JP2011018481A - 双極型二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】各単電池の集電体の電位を出力するための配線基板が、集電体から剥離し難い双極型二次電池を提供する。
【解決手段】本発明の双極型二次電池１００は、発電要素３０と、第１接続部５１と、第２接続部５２とを有する。発電要素３０は、集電体２２の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成される双極型電極２１が電解質層２５を介して積層されて形成される。第１接続部５１は、積層方向に隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃの間に挟持され、絶縁層５１ａの両面に集電体２２ｂ，２２ｃと接する導電層５１ｂ，５１ｃが形成される。第２接続部５２は、隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃの間に配置され、第１接続部５１を介して集電体２２ｂ，２２ｃの電位を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、双極型二次電池に関する。

近年、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）および電気自動車（ＥＶ）などの電動車両の需要の増加に伴い、これら電動車両の駆動源である二次電池の生産量が増加している。二次電池の構造には様々なものがあり、そのなかでも、複数の単電池が直列に積層された構造の双極型二次電池が良く知られている。

双極型二次電池は、電池性能を維持する観点から稼働中に各単電池の出力電圧を逐次検出することが求められる。双極型二次電池の各単電池の出力電圧を検出するための電圧検出用配線技術としては、下記特許文献１に単電池電圧を検出するための配線基板が開示されている。特許文献１の配線基板では、複数積層された単電池の各々の集電体にフレキシブルフラットケーブルを用いた配線基板が取付けられており、集電体における電位が逐次出力される。

特開２００５−２３５４６３号公報

しかしながら、上記特許文献１の配線基板では、フレキシブルフラットケーブルが集電体と片面のみで接しているため、フレキシブルフラットケーブルと集電体との接合面において応力が生じた場合、フレキシブルフラットケーブルが変形して集電体から剥離するおそれがある。

本発明は、集電体から剥離し難い双極型二次電池を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

本発明の双極型二次電池は、発電要素と、第１接続部と、第２接続部とを有する。発電要素は、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成される双極型電極が電解質層を介して積層されて形成される。第１接続部は、積層方向に隣り合う集電体の間に挟持されており、絶縁層の両面に集電体と接する導電層が形成されている。第２接続部は、隣り合う集電体の間に配置され、第１接続部を介して集電体の電位を出力する。

本発明の双極型二次電池によれば、配線基板と、配線基板を挟んで隣り合う集電体とが構造的に一体となるので、配線基板が集電体から剥離し難くできる。

本発明の第１の実施の形態における双極型二次電池の外観図である。 図１に示す双極型二次電池のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す双極型二次電池のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、配線基板が他の位置に配置された場合の配線基板の部分を拡大した断面図である。 図１に示す双極型二次電池から構成される組電池を説明するための斜視図である。 図５に示す組電池を搭載した車両を説明するための概略構成図である。 本発明の第２の実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。 図７に示す配線基板を説明するための斜視図である。 本発明の第３の実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。 本発明の第４の実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の双極型二次電池の実施の形態を説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。以下の各実施の形態では、双極型リチウムイオン二次電池を例示して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における双極型二次電池の外観図である。本実施の形態の双極型二次電池は、単電池の電位を出力するための配線基板が、隣り合う集電体により狭持されるものである。

図１に示すとおり、本実施の形態の双極型二次電池１００は、電位出力端子１０４（１０４ａ,１０４ｂ,１０４ｃ）を有する扁平形状の双極型二次電池である。より具体的には、双極型二次電池１００は、外装材１０３と、外装材１０３の対向する二辺から引き出された正極集電板１０１および負極集電板１０２と、それらの集電板の引き出し方向と交差する方向の一辺に設けられた電位出力端子１０４とを有する。図１に示す本実施の形態の双極型二次電池１００は、３個の電位出力端子を有する。しかしながら、電位出力端子１０４の個数は、電池の構成に応じて適宜変更されうる。

＜外装材＞
外装材１０３は、双極型二次電池１００の電池内部を外気から遮断し、電池内部を保護するためのものである。外装材１０３は、電池内部と電池外部との圧力差により損傷されることがない一方で、容易に変形しうる可撓性を有するシート状素材により形成される。シート状素材は、電解液や気体を透過させず、電気絶縁性を有し、電解液などの材料に対して化学的に安定であることが望ましい。

