JP2022057691A - 電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示は、電極体の温度を精度良く検出可能な電池を提供することを主目的とする。【解決手段】本開示においては、電極体と、上記電極体を収納する内部領域を有する外装体と、を備える電池であって、上記電池は、上記外装体の上記内部領域から外部領域まで伸長するように配置された温度検出体を有し、上記温度検出体は、上記内部領域に配置され、上記電極体の温度を検出する検出部と、上記検出部に接続された信号線と、を有し、上記電極体は、側面に絶縁性保護層を有し、上記検出部は、上記絶縁性保護層の表面上に配置されている、電池を提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
Description
本開示は、電池に関する。
電極体（正極層、セパレート層および負極層の集合体）を包含し、さらに温度検出体を備える電池が知られている。例えば、特許文献１には、内側樹脂フィルムを有するラミネートフィルムを備えた電池であって、温度検知素子の検知部を、重なり合う内側樹脂フィルムの間に保持した電池が開示されている。
特許文献１では、温度検知素子の検知部を、重なり合う内側樹脂フィルムの間に保持しているが、検知（検出）精度をより向上させる余地がある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電極体の温度を精度良く検出可能な電池を提供することを主目的とする。
本開示においては、電極体と、上記電極体を収納する内部領域を有する外装体と、を備える電池であって、上記電池は、上記外装体の上記内部領域から外部領域まで伸長するように配置された温度検出体を有し、上記温度検出体は、上記内部領域に配置され、上記電極体の温度を検出する検出部と、上記検出部に接続された信号線と、を有し、上記電極体は、側面に絶縁性保護層を有し、上記検出部は、上記絶縁性保護層の表面上に配置されている、電池を提供する。
本開示によれば、温度検出体が、絶縁性保護層の表面上に配置された検出部を有することから、電極体の温度を直接測定することができる。そのため、電極体の温度を精度良く検出できる。
上記開示において、上記検出部は、被覆層により被覆されていてもよい。
上記開示において、上記温度検出体は、複数の上記検出部を有していていもよい。
上記開示において、上記電池は、複数の上記電極体として、第１電極体および第２電極体を少なくとも有し、上記第１電極体は、電極タブＰを有し、上記第２電極体は、上記電極タブＰとは反対の極性を有する電極タブＲとを有し、上記電極タブＰおよび上記電極タブＲは、上記内部領域において接続されていてもよい。
上記開示において、上記第１電極体および上記第２電極体は、絶縁部材を介して、厚さ方向に沿って積層され、上記第１電極体および上記第２電極体は、それぞれ、負極集電体と、上記負極集電体の一方の面から順に配置された、第１負極層、第１セパレート層、第１正極層および第１正極集電体と、上記負極集電体の他方の面から順に配置された、第２負極層、第２セパレート層、第２正極層および第２正極集電体と、を有していてもよい。
本開示における電池は、電極体の温度を精度良く検出できるという効果を奏する。
以下、本開示における電池について、図面を用いて詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、各図において、部材の断面を示すハッチングを適宜省略している。また、本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」または「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上または直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方または下方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。
図１は、本開示における電池を例示する概略平面図である。図２は、本開示における電池およびその構成部材を例示する概略斜視図である。具体的に、図２（ａ）は、図１に示す電池の概略斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す電池の構成部材を示す概略斜視図である。なお、図２では、便宜上、温度検出体の記載を省略している。
