を有する部材については、同一の符号を用いている。
まず、図３に示す構成について説明する。
バイポーラ型電池１の積層方向における両端に位置する集電体にはそれぞれ、正極タブ２１及び負極タブ２２が電気的及び機械的に接続されている。
バイポーラ型電池１はケース２で覆われており、ケース２は、ラミネートフィルムで形成されたフィルム部材２ａ、２ｂで構成されている。フィルム部材２ａ、２ｂの間に、バイポーラ型電池１を配置して、真空状態でフィルム部材２ａ、２ｂを熱融着することにより、バイポーラ型電池１がケース２で覆われることになる。
なお、ケース２内の空間３に、ドライガス（例えば、空気や窒素ガス）を充填することもできる。
また、ラミネートフィルムとして、一般的には、熱融着性樹脂フィルム、金属箔、剛性を有する樹脂フィルムがこの順序で積層された高分子金属複合フィルムが用いられる。ここで、熱融着性樹脂フィルムは、バイポーラ型電池１を収容する際のシールとして用いられ、金属箔や剛性を有する樹脂フィルムは、湿性、耐通気性、耐薬品性を持たせるために用いられる。
熱融着性樹脂としては、例えば、ポリエチレンやエチレンビニルアセテートを用いることができる。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔やニッケル箔を用いることができる。剛性を有する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやナイロンを用いることができる。
バイポーラ型電池１に接続された正極タブ２１及び負極タブ２２は、ケース２外に延びている。これにより、バイポーラ型電池１で発生した電力を外部に取り出すことができる。また、バイポーラ型電池１の積層方向における両端面と、ケース２との間には、高分子樹脂等で形成された絶縁部材４が配置されている。
バイポーラ型電池１内に形成された開口部１５は、絶縁部材４及びケース２を貫通しており、この両端は、ケース２外に露出している。これにより、ケース２外の冷却媒体を、開口部１５を介してバイポーラ型電池１の内部に導いたり、バイポーラ型電池１内で発生した熱をケース２外に放出させたりすることができる。
これにより、バイポーラ型電池１の積層面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
ここで、図３に示す構成では、ケース２外に位置する冷却媒体を自然対流させたり、強制的に循環させたりすることにより、ケース２の冷却及び、ケース２を介したバイポーラ型電池１の冷却を行うことができる。
なお、冷却媒体として液体を用いる場合には、バイポーラ型電池１を収納したケース２を、冷却用の液体が収容された容器内に配置することになる。また、冷却用の液体としては、例えば、フッ素系不活性液体を用いることができる。
ここで、フッ素系不活性液体としては、スリーエム社製のフロリナート、Ｎｏｖｅｃ ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０を用いることができる。また、フッ素系不活性液体以外の液体を用いることもできる。すなわち、ケース２の冷却を行うことができるものであれば、例えば、シリコンオイルを用いることができる。
次に、図４に示す構成について説明する。
図４（Ａ）に示す構成においても、バイポーラ型電池１がケース２内に収容されている。また、図３に示す構成では、開口部１５が絶縁部材４及びケース２を貫通しているが、図４に示す構成では、バイポーラ型電池１内を貫通しているだけである。
ここで、ケース２内の空間３には、冷却媒体としての液体が収容されている。この液体としては、上述したフッ素系不活性液体等を用いることができる。なお、冷却用液体の代わりに、冷却用の気体（例えば、空気や窒素ガスといったドライガス）を用いることもできる。
また、バイポーラ型電池１の積層方向における両端面と、ケース２との間には、複数の絶縁部材４が配置されている。ここで、複数の絶縁部材４は、例えば、図４（Ｂ）に示すように配置することができる。ここで、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＺ１方向から見たときの図である。図４（Ｂ）に示すように、複数（４つ）の絶縁部材４は、バイポーラ型電池１の集電体１１上において、この４隅に配置されている。