シート状素材としては、ラミネートフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどが好適に用いられる。ラミネートフィルムは、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）からなる金属箔を、ポリプロピレンフィルムなどの絶縁性の合成樹脂膜で被覆したものである。

次に、図２を参照して本実施の形態の双極型二次電池１００の内部構成を詳細に説明する。図２は、図１に示す双極型二次電池のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示すとおり、本実施の形態の双極型二次電池１００は、発電要素３０、シール部４０、および配線基板５０を外装材１０３内に有する。

＜発電要素＞
発電要素３０は、起電力を有する複数の単電池により電力を供給するものである。より具体的には、発電要素３０は、集電体２２の一方の面に正極活物質層２３が形成され、他方の面に負極活物質層２４が形成されてなる複数の双極型電極２１を、電解質層２５を交互に複数介在させて積層して形成される。正極活物質層２３、電解質層２５、負極活物質層２４の積層方向両端面に集電体２２を含めることで単電池２６が形成される。それぞれの単電池２６の周囲には、シール部４０が形成され、正極活物質層２３、電解質層２５、および負極活物質層２４が外気と接触することが遮断される。図２に示される発電要素３０では、６個の単電池２６が設けられている。しかしながら、単電池２６の数は、６個に限定されず、双極型二次電池１００に要求される電圧や容量に応じて任意に選択することができる。

発電要素３０の積層方向の一方の最外層には、正極活物質層２３のみを片方の面に備えた集電体２２ａが位置され、他方の最外層には、負極活物質層２４のみを片方の面に備えた集電体２２ｄが位置される。

なお、本実施の形態では、発電要素３０の積層方向の両端に、正極活物質層２３または負極活物質層２４のみを備えた集電体２２ａ，２２ｄを用いたものを例示した。しかしながら、発電要素３０の両端以外に用いられている、正極活物質層２３および負極活物質層２４を備えた双極型電極２１をそのまま発電要素３０の積層方向の両端の最外層に用いるようにしても良い。

集電体２２の材料は、特に制限されるものではなく、公知のものが使用されうる。たとえば、集電体２２の材料としてアルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）などが好適に使用される。また、集電体２２は、高分子材料を含むこともできる。

正極活物質層２３は、正極活物質を含み、単電池２６の正極として機能するものである。正極活物質層２３は、正極活物質に加えて、導電助剤、バインダーなどを含みうる。

正極活物質としては、たとえば、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される、遷移金属とリチウムとの複合酸化物を使用できる。

負極活物質層２４は、負極活物質を含み、単電池２６の負極として機能するものである。負極活物質層２４は、負極活物質に加えて、導電助剤、バインダーなどを含みうる。

負極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される負極活物質を用いることができる。

特に、本実施の形態では、正極活物質層は、正極活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極活物質層は、負極活物質として、カーボンまたはリチウム−遷移金属複合酸化物を用いることによって、容量、出力特性に優れた電池を構成することができる。

電解質層２５は、イオン伝導性を有する高分子を含む層である。本実施の形態の電解質は、高分子ゲル電解質であり、基材としてセパレータにプレゲル溶液を含浸させた後、化学架橋または物理架橋により高分子ゲル電解質として用いている。

＜シール部＞
シール部４０は、発電要素３０を密封するためのものである。シール部４０は、単電池２６の外周部に設けられており、発電要素３０を密封することにより、電解質のイオン伝導度が低下することが防止される。また、液体または半固体のゲル状の電解質を使用する場合おいて、液漏れによる液絡が防止される。

シール前駆体として、たとえば、加圧変形させることによって集電体２２に密着するゴム系樹脂、または加熱加圧して熱融着させることによって集電体２２に密着するオレフィン系樹脂などの熱融着可能な樹脂を好適に利用することができる。

ゴム系樹脂としては、特に制限されるものではないが、好ましくは、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、オレフィン系ゴム、ニトリル系ゴムよりなる群から選択されるゴム系樹脂である。これらのゴム系樹脂は、シール性、耐アルカリ性、耐薬品性、耐久性、耐候性、耐熱性などに優れ、使用環境下でもこれらの優れた性能、品質を劣化させずに長期間維持することができる。