図１および図２に示すように、電池１００は、複数の電極体（第１電極体１０および第２電極体２０）と、これらを収納する内部領域Ｉを有する外装体５０と、を備える。第１電極体１０は、負極タブ１１ｔ（電極タブＰ）と、正極タブ１５ｔ（電極タブＱ）と、を有する。一方、第２電極体２０は、正極タブ２５ｔ（電極タブＲ）と、負極タブ２１ｔ（電極タブＳ）と、を有する。電極タブＰおよび電極タブＲは、内部領域Ｉにおいて、接続部材４０により接続されている。また、図１および図２に示すように、正極端子１１０の一端は、内部領域Ｉにおいて、正極タブ１５ｔ（電極タブＱ）と接続され、正極端子１１０の他端は、外部領域Ｏに配置されている。同様に、負極端子１２０の一端は、内部領域Ｉにおいて、負極タブ２１ｔ（電極タブＳ）と接続され、負極端子１２０の他端は、外部領域Ｏに配置されている。
また、図１に示すように、電池１００は、外装体５０の内部領域Ｉから外部領域Ｏまで伸長するように配置された温度検出体６０を有する。温度検出体６０は、内部領域Ｉに配置され、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）の温度を検出する検出部６１と、検出部６１に接続された信号線６２とを有する。信号線６２は、内部領域Ｉから外部領域Ｏまで伸長しており、端部に、制御基板と接続するための外部端子部（図示せず）を有する。図１において、信号線６２は、電極体の長手方向に沿って配置されている。
図３は、本開示における温度検出体を例示する概略平面図であり、図１における領域Ｘの拡大図に相当する。また、図４は、図１のＡ－Ａ断面図に相当する。図３および図４に示すように、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）は、側面に絶縁性保護層７０を有する。さらに、温度検出体６０の検出部６１は、絶縁性保護層７０の表面上に配置されている。電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）を基準にした場合、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）の側面に、絶縁性保護層７０および検出部６１が配置されている。
本開示によれば、温度検出体が、絶縁性保護層の表面上に配置された検出部を有することから、電極体の温度を直接測定することができる。そのため、電極体の温度を精度良く検出できる。例えば、電極体の温度を精度良く検出できない場合、電池の使用可能な温度範囲を、大きな誤差を考慮して設定する必要がある。これに対して、電極体の温度を精度良く検出できる場合、大きな誤差を考慮する必要がないため、電池の使用可能な温度範囲を、実質的に拡張することができる。
また、例えば、温度検出体を電極体の側面に直接配置する場合を想定する。この場合、電極体を構成する各部材の側面が面一になっていないと、温度検出体を安定的に固定することが困難になる。例えば短絡抑制等を目的として、負極層の面積を、正極層の面積よりも大きく設計する場合がある。例えば図４では、第１負極層１２ａの面積が、第１正極層１４ａの面積より大きく、第１負極層１２ａの端部が、第１正極層１４ａの端部よりも突出している。そのため、第１負極層１２ａの側面と、第１正極層１４ａの側面とは面一になっていない。このような状態で、第１電極体の側面に、温度検出体を直接配置しても、温度検出体を安定的に固定することは難しい。これに対して、本開示においては、電極体の側面を保護する絶縁性保護層の表面（好ましくは平坦面）上に、温度検出体を配置するため、温度検出体を安定的に固定することができる。
また、例えば、温度検出体を電極体の平面（主面）に配置する場合を想定する。この場合、通常、検出部の面積は、電極の面積よりも小さいことから、段差が生じ、電極の割れを引き起こしたり、電池反応が不均一になったりする可能性がある。特に、厚さ方向に強い拘束圧力を付与する全固体電池では、不具合が生じる可能性が高くなる。これに対して、本開示においては、温度検出体を電極体の平面（主面）ではなく、側面に配置することで、上記のような不具合が生じることを抑制できる。
１．電池の構成
本開示における電池は、図１に示すように、外装体５０の内部領域Ｉから外部領域Ｏまで伸長するように配置された温度検出体６０を有する。さらに、温度検出体６０は、内部領域Ｉに配置され、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）の温度を検出する検出部６１と、検出部６１に接続された信号線６２と、を有する。検出部６１としては、例えば、サーミスタおよび熱電対等の温度センサが挙げられる。