これは、ケース２内に収容された液体を、バイポーラ型電池１内の開口部１５に導くためである。なお、図４に示す構成では、上述したように、集電体１１上の４つの隅に絶縁部材４を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、開口部１５内に冷却用液体を導くことができる構成であればよい。例えば、図３に示す構成において、絶縁部材４内に、開口部１５と、ケース２及びバイポーラ型電池１間の空間３とを接続する開口部を形成することができる。
図４に示す構成において、冷却用液体３は、バイポーラ型電池１の外面及びケース２の内面に接触する。また、冷却用液体３は、開口部１５内に進入している。
このように開口部１５内に冷却用液体３を進入させることにより、バイポーラ型電池１内で発生した熱を、冷却用液体３を介してケース２に伝達させることができる。ここで、ケース２内に収容された冷却用液体３は、自然対流させてもよいし、ファン等を用いて強制的に対流させてもよい。
また、図４に示す構成においては、ケース２の外側に位置する冷却媒体を自然対流させたり、強制的に対流させたりして、ケース２の冷却を行うことができる。
図３及び図４に示す構成では、ケース２としてラミネートフィルムを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、金属製のケースを用いることができる。
なお、本実施例では、開口部１５の断面形状（積層面内での形状）を略円形にしているが、これに限るものではない。具体的には、図５に示すように、開口部１５の断面形状を、曲率を有する形状（例えば、楕円形状（図５（Ａ）参照））に形成したり、多角形状（図５（Ｂ）〜（Ｄ）参照）に形成したりすることができる。ここで、開口部１５の断面形状を多角形状に形成することで、開口部１５の面積を増加させることができ、バイポーラ型電池１内の冷却効率を向上させることができる。
また、本実施例では、バイポーラ型電池１内に開口部１５だけを形成した場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、絶縁層１５ａを備えた開口部１５内に、管状の部材、例えば、図６に示すように、円筒形状に形成された金属製の中空ピン２０を配置することができる。また、バイポーラ型電池１内に、絶縁層を持たない開口部を形成し、この開口部内に、絶縁層で覆われた金属製の中空ピンを挿入することもできる。
この場合にも、バイポーラ型電池１の外側に位置する冷却媒体が、中空ピン２０を介してバイポーラ型電池１内に導かれたり、バイポーラ型電池１内で発生した熱が中空ピン２０を介してバイポーラ型電池１の外部に放出されたりする。
これにより、バイポーラ型電池１の積層面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
なお、金属製の中空ピン２０に限るものではなく、他の材料で形成された中空ピンを用いることもできる。すなわち、バイポーラ型電池１内に冷却媒体を導くことができればよいため、中空構造の部材であれば、いかなるものであってもよい。ただし、バイポーラ型電池１の冷却効率を考慮すると、中空ピンの材料として、熱伝導性が比較的高い金属材料を用いることが好ましい。
また、中空ピン２０を用いた場合であっても、図３及び図４に示す構成を適用することができる。また、開口部１５の断面形状に沿うように、中空ピンの断面形状を形成することもできるし、開口部１５及び中空ピンの断面形状を互いに異なる形状とすることもできる。ただし、互いに異なる形状とした場合には、開口部１５内に中空ピンが挿入できる構成である必要がある。
さらに、開口部１５の断面形状を略矩形状に形成し（図５（Ｂ）参照）、この開口部の断面形状に沿った形状の中空ピンを用いれば、この中空ピンを用いて、単電池（バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４）の位置決めを容易に行うことができる。すなわち、開口部１５の断面を矩形状に形成すれば、開口部１５は、互いに向かい合う２組の面を有することになり、積層面内においてバイポーラ電極１０等がずれてしまうのを抑制することができる。
一方、本実施例では、開口部１５が積層方向に延びているが、これに限るものではない。すなわち、開口部としては、バイポーラ型電池１内を貫通するものであればよく、例えば、開口部１５を積層面に対して傾斜させることができる。この傾斜角度は、適宜設定することができる。