熱融着可能な樹脂としては、シール部４０として発電要素３０のあらゆる使用環境下にて、優れたシール効果を発揮することができるものであれば特に制限されるものではない。好ましくは、シリコン、エポキシ、ウレタン、ポリブタジエン、オレフィン系樹脂（ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、パラフィンワックスよりなる群から選択される樹脂である。これらの熱融着可能な樹脂は、シール性、耐アルカリ性、耐薬品性、耐久性・耐候性、耐熱性などに優れ、使用環境下でもこれらの優れた性能、品質を劣化させずに長期間維持することができる。

また、熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。

＜配線基板＞
次に、図２、図３、および図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して、本実施の形態の双極型二次電池の配線基板について説明する。図３は、図１に示す双極型二次電池１００のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、図２に示す双極型二次電池１００の配線基板５０の部分を拡大した断面図である。

図２に示すとおり、配線基板５０は、発電要素３０の単電池２６の集電体２２と、外装材１０３から取出される電位出力端子１０４とを接続するためのものである。より具体的には、配線基板５０は、シール部４０内に配置され、隣り合う集電体２２によって挟持されており、単電池２６の起電力により集電体２２に生じた電位が、配線基板５０の導電層５１ｂ，５１ｃを介して配線基板５０の内部配線により電位出力端子１０４ｂに導かれる。また、図２に示す他の単電池の集電体の電位についても同様に、集電体からの電位が配線基板５０ａ，５０ｃを介して電位出力端子１０４ａ，１０４ｃに導かれる。

図３に示すとおり、配線基板５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、積層された単電池２６の位置に応じて互いに接触しないように配置される。本実施の形態の双極型二次電池１００では、最も高い位置にある配線基板５０ａから配線基板５０ｂ、配線基板５０ｃへと積層方向の高さが順に低くなるとともに、単電池２６の積層面に平行な方向の位置がずれることにより互いに重ならないようになっている。以下、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して配線基板５０について詳細に説明する。

図４（Ａ）に示すとおり、配線基板５０は、第１接続部５１および第２接続部５２を有する。より具体的には、配線基板５０は、積層方向に隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃの間に挟持され、絶縁層５１ａの両面に集電体２２ｂ，２２ｃと接する導電層５１ｂ，５１ｃが形成された第１接続部５１を有する。また、配線基板５０は、隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃの間に配置され、第１接続部５１を介して集電体２２ｂ，２２ｃの電位を出力するための第２接続部５２を有する。

第１接続部５１は、概ね直方体状に形成される。導電層５１ｂは、直方体状の絶縁層５１ａの一方の面の少なくとも一部に形成され、集電体２２ｂと電気的に接する。導電層５１ｃは、絶縁層５１ａの他方の面の少なくとも一部に形成され、集電体２２ｃと電気的に接する。一方で、導電層５１ｂと導電層５１ｃは、絶縁層５１ａにより電気的に絶縁される。

第２接続部５２は、第１接続部５１を介して集電体２２ｂ，２２ｃの電位を出力する。より具体的には、第２接続部５２は、絶縁材料によって被覆された配線５３ｂ，５３ｃを有し、配線５３ｂおよび配線５３ｃの一端が、それぞれ導電層５１ｂおよび導電層５１ｃ
に接続され、他端は外装材１０３の外部へ引き出される。そして、隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃの電位は、電位出力端子１０４を介して双極型二次電池１００の外側に出力され、双極型二次電池１００の外部において単電池２６の電圧が算出される。

第２接続部５２は、集電体２２ｂと集電体２２ｃの中間に位置して第１接続部５１よりも薄く形成されており、配線５３ｂと配線５３ｃとの間の間隔は、導電層５１ｂと導電層５１ｃとの間の間隔よりも狭く形成されうる。