本開示における電池は、図１に示すように、外装体５０の内部領域Ｉから外部領域Ｏまで伸長するように配置された温度検出体６０を有する。さらに、温度検出体６０は、内部領域Ｉに配置され、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）の温度を検出する検出部６１と、検出部６１に接続された信号線６２と、を有する。検出部６１としては、例えば、サーミスタおよび熱電対等の温度センサが挙げられる。
また、図４に示すように、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）は、側面に絶縁性保護層７０を有する。側面に絶縁性保護層７０を設けることにより、短絡を抑制したり、電極体を構成する各部材の位置ズレを抑制したりすることができる。絶縁性保護層の材料としては、例えば樹脂が挙げられ、樹脂の具体例として、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂が挙げられる。また、樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、硬化樹脂（例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂の硬化物）であってもよい。また、検出部６１は、絶縁性保護層７０の表面上に配置されている。検出部６１は、例えば接着剤により固定化されていてもよい。
また、図５に示すように、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）は、側面に絶縁性保護層７０を有し、検出部６１は、絶縁性保護層７０の表面上に配置され、さらに、被覆層７１により被覆されていてもよい。検出部６１を被覆層７１で被覆することで、検出部６１に加わる機械的負荷（例えば、振動、衝撃）を低減できるという利点がある。また、検出部６１を被覆層７１で被覆することで、検出部６１による外装体の破損を抑制できるという利点もある。被覆層７１は、検出部６１の絶縁性保護層７０とは反対側の面の少なくとも一部を被覆していればよく、全面を被覆していてもよい。被覆層の材料としては、例えば、上述した絶縁性保護層の材料と同様の材料が挙げられる。図５に示す構造は、例えば、検出部６１を絶縁性保護層７０の表面上に配置した後、絶縁性保護層７０に用いた樹脂と同一または異なる樹脂を用いて、検出部６１を被覆する被覆層７１を形成することにより得られる。
本開示における温度検出体は、１つの検出部のみを有していてもよく、複数の検出部を有していてもよい。複数の検出部を設けることで、電極体における温度ムラを検出できる。検出した温度ムラに応じて電極体を制御することで、電極体の温度を均一化でき、例えばサイクル特性の向上を図ることができる。図６は、本開示における検出部を例示する概略平面図である。なお、図６では、便宜上、温度検出体の信号線の記載は省略している。図６（ａ）に示すように、検出部６１は、短手方向ＤＳにおいて対向する異なる辺に、それぞれ配置されていてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、検出部６１は、短手方向ＤＳにおいて対向する異なる辺にそれぞれ配置され、さらに、長手方向ＤＬに沿って複数配置されていてもよい。また、長手方向ＤＬに沿って複数配置された検出部６１の間隔は、等間隔であってもよい。また、図６（ｃ）に示すように、検出部６１は、電極タブ（負極タブ１１ｔ、正極タブ１５ｔ、負極タブ２１ｔおよび正極タブ２５ｔの少なくとも一つ）の近傍に配置されていてもよい。電極タブの近傍は、温度が高くなりやすいため、そこに検出部を配置することで、例えば、温度異常を正確に検出できる。なお、電極タブの近傍とは、電極タブと、検出部との最短距離が５ｃｍ以下である範囲をいう。
なお、図６（ａ）において、検出部６１は、短手方向ＤＳにおいて対向する異なる辺に、それぞれ配置されているが、必ずしも、短手方向ＤＳにおいて対向する異なる辺に、２つの検出部６１が配置されていなくてもよい。例えば、予め予備実験やシミュレーションを行い、電池作動時に、最も温度が高くなる領域（例えば、電極タブの近傍）と、最も温度が低くなる領域とを特定し、その２ヶ所に少なくとも検出部を設けてよい。また、図６（ａ）～（ｃ）では、短手方向ＤＳにおいて対向する異なる辺に、複数の検出部６１が配置されているが、本開示においては、長手方向ＤＬにおいて対向する異なる辺（タブ以外の部分）に、単独または複数の検出部６１が配置されていてもよい。