このように構成しても、バイポーラ型電池１の外部に位置する冷却媒体を、開口部を介してバイポーラ型電池１内に導いたり、バイポーラ型電池１内で発生した熱をバイポーラ型電池１の外部に導いたりすることができる。これにより、バイポーラ型電池１の積層面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
また、本実施例では、固体電解質層１４を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、ゲル状又は液状の電解質層を用いることもできる。例えば、セパレータとしての不織布に電解液を含ませたものを用いることができる。
この場合には、液状の電解質等がバイポーラ型電池１の外部に漏れてしまうのを防止するために、図７に示すようにシール材を用いる必要がある。具体的には、積層方向において互いに隣り合う集電体１１の間に、シール材１６を配置することができる。なお、図７では、開口部１５を省略して示している。
次に、本発明の実施例２であるバイポーラ型電池について説明する。ここで、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）はそれぞれ、積層方向から見たときのバイポーラ型電池の正面図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用いている。
実施例１では、バイポーラ型電池１内に１つの開口部１５を形成した場合について説明したが、本実施例では、バイポーラ型電池１内に複数の開口部１５を形成したものである。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
複数の開口部１５を設ける場合には、図８（Ａ）に示すように、積層面内（Ｘ−Ｙ平面内）において、複数（５つ）の開口部１５を一方向（例えば、Ｘ方向）に沿って配置することができる。ここで、各開口部１５の断面形状は、略円形状に形成されており、複数の開口部１５の径は、互いに略等しくなっている（製造誤差を含む）。
図８（Ａ）に示すように、バイポーラ型電池１内に複数の開口部１５を形成することにより、バイポーラ型電池１の積層面内における温度分布のバラツキを効率良く抑制することができる。すなわち、複数の開口部１５を形成することにより、バイポーラ型電池１内に多くの冷却媒体を導いたり、バイポーラ型電池１内で発生した熱を効率良く外部に放出させたりすることができる。
一方、図８（Ｂ）に示すように、径が互いに異なる複数（７つ）の開口部１５を形成することもできる。ここで、最も径の大きな開口部１５は、積層面内の略中心部に設けられており、外周部側に向かって開口部１５の径が小さくなっている。
ここで、上述したように、積層構造のバイポーラ型電池では、一般的に、積層面内における略中心部（中心部と隣接する部分も含む）が外周部に比べて放熱性が低くなっており、熱がこもりやすくなっている。そして、中心部から外周部に向かって、徐々に放熱性が高くなる。
このような放熱特性を有する場合には、図８（Ｂ）に示すように、放熱性が異なる領域に応じて、径の異なる開口部１５を配置することにより、放熱性を考慮した冷却を行うことができる。これにより、積層面内での温度分布のバラツキを効率良く抑制することができる。
ここで、図８（Ｂ）に示す構成では、開口部１５の径を異ならせているが、これに限るものではなく、積層面内での位置に応じて、開口部１５の形成密度を異ならせればよい。ここでいう開口部１５の形成密度とは、積層面内のうち所定の領域内に占める開口部１５の面積を示すものである。
上述したように、積層構造のバイポーラ型電池１において、積層面内の中心部は外周部よりも熱がこもりやすいため、中心部側の領域内（第１の領域内）における開口部１５の形成密度を、外周部側の領域内（第２の領域内）における開口部１５の形成密度よりも高くすることができる。
このように構成することで、積層面内における温度分布のバラツキを抑制することができる。
ここで、開口部１５の形成密度を異ならせる方法としては、上述したように、開口部１５の径を異ならせる他に、略等しい径を有する複数の開口部間の間隔を異ならせたり、開口部１５の径及び開口部１５間の間隔を異ならせたりすることができる。
一方、積層面内における中心部の放熱性を向上させるために、複数の開口部１５を図８（Ｃ）に示すように配置することができる。図８（Ｃ）では、複数の開口部１５を積層面内の中心部側の領域内に配置している。