以上のとおり、本実施の形態の双極型二次電池１００は、配線基板５０と、配線基板５０を挟んで隣り合う集電体２２ｂ，２２ｃとが構造的に一体となるので、配線基板５０が集電体２２ｂ，２２ｃから剥離し難くなる。その結果、配線基板５０と集電体２２ｂ，２２ｃとの接合面において、たとえば、配線基板５０の固有振動数と集電体２２ｂ，２２ｃを含む発電要素３０の固有振動数とのずれに起因する振動による応力、または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。さらに、第２接続部５２が集電体２２ｂと集電体２２ｃとの間の中間に形成されることにより、配線基板５０と集電体２２ｂ，２２ｃとの接合面への積層方向の応力が均等に分散される。したがって、集電体２２ｂ，２２ｃと配線基板５０との接合面における接触が良好に維持される。

また、本実施の形態では、隣り合う２つの集電体２２ｂ，２２ｃの電位を１つの配線基板５０により出力することができるので、積層された６つの単電池２６の各集電体２２の電位を、最も少ない場合で配線基板５０を３個用いて出力することができる。より一般的には、単電池の積層数がＮの場合、Ｎ／２以上の配線基板、すなわちＮ／２以上の第１接続部を用いればすべての集電体の電位を出力することができる。

したがって、１つの集電体に対して１つの配線基板を割り当てる構成の場合に比べて配線基板の総数が削減されるので、配線基板が占める面積を削減することができる。また、配線基板の総数が削減されるので、配線基板を取付けるための作業時間（タクトタイム）を削減することができる。

以上のとおり構成される本実施の形態の双極型二次電池１００は、単電池２６ごとに閉じられた系を有し、各単電池２６間における電解液を介した液絡、または集電体２２を介した短絡が防止される。なお、図４（Ａ）に示すとおり、配線基板５０は、電解液などの配線基板５０への影響を考慮してシール部４０内に配置されることが好ましい。しかしながら、双極型二次電池１００の製造方法に応じて、図４（Ｂ）に示すとおり、発電要素３０とシール部４０との間、または図４（Ｃ）に示すとおり、発電要素３０およびシール部４０の外側に配置することも可能である。配線基板５０を発電要素３０とシール部４０との間、または発電要素３０およびシール部４０の外側に配置する場合、配線基板５０は、電解液などにより影響を受け難い素材で形成されることが好ましい。

以上のとおり構成される本実施の形態の双極型二次電池１００によれば、単電池２６の電位を出力するための配線基板５０が、隣り合う集電体２２により狭持されるので、配線基板５０と隣り合う集電体２２とが構造的に一体、すなわち同種材料による両端支持構造となる。したがって、配線基板５０が集電体２２から剥離し難くなる。その結果、配線基板５０と集電体２２との接合面において、振動または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。

次に、図５および図６を参照して、本実施の形態における組電池および車両について説明する。

＜組電池＞
以上説明してきた双極型二次電池１００は、直列または並列に複数接続されて電池モジュール２００を形成し、電池モジュール２００がさらに直列または並列に複数接続されて組電池３００を形成することができる。電池モジュール２００は、双極型二次電池１００を複数個積層してモジュールケース内に収納し、各双極型二次電池１００を並列に接続したものである。図５は、本実施の形態における組電池の斜視図である。作成された電池モジュール２００は、バスバーのような電気的な接続部材を用いて相互に接続され、複数段積層される。組電池３００に用いる双極型二次電池１００の個数および電池モジュール２００の積層数は、搭載される車両の電池容量および出力に応じて決定される。

＜車両＞
図６は、本実施の形態における車両として電気自動車を示す概略構成図である。上述した双極型二次電池１００、電池モジュール２００、および／または組電池３００を自動車および電車などの車両に搭載し、モータなどの電気機器の駆動用電源に使用することができる。図６に示すとおり、本実施の形態の電気自動車４００は、車体中央部の座席下に組電池３００を搭載する。組電池３００から電力が供給されるモータによって駆動輪が回転し、電気自動車４００が走行する。そして、このような構成の電気自動車４００では、双極型二次電池１００において配線基板５０が集電体から剥離されることが防止されるため、電池機能が良好に維持され、電気自動車４００の信頼性が向上する。なお、本実施の形態の双極型二次電池１００または組電池３００は、車両に搭載する他に、定置型電池としても使用可能である。

