JP4577659B2 - 蓄電装置 - Google Patents
蓄電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4577659B2 JP4577659B2 JP2006309139A JP2006309139A JP4577659B2 JP 4577659 B2 JP4577659 B2 JP 4577659B2 JP 2006309139 A JP2006309139 A JP 2006309139A JP 2006309139 A JP2006309139 A JP 2006309139A JP 4577659 B2 JP4577659 B2 JP 4577659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte layer
- solid electrolyte
- layer
- stacking direction
- resistance value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 166
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 88
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 41
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 7
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018130 Li 2 S-P 2 S 5 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010835 LiI-Li2S-P2S5 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010840 LiI—Li2S—P2S5 Inorganic materials 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 phosphorus sulfide compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012722 Li3N-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012716 Li3N-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012734 Li3N—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012850 Li3PO4Li4SiO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012573 LiSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012346 LiSiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012345 LiSiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012348 LiSiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018007 MmNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N lithium sulfide Chemical compound [Li+].[Li+].[S-2] GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- KHDSWONFYIAAPE-UHFFFAOYSA-N silicon sulfide Chemical compound S=[Si]=S KHDSWONFYIAAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
- H01G11/16—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors against electric overloads, e.g. including fuses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/14—Structural combinations or circuits for modifying, or compensating for, electric characteristics of electrolytic capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0463—Cells or batteries with horizontal or inclined electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
本発明は、複数の単電池を積層して構成された組電池等の蓄電装置に関するものである。
従来、二次電池等の蓄電装置は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）の駆動源として用いられており、高出力の要求に応じるために、複数の単電池を電気的に直列に接続した組電池を用いている（例えば、特許文献１参照）。
単電池を積層した構成の組電池では、充放電等によって、積層方向において温度分布のバラツキが生じる。具体的には、中心層側に位置する単電池は、外層側に位置する単電池に比べて、放熱性が低く、熱がこもりやすいために、中心層側において温度が高くなってしまう。
ここで、従来の組電池では、すべての単電池が同一の構成となっているため、上述した積層方向における温度分布のバラツキによって、単電池の抵抗値が変化してしまう。具体的には、中心層に位置する単電池の抵抗値が小さくなってしまう。これにより、積層方向における単電池間で、電圧値にバラツキが生じてしまう。
一方、組電池では、一般的に、各単電池が所定の充放電電圧値を外れて過充電又は過放電とならないように充放電を制御している。
ここで、上述したように、単電池間での電圧値にバラツキが生じると、最も低い電圧値を示す単電池を基準に充放電の制御を行わなければならなくなってしまう。そして、このような場合には、組電池を構成するすべての単電池を均等に使用する（充放電させる）ことができなくなってしまう。
そこで、本発明の目的は、積層方向における単電池間の出力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、複数の電解質層を有し、これらの電解質層が電極体を介して積層された蓄電装置であって、複数の電解質層は、積層方向における第１の位置に設けられた電解質層と、第１の位置とは異なる位置であって、第１の位置よりも放熱性の低い第２の位置に設けられた電解質層とを含み、第２の位置における電解質層の抵抗値が、第１の位置における電解質層の抵抗値よりも大きいことを特徴とする。
具体的には、電解質層が、粒子群を含む固体電解質層である場合には、第２の位置における電解質層中の粒子群の密度を、第１の位置における電解質層中の粒子群の密度よりも低くすることができる。
ここで、電解質層中の粒子群の平均粒径を異ならせることで、電解質層中の粒子群の密度を異ならせることができる。また、電解質層中に粒子群を結着させるための結着剤が含まれている場合には、この結着剤の量を異ならせることで、電解質層中の粒子群の密度を異ならせることができる。
一方、第２の位置における電解質層の厚さを、第１の位置における電解質層の厚さよりも厚くすることができる。さらに、第１及び第２の位置における電解質層の種類を互いに異ならせることもできる。例えば、積層方向における電解質層の位置に応じて、イオン伝導度の異なる材料を用いたり、イオン伝導度の異なる複数の材料の混合比を異ならせたりすることができる。
また、積層方向と直交する面内において、第２の位置における電解質層及びこの電解質層に接触する電極体を、第１の位置における電解質層及びこの電解質層に接触する電極体よりも小さくすることができる。
ここで、第２の位置を、積層方向における略中心に相当する位置とすることができる。この場合において、複数の電解質層の抵抗値を、積層方向における外層から中心層に向かって大きくすることができる。