また、図７に示すように、温度検出体６０の検出部６１は、電極体（第１電極体１０、第２電極体２０）の厚さ方向ＤＴに沿って、絶縁性保護層７０の表面上に複数配置されていてもよい。図７に示すように、第１電極体１０および第２電極体２０に対応するように、２つの検出部６１が配置されていてもよい。一方、図示しないが、温度のばらつきが生じやすい電池表面側（例えば、図７における第１正極集電体１５ａの近傍および第２正極集電体２５ｂの近傍の少なくとも一方）と、電池中央側（例えば、図７における絶縁部材３０の近傍）とに、複数の検出部が配置されていてもよい。
本開示における電池は、電極体と、上記電極体を収納する内部領域を有する外装体と、を備える。また、本開示における電池は、１つの電極体のみを有していてもよく、複数の電極体を有していてもよい。
例えば、図１および図２に示すように、電池１００は、電極体として、第１電極体１０および第２電極体２０を有していてもよい。第１電極体は、電極タブＰと、電極タブＰとは反対の極性を有する電極タブＱと、を有する。例えば図１では、電極タブＰが負極タブであり、電極タブＱが正極タブである。一方、第２電極体は、電極タブＰとは反対の極性を有する電極タブＲと、電極タブＲとは反対の極性を有する電極タブＳと、を有する。例えば図１では、電極タブＲが正極タブであり、電極タブＳが負極タブである。また、図示しないが、電極タブＰが正極タブである場合、電極タブＱは負極タブであり、電極タブＲは負極タブであり、電極タブＳは正極タブである。
図１に示すように、電極タブＰおよび電極タブＲは、内部領域Ｉにおいて接続されていてもよい。本開示における「接続」とは、少なくとも電気的な接続をいい、技術的に矛盾のない範囲において、物理的な接続（接触）を意味してもよく、意味しなくてもよい。図１および図２に示すように、電極タブＰおよび電極タブＲは、電極体における同一の辺に配置され、それぞれ接続部材４０と接触している。これにより、第１電極体１０および第２電極体２０は直列接続される。一方、図示しないが、電極タブＰおよび電極タブＲは、接続部材を介さず、直接接触していてもよい。
また、図２に示すように、第１電極体１０および第２電極体２０は、絶縁部材３０を介して、厚さ方向ＤＴに沿って積層されていてもよい。ここで、第１電極体１０において最も第２電極体２０側に位置する第１集電体と、第２電極体２０において最も第１電極体１０側に位置する第２集電体とが、反対の極性を有する場合を想定する。例えば、第１集電体が正極集電体であり、第２集電体が負極集電体である場合を想定する。この場合、第１電極体１０および第２電極体２０を直列接続するためには、単純に第１集電体および第２集電体を接触させればよく、絶縁部材３０を設ける必要性は低い。
一方、第１集電体および第２集電体が、同じ極性を有する場合を想定する。この場合、第１電極体１０および第２電極体２０を直列接続するために、図２に示すように、第１電極体１０および第２電極体２０の間に絶縁部材３０を配置し、電極タブＰおよび電極タブＲを接続することが好ましい。特に、第１電極体および第２電極体の両方が、図９に示すような構造、すなわち、両面に同じ極性を有する集電体を備える構造を有する場合、対向する第１集電体および第２集電体が同じ極性を有するため、第１電極体および第２電極体の間に絶縁部材を配置することが好ましい。
また、図４は、本開示における電池を例示する概略断面図であり、図１のＡ－Ａ断面図に相当する。図４において、第１電極体１０は、負極集電体１１と、負極集電体１１の一方の面から順に配置された、第１負極層１２ａ、第１セパレート層１３ａ、第１正極層１４ａおよび第１正極集電体１５ａと、負極集電体１１の他方の面から順に配置された、第２負極層１２ｂ、第２セパレート層１３ｂ、第２正極層１４ｂおよび第２正極集電体１５ｂと、を有する。一方、第２電極体２０は、負極集電体２１と、負極集電体２１の一方の面から順に配置された、第１負極層２２ａ、第１セパレート層２３ａ、第１正極層２４ａおよび第１正極集電体２５ａと、負極集電体２１の他方の面から順に配置された、第２負極層２２ｂ、第２セパレート層２３ｂ、第２正極層２４ｂおよび第２正極集電体２５ｂと、を有する。さらに、第１電極体１０における第２正極集電体１５ｂと、第２電極体２０における第１正極集電体２５ａとの間に、絶縁部材３０が配置されている。
絶縁部材の材料としては、例えば樹脂が挙げられ、樹脂の具体例として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）が挙げられる。絶縁部材は、平面視上、第１集電体（第１電極体１０において最も第２電極体２０側に位置する集電体）および第２集電体（第２電極体２０において最も第１電極体１０側に位置する集電体）よりも大きいことが好ましい。すなわち、絶縁部材は、平面視上、第１集電体および第２集電体を包含していることが好ましい。第１集電体および第２集電体を効果的に絶縁できるからである。さらに、絶縁部材は、平面視上、第１電極体において最も大きい集電体（例えば、図４における負極集電体１１）、および、第２電極体において最も大きい集電体（例えば、図４における負極集電体２１）よりも大きいことが好ましい。例えば、電池を、外部から加圧（拘束）した際に、短絡が生じにくくなるからである。