以上のとおり、説明した本実施の形態は以下の効果を奏する。

（ａ）単電池の電位を出力するための配線基板が、隣り合う集電体により狭持される。したがって、配線基板と、配線基板を挟んで隣り合う集電体とが構造的に一体となるので、配線基板が集電体から剥離し難くなる。その結果、配線基板と集電体との接合面において振動または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。

（ｂ）第２接続部は、隣り合う集電体の中間に設けられる。したがって、配線基板と集電体との接合面への積層方向の応力が均等に分散されるので、集電体と配線基板との接合面における接触が良好に維持される。

（ｃ）第１接続部の総数は、発電要素に含まれる単電池の総数の半分以上であり、かつ単電池の総数未満である。したがって、配線基板の総数が削減されるので、配線基板が占める面積を削減することができる。また、配線基板の総数が削減されるので、配線基板を取付けるための作業時間（タクトタイム）を削減することができる。

（ｄ）本実施の形態の組電池は、上記双極型二次電池を、複数直列、並列、または直列と並列とを組み合わせて接続している。したがって、配線基板が集電体から剥離されることが防止されるため、電池機能が良好に維持される。その結果、電池の耐久性が向上する。

（ｅ）本実施の形態の車両は、上記双極型二次電池または上記組電池を駆動用電源として搭載している。したがって、電池の耐久性が向上するため、車両の信頼性が向上する。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、第１接続部の形状が概ね直方体の場合について述べた。第２の実施の形態では、第１接続部が積層方向に凹凸部を有する場合について述べる。

図７は、本実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。図７に示すとおり、本実施の形態では、第１接続部５１が単電池２６の電解質層２５に沿う方向に突出する突出部５１ｄを有する。なお、第１接続部５１が突出部５１ｄを有すること以外は、第１の実施の形態と同様であるため、双極型二次電池、組電池、および車両の構成についての詳細な説明は省略する。

図８は、図７に示す配線基板５０を説明するための斜視図である。図８に示すとおり、配線基板５０の第１接続部５１は、集電体２２ｂ，２２ｃの積層面に平行な面に沿って突出部５１ｄを有する。すなわち、第１接続部５１は、シール部４０によりモールドされており、単電池２６の積層方向に凹凸部を有する。

したがって、配線基板５０とシール部４０との間においてシール部４０の熱硬化樹脂のモールドによるアンカー効果が生じる。その結果、配線基板５０の耐振動特性を向上させることができる。

以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態と同じ以下の効果を奏する。

（ａ）単電池の電位を出力するための配線基板が、隣り合う集電体により狭持される。したがって、配線基板と、配線基板を挟んで隣り合う集電体とが構造的に一体となるので、配線基板が集電体から剥離し難くなる。その結果、配線基板と集電体との接合面において振動または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。

（ｂ）第２接続部は、隣り合う集電体の中間に設けられる。したがって、配線基板と集電体との接合面への積層方向の応力が均等に分散されるので、集電体と配線基板との接合面における接触が良好に維持される。

（ｃ）第１接続部の総数は、発電要素に含まれる単電池の総数の半分以上であり、かつ単電池の総数未満である。したがって、配線基板の総数が削減されるので、配線基板が占める面積を削減することができる。また、配線基板の総数が削減されるので、配線基板を取付けるための作業時間（タクトタイム）を削減することができる。

（ｄ）本実施の形態の組電池は、上記双極型二次電池を、複数直列、並列、または直列と並列とを組み合わせて接続している。したがって、配線基板が集電体から剥離されることが防止されるため、電池機能が良好に維持される。その結果、電池の耐久性が向上する。

（ｅ）本実施の形態の車両は、上記双極型二次電池または上記組電池を駆動用電源として搭載している。したがって、電池の耐久性が向上するため、車両の信頼性が向上する。

さらに、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏する。

（ｆ）第１接続部は、シール部によりモールドされており、積層方向に凹凸部を有する。したがって、第１接続部とシール部との間にアンカー効果が生じるので、配線基板の耐振動特性を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、第１接続部が集電体と平面的に接触する場合について述べた。第３の実施の形態では、絶縁部が突出部を有し、集電体に突出部が刺し込まれる場合について述べる。