図８（Ａ）、（Ｂ）に示す構成では、複数の開口部１５をＸ方向に並べて配置しているが、これに限るものではなく、Ｙ方向に並べて配置したり、Ｘ−Ｙ平面内に配置（Ｘ方向及びＹ方向を除く方向であって、Ｘ−Ｙ平面内における任意の方向に沿って配置する場合も含む）したりすることができる。
本実施例では、バイポーラ型電池１自体の放熱特性を考慮して、複数の開口部１５を形成しているが、これに限るものではない。例えば、バイポーラ型電池１の近傍に熱源（エンジンやモータ等）が配置されている場合には、熱源からの熱的影響を受けることによって、バイポーラ型電池１の積層面内における温度分布にバラツキが生じることがある。すなわち、熱源側の領域（第１の領域）が、他の領域（第２の領域）よりも高温になり、放熱性が悪化することがある。ここでいう近傍とは、バイポーラ型電池１が熱源からの熱的影響を受けやすい位置に配置されていることを意味する。
この場合には、バイポーラ型電池１の積層面内のうち、熱源側の領域内における開口部１５の形成密度を、他の領域内（具体的には、上記熱源側の領域に対して、熱源側とは反対側に位置する領域内）における開口部１５の形成密度よりも高くすることができる。これにより、外部からの熱的影響によって、積層面内での温度分布にバラツキが生じるのを抑制することができる。
ここで、中心部側及び熱源側の領域内における開口部１５の形成密度を、他の領域内における開口部１５の形成密度よりも高くすれば、バイポーラ型電池１の充放電等に伴う発熱と、外部からの熱的影響に起因した温度分布のバラツキを抑制することができる。
また、積層面内における熱源側の領域が最も高温になる場合には、熱源側の領域内における開口部１５の形成密度を最も高くすることができる。また、実施例１で説明したように、熱源側の領域内に１つの開口部１５を形成することもできる。この構成であっても、積層面内での温度分布のバラツキを抑制することができる。
なお、本実施例では、バイポーラ型電池１内に複数の開口部１５を形成した場合について説明したが、実施例１と同様に、絶縁層１５ａを有する開口部１５内に中空ピンを配置したり、絶縁層１５ａを持たない開口部内に、絶縁層で覆われた中空ピンを配置したりすることができる。
また、開口部１５の断面形状は、実施例１で説明したように、様々な形状に形成することができる（図５参照）。
さらに、本実施例のバイポーラ型電池１においても、実施例１と同様にケース内に収容することができる（図３及び図４参照）。ここで、図３に示す構成を用いる場合には、複数の開口部１５が絶縁部材４及びケース２を貫通することになる。
１：バイポーラ型電池
１０：バイポーラ電極
１１：集電体
１２：正極層
１３：負極層
１４：固体電解質層
１５：開口部
１５ａ：絶縁層
２：ケース
２０：中空ピン
２１：正極タブ
２２：負極タブ
１０：バイポーラ電極
１１：集電体
１２：正極層
１３：負極層
１４：固体電解質層
１５：開口部
１５ａ：絶縁層
２：ケース
２０：中空ピン
２１：正極タブ
２２：負極タブ
Claims (6)
- 電解質層と、該電解質層を介して積層された複数の電極体とを有する蓄電装置であって、
該蓄電装置を貫通し、該蓄電装置の積層方向における一端面から他端面に延びる開口部を有することを特徴とする蓄電装置。 - 前記開口部が前記積層方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
- 前記開口部を複数有することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
- 前記積層方向と直交する面内において、略中心部に位置する第１の領域内での前記開口部の形成密度が、前記第１の領域に対して外周部側に位置する第２の領域内での前記開口部の形成密度よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
- 該蓄電装置が熱源の近傍に配置されており、
前記積層方向と直交する面内において、前記熱源側に位置する第１の領域内での前記開口部の形成密度が、前記第１の領域に対して前記熱源側とは反対側に位置する第２の領域内での前記開口部の形成密度よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。 - 前記開口部内に配置された管状部材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。
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