また、図１に示すように、正極端子１１０および負極端子１２０は、電極体における同一の辺に配置されていてもよい。この場合、電池構造をシンプル化でき、体積エネルギー密度の向上を図りやすくなる。また、正極端子１１０および負極端子１２０が電極体における同一の辺に配置されている場合、正極端子１１０および負極端子１２０は、平面視上、重複しないように配置されていることが好ましい。短絡が生じにくいためである。また、温度検出体６０の導出部（温度検出体６０が外装体５０の内部から外部に導出される部分）も、上記同一の辺に配置されていてもよい。この場合、体積エネルギー密度の向上をさらに図りやすくなる。また、温度検出体の導出部は、上記同一の辺に配置されていなくてもよい。正極端子および負極端子は、電極体における対向する異なる辺に配置されていてもよい。
本開示における電池に含まれる電極体の数をＮとした場合、Ｎの数は、１であってもよく、２であってもよく、３以上であってもよい。一方、Ｎの数は、例えば１００以下である。本開示における電池が、第１電極体～第Ｎ電極体（２≦Ｎ）を有する場合、第Ｎ－１電極体における電極タブＴＮ－１と、第Ｎ電極体における電極タブＴＮとは、外装体の内部領域で接続されていてもよい。なお、電極タブＴＮ－１と、電極タブＴＮとは、互いに反対の極性を有する。また、第１電極体～第Ｎ電極体は、同部材であることが好ましい。また、本開示における電池は、複数の絶縁部材を備え、それらが隣り合う電極体の間にそれぞれ配置されていてもよい。
２．電極体の構成
図８（ａ）は本開示における電極体を例示する概略平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の側面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示す電極体Ｅは、正極層４と、負極層２と、正極層４および負極層２の間に配置されたセパレート層３と、正極層４の集電を行う正極集電体５と、負極層２の集電を行う負極集電体１と、を有する。正極集電体５は、平面視上、正極層４と重複しない位置に正極タブ５ｔを有する。同様に、負極集電体１は、平面視上、負極層２と重複しない位置に負極タブ１ｔを有する。正極集電体５および正極タブ５ｔは、電気的に接続されていれば、同部材であってもよく、異部材であってもよい。この点は、負極集電体１および負極タブ１ｔについても同様である。
図８（ａ）は本開示における電極体を例示する概略平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の側面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示す電極体Ｅは、正極層４と、負極層２と、正極層４および負極層２の間に配置されたセパレート層３と、正極層４の集電を行う正極集電体５と、負極層２の集電を行う負極集電体１と、を有する。正極集電体５は、平面視上、正極層４と重複しない位置に正極タブ５ｔを有する。同様に、負極集電体１は、平面視上、負極層２と重複しない位置に負極タブ１ｔを有する。正極集電体５および正極タブ５ｔは、電気的に接続されていれば、同部材であってもよく、異部材であってもよい。この点は、負極集電体１および負極タブ１ｔについても同様である。
また、図８（ａ）に示すように、正極タブ５ｔおよび負極タブ１ｔは、平面視上、対向する異なる辺（辺ｓ１、辺ｓ２）に、それぞれ配置されていてもよい（両側タブ構造）。一方、図示しないが、正極タブおよび負極タブは、同一の辺に、それぞれ配置されていてもよい（片側タブ構造）。また、電極体の平面視形状（正極タブおよび負極タブを除いた平面視形状）は、例えば矩形状である。図８（ａ）に示すように、正極タブ５ｔおよび負極タブ１ｔを除く電極体Ｅの平面視形状は、矩形状である。正極タブ５ｔおよび負極タブ１ｔは、電極体Ｅの長手方向において対向するように配置されている。
本開示における電極体は、正極層、セパレート層および負極層を有する発電単位を１つ有していてもよく、２つ有していてもよく、３つ以上有していてもよい。電極体が複数の発電単位を有する場合、それらは、並列接続されていてもよく、直列接続されていてもよい。
