JP2012212600A - バイポーラ型2次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の電池構成体を直列に接続したものを1個の電池としたバイポーラ型集合電池において、面積方向にコンパクト化するために、複数の電池構成体が同一の軸を捲回中心として捲回する。このようなバイポーラ型集合電池において、隣り合う電池構成体の正極と負極とで同一の集電箔を使用する。
【選択図】図1
Description
<極板の作製>
まず、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)粉末90質量%に、アセチレンブラック5質量%と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%のジメチルフォルムアミド(DMF)溶液とを加えて混合し、スラリを調製した。前記スラリを厚さが15μmのアルミニウム箔からなる集電箔11の長手方向に二分した片側両面に塗布した後、乾燥し、プレスすることにより、正極層13が集電箔の片側両面に担持された構造の極板10を作製した。なお、前記正極層13は厚さが片面当り60μm、幅が55mmであった。
イオン伝導層としてのポリエチレンオキサイドフィルム(固体電解質フィルム15)と作製した極板10とを図2に示されるように積層し、これを捲回して電池構成体2A、2B、2Cとした。電池構成体2Aの最外周面にはポリエチレンオキサイドフィルム、すなわち固体電解質フィルム15が位置するが、その最外周面に沿って絶縁体層16としてのポリプロピレン(PP)製のフィルムを図3に示されるように最外周長以上捲回し、さらにその最外周に、以上に述べたと同様の電池構成体2Bを捲回して、この最外周面にも絶縁体層16としてのポリプロピレン製のフィルムを捲回した。このように、絶縁体層16としてのポリプロピレン製のフィルムの捲回を挟みながら電池構成体2Bの最外周にさらに電池構成体2Cを捲回していき、4個の電池構成体をロール状に捲回した。最後にこれらを有底円筒状の電池缶に挿入し、最内周の正極集電箔(集電箔10a)の周面と上蓋とに正極端子リードを接続し、最外周の負極集電箔(集電箔10b)の周面と電池缶とに、負極端子リードを接続し、電池缶と上蓋をカシメ封口することで、本実施例に係るバイポーラ型二次電池1として、バイポーラ型ポリマー固体電解質リチウムイオン2次電池を得た。このようにして得られたバイポーラ型ポリマー固体電解質リチウムイオン2次電池を評価したところ、平均電圧として10.8Vを得ることが出来た。
図6は、比較例に係るバイポーラ型2次電池の構造を示す図である。図6に示されるように、集電箔111を正極層113の部分と負極層114の部分とに分割し、それぞれを導電性リード118で接続した以外は本実施例と同様にしてバイポーラ型リチウムイオン2次電池を得た。ここで、導電性リード118にはステンレス製リードを使用した。このようにして得られたバイポーラ型2次電池としてのバイポーラ型ポリマー固体電解質リチウムイオン2次電池を評価したところ、平均電圧として10.7Vを得ることが出来た。
11(11a、11c) 集電箔
12 非塗布部
13 正極層
14 負極層
15 イオン伝導層
16 絶縁体層
17 内側の電池構成体と外側の電池構成体の共通部
18 導電性リード
Claims (6)
- 正極層と負極層との間にイオン伝導層を挟んだ状態で捲回される電池構成体が、複数個捲回され、内側の電池構成体から外側の電池構成体に向かって、順次電気的に直列に接続され、
前記内側の電池構成体の正極層または負極層の集電箔と、前記外側の電池構成体の負極層または正極層のうち前記内側の電池構成体とは異なる種類の極の集電箔とは共通する1枚の層であることを特徴とするバイポーラ型2次電池。 - 絶縁体層が、前記内側の電池構成体と前記外側の電池構成体との間に配置され、前記内側の電池構成体の最外周部に沿って捲回されることを特徴とする請求項1に記載のバイポーラ型2次電池。
- 前記絶縁体層の捲回方向の長さが、前記内側の電池構成体の最外周長以上に長くなっていることを特徴とする請求項2に記載のバイポーラ型集合電池。
- 前記集電箔および前記絶縁体層は少なくとも1箇所以上の屈曲部を有し、それぞれが重なり合って配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載のバイポーラ型2次電池。
- 前記集電箔は1箇所以上の折り返し部を有し、前記絶縁体層の少なくとも一方の端部が前記折り返し部に重なり合って配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載のバイポーラ型2次電池。
- 前記イオン伝導層が、固体電解質を含有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のバイポーラ型2次電池。
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