図９は、本実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。図９に示すとおり、本実施の形態では、第１接続部５１が集電体２２ｂ，２２ｃに向けて突出する突出部５１ｄを有する。なお、第１接続部５１が突出部５１ｄを有すること以外は、第１の実施の形態と同様であるため、双極型二次電池、組電池、および車両の構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、導電層５１ｂ，５１ｃを挟んで、断面が三角形状の突出部５１ｄが絶縁部５１ａの一側に２つ、他側に２つの合計４つ形成され、高分子材料を含む集電体２２ｂ，２２ｃに刺し込まれる。したがって、配線基板５０と集電体２２ｂ，２２ｃとの間にアンカー効果が生じる。その結果、配線基板５０の耐振動特性を向上させることができる。

以上のとおり、説明した第３の実施の形態は、第１および第２の実施の形態と同じ以下の効果を奏する。

（ａ）単電池の電位を出力するための配線基板が、隣り合う集電体により狭持される。したがって、配線基板と、配線基板を挟んで隣り合う集電体とが構造的に一体となるので、配線基板が集電体から剥離し難くなる。その結果、配線基板と集電体との接合面において振動または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。

（ｂ）第２接続部は、隣り合う集電体の中間に設けられる。したがって、配線基板と集電体との接合面への積層方向の応力が均等に分散されるので、集電体と配線基板との接合面における接触が良好に維持される。

（ｃ）第１接続部の総数は、発電要素に含まれる単電池の総数の半分以上であり、かつ単電池の総数未満である。したがって、配線基板の総数が削減されるので、配線基板が占める面積を削減することができる。また、配線基板の総数が削減されるので、配線基板を取付けるための作業時間（タクトタイム）を削減することができる。

（ｄ）本実施の形態の組電池は、上記双極型二次電池を、複数直列、並列、または直列と並列とを組み合わせて接続している。したがって、配線基板が集電体から剥離されることが防止されるため、電池機能が良好に維持される。その結果、電池の耐久性が向上する。

（ｅ）本実施の形態の車両は、上記双極型二次電池または上記組電池を駆動用電源として搭載している。したがって、電池の耐久性が向上するため、車両の信頼性が向上する。

（ｆ）第１接続部は、シール部によりモールドされており、積層方向に凹凸部を有する。したがって、第１接続部とシール部との間にアンカー効果が生じるので、配線基板の耐振動特性を向上させることができる。

さらに、説明した第３の実施の形態は、第１および第２の実施の形態における効果に加えて、以下の効果を奏する。

（ｇ）第１接続部は、少なくとも一方の面に突出部を有し、高分子材料を含む集電体に突出部を刺し込む。したがって、第１接続部と集電体との間にアンカー効果が生じるので、配線基板の耐振動特性を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
第３の実施の形態では、絶縁部が突出部を有し、集電体に突出部が刺し込まれる場合について述べた。第４の実施の形態では、導電層が突出部を有し、集電体に突出部が刺し込まれる場合について述べる。

図１０は、本実施の形態における双極型二次電池の配線基板の部分を拡大した断面図である。図１０に示すとおり、本実施の形態では、導電層５１ｂ，５１ｃが集電体２２ｂ，２２ｃに向けて突出する突出部５１ｄを有する。なお、導電層５１ｂ，５１ｃが突出部５１ｄを有すること以外は、第１の実施の形態と同様であるため、双極型二次電池、組電池、および車両の構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、導電層５１ｂ，５１ｃに断面が三角形状の突出部５１ｄが一側に２つ、他側に２つの合計４つ形成され、高分子材料を含む集電体２２ｂ，２２ｃに刺し込まれる。したがって、配線基板５０と集電体２２ｂ，２２ｃとの間にアンカー効果が生じる。その結果、配線基板５０の耐振動特性を向上させることができる。

以上のとおり、説明した第４の実施の形態は、第３の実施の形態と同じ以下の効果を奏する。

（ａ）単電池の電位を出力するための配線基板が、隣り合う集電体により狭持される。したがって、配線基板と、配線基板を挟んで隣り合う集電体とが構造的に一体となるので、配線基板が集電体から剥離し難くなる。その結果、配線基板と集電体との接合面において振動または熱による応力が生じた場合でも接触不良になることが防止される。