図９は、本開示における電極体を例示する概略断面図であり、複数の発電単位が並列接続された状態を示す概略断面図である。図９に示す電極体Ｅは、負極集電体１と、負極集電体１の一方の面ｓ１１から順に配置された、第１負極層２ａ、第１セパレート層３ａ、第１正極層４ａおよび第１正極集電体５ａと、負極集電体１の他方の面ｓ１２から順に配置された、第２負極層２ｂ、第２セパレート層３ｂ、第２正極層４ｂおよび第２正極集電体５ｂと、を有する。第１正極集電体５ａおよび第２正極集電体５ｂは接続され、正極タブ５ｔを構成している。また、第２正極集電体５ｂと、負極（負極集電体１、第１負極層２ａ、第２負極層２ｂ）の側面との間には、短絡を防止するため絶縁性保護層７が配置されている。
図９に示す電極体Ｅは、例えば、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質等の無機固体電解質を含有する全固体電池に用いられる電極体として有用である。無機固体電解質を含有する全固体電池では、良好なイオン伝導パスを形成するために、電極体に対して、非常に高い圧力でプレスを行う必要がある。この際、図９に示す電極体Ｅは、負極集電体１を基準にして、他の層の構成が対称であることから、正極層および負極層の伸縮性の違いによる応力の発生が生じにくいという利点がある。具体的に、図９に示す電極体Ｅは、負極集電体１を基準にして、一方の面ｓ１１上に、第１負極層２ａ、第１セパレート層３ａ、第１正極層４ａおよび第１正極集電体５ａが、この順に配置され、他方の面ｓ１２上に、第２負極層２ｂ、第２セパレート層３ｂ、第２正極層４ｂおよび第２正極集電体５ｂが、この順に配置されている。このように負極集電体１を基準にして、他の層の構成が対称であることから、正極層および負極層の伸縮性の違いによる応力の発生が生じにくい。その結果、負極集電体の破断が生じること、ならびに、正極層および負極層に割れが生じることを抑制できる。また、本開示においては、図９に示す電極体Ｅを複数用い、それらを厚さ方向に積層し、一つの電極体Ｅ´としてもよい。その際、対向する正極集電体（一方の電極体Ｅにおける第１正極集電体５ａと、他方の電極体Ｅにおける第２正極集電体５ｂ）とは、互いに別部材であってもよく、同部材であってもよい（一つの正極集電体を共有していてもよい）。
また、図９に示す電極体Ｅは、１つの負極集電体に対して２つの正極集電体を有する。一方、本開示における電極体は、１つの正極集電体に対して２つの負極集電体を有していてもよい。すなわち、本開示における電極体は、正極集電体と、上記正極集電体の一方の面から順に配置された、第１正極層、第１セパレート層、第１負極層および第１負極集電体と、正極集電体の他方の面から順に配置された、第２正極層、第２セパレート層、第２負極層および第２負極集電体と、を有していてもよい。この場合、第１負極集電体および第２負極集電体は接続され、負極タブを構成していてもよい。
図１０は、本開示における電極体を例示する概略断面図であり、複数の発電単位が直列接続された状態を示す概略断面図である。図１０に示す電極体Ｅは、第１正極層４ａ、第１セパレート層３ａおよび第１負極層２ａを有する発電単位Ａと、第２正極層４ｂ、第２セパレート層３ｂおよび第２負極層２ｂを有する発電単位Ｂとを有している。発電単位Ａにおける第１正極層４ａは、正極集電体５に接続され、発電単位Ｂにおける第２負極層２ｂは、負極集電体１に接続されている。また、発電単位Ａにおける第１負極層２ａと、発電単位Ｂにおける第２正極層４ｂとは、中間集電体６を介して電気的に接続されている。
正極層は、少なくとも正極活物質を含有する。さらに、正極層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。正極活物質としては、例えば、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ４等のオリビン型活物質が挙げられる。また、正極活物質として硫黄（Ｓ）を用いてもよい。正極活物質の形状は、例えば粒子状である。導電材としては、例えば、炭素材料が挙げられる。電解質は、液体電解質であってもよく、固体電解質であってもよい。液体電解質（電解液）は、例えば、ＬｉＰＦ６等の支持塩と、カーボネート系溶媒等の溶媒とを含有する。固体電解質は、ゲル電解質等の有機固体電解質であってもよく、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質等の無機固体電解質であってもよい。また、バインダーとしては、例えば、ゴム系バインダー、フッ化物系バインダーが挙げられる。