（ｂ）第２接続部は、隣り合う集電体の中間に設けられる。したがって、配線基板と集電体との接合面への積層方向の応力が均等に分散されるので、集電体と配線基板との接合面における接触が良好に維持される。

（ｃ）第１接続部の総数は、発電要素に含まれる単電池の総数の半分以上であり、かつ単電池の総数未満である。したがって、配線基板の総数が削減されるので、配線基板が占める面積を削減することができる。また、配線基板の総数が削減されるので、配線基板を取付けるための作業時間（タクトタイム）を削減することができる。

（ｄ）本実施の形態の組電池は、上記双極型二次電池を、複数直列、並列、または直列と並列とを組み合わせて接続している。したがって、配線基板が集電体から剥離されることが防止されるため、電池機能が良好に維持される。その結果、電池の耐久性が向上する。

（ｅ）本実施の形態の車両は、上記双極型二次電池または上記組電池を駆動用電源として搭載している。したがって、電池の耐久性が向上するため、車両の信頼性が向上する。

（ｆ）第１接続部は、シール部によりモールドされており、積層方向に凹凸部を有する。したがって、第１接続部とシール部との間にアンカー効果が生じるので、配線基板の耐振動特性を向上させることができる。

（ｇ）第１接続部は、少なくとも一方の面に突出部を有し、高分子材料を含む集電体に突出部を刺し込む。したがって、第１接続部と集電体との間にアンカー効果が生じるので、配線基板の耐振動特性を向上させることができる。

以上のとおり、実施の形態において、本発明の双極型二次電池を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、上述した第１〜第４の実施の形態では、第２接続部５２は、集電体２２ｂと集電体２２ｃとの間の中間に形成される場合について説明した。しかしながら、第２接続部は上述したものに限定されず、たとえば、第２接続部５２は、集電体２２ｂと集電体２２ｃとの間の集電体２２ｂに近い位置、または集電体２２ｃに近い位置に形成されてもよい。

また、上述した第３および第４の実施の形態では、第１接続部５１は、断面積が三角形状の突出部を一側に２つ、他側に２つの合計４つ有する場合について説明した。しかしながら、突出部の数および形状は上述の場合に限定されない。

また、上述の各実施の形態では双極型リチウムイオン二次電池を例示して説明した。しかしながら、本発明は双極型リチウムイオン二次電池に限定されず、単電池が積層された構造を有している電池であれば、どのような電池であっても適用することができる。

２１ 双極型電極、
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 集電体、
２３ 正極活物質、
２４ 負極活物質、
２５ 電解質層、
２６ 単電池、
３０ 発電要素、
４０ シール部、
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 配線基板、
５１ 第１接続部、
５１ａ 絶縁層、
５１ｂ，５１ｃ 導電層、
５１ｄ 突出部、
５２ 第２接続部、
５３ｂ，５３ｃ 配線、
１００ 双極型二次電池、
１０１ 正極集電板、
１０２ 負極集電板、
１０３ 外装材、
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 電位出力端子、
２００ 電池モジュール、
３００ 組電池、
４００ 車両。

Claims (5)

1. 集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成される双極型電極が電解質層を介して積層された発電要素と、
   積層方向に隣り合う前記集電体の間に挟持され、絶縁層の両面に前記集電体と接する導電層が形成された第１接続部と、
   前記隣り合う集電体の間に配置され、前記第１接続部を介して前記集電体の電位を出力するための第２接続部と、
   を有することを特徴とする双極型二次電池。
2. 前記第２接続部は、前記隣り合う集電体の中間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の双極型二次電池。
3. 前記発電要素の周縁部に配置され、前記発電要素を密封するシール部をさらに有し、
   前記第１接続部は、前記シール部によりモールドされており、前記積層方向に凹凸部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の双極型二次電池。
4. 前記第１接続部は、少なくとも一方の面に突出部を有し、高分子材料を含む前記集電体に前記突出部を刺し込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の双極型二次電池。
5. 前記第１接続部の総数は、前記発電要素に含まれる単電池の総数の半分以上であり、かつ前記単電池の総数未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の双極型二次電池。

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