負極層は、少なくとも負極活物質を含有する。さらに、負極層は、導電材、電解質およびバインダーの少なくとも一つを含有していてもよい。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ、Ｓｉ等の金属活物質、グラファイト等のカーボン活物質、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の酸化物活物質が挙げられる。負極活物質の形状は、例えば、粒子状、箔状である。導電材、電解質およびバインダーについては、上述した内容と同様である。セパレート層は、少なくとも電解質を含有する。電解質は、液体電解質であってもよく、固体電解質であってもよい。また、正極集電体の材料としては、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、ニッケル、カーボンが挙げられる。負極集電体の材料としては、例えば、銅、ＳＵＳ、ニッケル、カーボンが挙げられる。正極集電体および負極集電体の形状は、例えば、箔状である。
３．電池
本開示における電池は、電極体を収納する内部領域を有する外装体を有する。外装体は、可撓性を有していてもよく、有していなくてもよい。前者の一例としては、アルミラミネートフィルムが挙げられ、後者の一例としては、ＳＵＳ製ケースが挙げられる。また、外装体がラミネートフィルムである場合、外装体の内部領域および外部領域の間に、ラミネートフィルムの内側樹脂層同士が融着したシール領域を有していてもよい。
本開示における電池は、電極体を収納する内部領域を有する外装体を有する。外装体は、可撓性を有していてもよく、有していなくてもよい。前者の一例としては、アルミラミネートフィルムが挙げられ、後者の一例としては、ＳＵＳ製ケースが挙げられる。また、外装体がラミネートフィルムである場合、外装体の内部領域および外部領域の間に、ラミネートフィルムの内側樹脂層同士が融着したシール領域を有していてもよい。
また、本開示における電池の種類は特に限定されないが、典型的には、リチウムイオン二次電池である。さらに、本開示における電池の用途は、特に限定されないが、電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。
１ … 負極集電体
１ｔ … 負極タブ
２ … 負極層
３ … セパレート層
４ … 正極層
５ … 正極集電体
５ｔ … 正極タブ
１０ … 第１電極体
２０ … 第２電極体
３０ … 絶縁部材
４０ … 接続部材
５０ … 外装体
６０ … 温度検出体
６１ … 検出部
６２ … 信号線
７０ … 絶縁性保護層
１００ … 電池
１ｔ … 負極タブ
２ … 負極層
３ … セパレート層
４ … 正極層
５ … 正極集電体
５ｔ … 正極タブ
１０ … 第１電極体
２０ … 第２電極体
３０ … 絶縁部材
４０ … 接続部材
５０ … 外装体
６０ … 温度検出体
６１ … 検出部
６２ … 信号線
７０ … 絶縁性保護層
１００ … 電池
Claims (5)
- 電極体と、前記電極体を収納する内部領域を有する外装体と、を備える電池であって、
前記電池は、前記外装体の前記内部領域から外部領域まで伸長するように配置された温度検出体を有し、
前記温度検出体は、前記内部領域に配置され、前記電極体の温度を検出する検出部と、前記検出部に接続された信号線と、を有し、
前記電極体は、側面に絶縁性保護層を有し、
前記検出部は、前記絶縁性保護層の表面上に配置されている、電池。 - 前記検出部は、被覆層により被覆されている、請求項１に記載の電池。
- 前記温度検出体は、複数の前記検出部を有する、請求項１または請求項２に記載の電池。
- 前記電池は、複数の前記電極体として、第１電極体および第２電極体を少なくとも有し、
前記第１電極体は、電極タブＰを有し、
前記第２電極体は、前記電極タブＰとは反対の極性を有する電極タブＲとを有し、
前記電極タブＰおよび前記電極タブＲは、前記内部領域において接続されている、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の電池。 - 前記第１電極体および前記第２電極体は、絶縁部材を介して、厚さ方向に沿って積層され、
前記第１電極体および前記第２電極体は、それぞれ、
負極集電体と、
前記負極集電体の一方の面から順に配置された、第１負極層、第１セパレート層、第１正極層および第１正極集電体と、
前記負極集電体の他方の面から順に配置された、第２負極層、第２セパレート層、第２正極層および第２正極集電体と、
を有する、請求項４に記載の電池。
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