本発明では、第１及び第２の位置のうち、放熱性の低い第２の位置に設けられた電解質層の抵抗値を、第１の位置に設けられた電解質層の抵抗値よりも予め大きくしている。これにより、蓄電装置の充放電等によって、積層方向における温度分布のバラツキが生じても、積層方向における異なる位置間（単電池間）での出力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であるバイポーラ型電池（二次電池）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一部の構成を示す断面図である。また、図２は、バイポーラ型電池の積層方向における温度分布、電圧分布、入出力分布および固体電解質層中の粒子群の密度分布を示す図である。
本実施例のバイポーラ型電池１００は、複数の単電池を積層して構成された組電池である。具体的には、図１に示すように、複数のバイポーラ電極１０を、固体電解質層１４を介して積層した構成を有する。
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の両側に配置される正極層１２及び負極層１３とによって構成される発電要素である。
各バイポーラ電極１０は、集電体１１と、集電体１１の両面に形成された正極層１２及び負極層１３とを有する。正極層１２及び負極層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。また、正極層１２及び負極層１３は、略均一な厚さ（製造誤差を含む）を有している。
なお、本実施例では、バイポーラ型の二次電池について説明するが、バイポーラ型ではない二次電池についても本発明を適用することができる。ここで、バイポーラ型ではない二次電池では、集電体の両面に同一の電極層（正極層又は負極層）が形成された電極が用いられたり、集電体の片面のみに電極層が形成された電極が用いられたりする。
また、以下の実施例では二次電池について説明するが、蓄電装置としての積層型キャパシタ（電気二重層キャパシタ）にも本発明を適用することができる。
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、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。
集電体１１の互いに向かい合う面のうち、一方の面に形成された正極層１２には、正極活物質が含まれる。また、正極層１２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高分子ゲル電解質、高分子電解質、添加剤などを含めることができる。
また、集電体１１の他方の面に形成された負極層１３には、負極活物質が含まれる。そして、負極層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高分子ゲル電解質、高分子電解質、添加剤などを含めることができる。
ここで、各電極層１２、１３を構成する材料については、公知の材料を用いることができる。
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。
固体電解質層１４は、２つのバイポーラ電極１０間に配置されている。具体的には、固体電解質層１４は、一方のバイポーラ電極１０の正極層１２と、他方のバイポーラ電極１０の負極層１３とによって挟まれている。また、固体電解質層１４は、略均一な厚さ（製造誤差を含む）を有している。
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。
ここで、バイポーラ型電池１００としてリチウム二次電池を用いた場合において、固体電解質層１４を構成する材料として硫化物を用いれば、リチウムイオンの伝導性を向上させることができる。硫化物としては、例えば、硫化リチウムや硫化ケイ素を用いることができる。
本実施例のバイポーラ型電池１００は、図１に示す構成がＺ方向（積層方向）において連続している。そして、積層方向の両端にはそれぞれ、図２（Ａ）に示すように、バイポーラ型電池１００の充放電に用いられる正極端子２１及び負極端子２２が設けられている。正極端子２１及び負極端子２２は、バイポーラ型電池１００の充放電を制御するための回路に接続されている。
本実施例のバイポーラ型電池１００においては、複数の固体電解質層１４の構成が積層方向（Ｚ方向）における位置に応じて異なっている。具体的には、図２（Ｅ）に示すように、中心層に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度が最も低くなっており、外層（最外層）に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度が最も高くなっている。
また、中心層及び外層間に位置する固体電解質層１４については、中心層から外層に向かって、粒子群の密度が高くなるように設定されている。
ここで、各固体電解質層１４における粒子群の密度は、略一定（製造誤差を含む）である。
固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせる方法としては、粒子群の平均粒径を異ならせることができる。具体的には、固体電解質層１４中の粒子群の平均粒径を異ならせる場合には、中心層に位置する固体電解質層１４中の粒子群の平均粒径を最も大きくし、外層に位置する固体電解質層１４中の粒子群の平均粒径を最も小さくする。言い換えれば、中心層に位置する固体電解質層１４中の粒子の粒径を最も大きくし、外層に位置する固体電解質層１４中の粒子の粒径を最も小さくする。
そして、中心層及び外層間に位置する固体電解質層１４については、中心層から外層に向かって、粒子群の平均粒径を増加させる。言い換えれば、粒子の粒径を、中心層から外層に向かって大きくさせる。
一方、略一定の粒径（特定の平均粒径）を有する粒子群を用いつつ、固体電解質層１４中の結着剤の量を異ならせても、固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせることができる。具体的には、中心層に位置する固体電解質層１４中の結着剤の量を最も多くし、外層に位置する固体電解質層１４中の結着剤の量を最も少なくする。そして、中心層及び外層間に位置する固体電解質層１４については、中心層から外層に向かって、結着剤の量を増加させる。
なお、積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて、粒子群の粒径を異ならせつつ、結着剤の量を異ならせることもできる。この場合にも、中心層側に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度を、外層側に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度よりも低くすればよい。
ここで、複数の単電池を積層した構成のバイポーラ型電池１００では、図２（Ｂ）に示すように、積層方向における温度分布が一定にはならず、中心層において最も温度が高くなり、外層において最も温度が低くなる。これは、バイポーラ型電池１００の充放電等に伴う発熱に起因するものであり、中心層側に位置する単電池では、外層側に位置する単電池に比べて放熱性が低く、熱がこもりやすいためである。
この場合において、従来のように、積層方向におけるすべての固体電解質層１４について、粒子群の密度を略一定にすると（図２（Ｅ）の点線参照）、中心層に位置する固体電解質層１４では、温度上昇によって抵抗値が小さくなってしまう。これにより、図２（Ｃ）、（Ｄ）の点線で示すように、積層方向における単電池間で、電圧値や入出力値にバラツキが生じてしまう。
ここで、すべての固体電解質層１４について、粒子群の密度を略一定にした場合には、積層方向における温度分布のバラツキが生じる前（言い換えれば、バイポーラ型電池１００の使用前）において、すべての固体電解質層１４の抵抗値は略一定となる。しかし、バイポーラ型電池１００の使用（充放電等）に伴って、積層方向における温度分布にバラツキが生じるために、積層方向における固体電解質層１４の抵抗値が変化してしまう。
本実施例では、上述したように、積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて、固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせている。ここで、固体電解質層１４中の粒子群の密度を低くすれば、この固体電解質層１４の抵抗値を大きくすることができる。また、固体電解質層１４中の粒子群の密度を高くすれば、この固体電解質層１４の抵抗値を小さくすることができる。
このように、積層方向における位置に応じて、固体電解質層１４の抵抗値を予め異ならせておけば、バイポーラ型電池１００の充放電等によって、図２（Ｂ）に示す温度分布が発生したとしても、積層方向における固体電解質層１４の抵抗値のバラツキを抑制することができる。このように抵抗値のバラツキを抑制すれば、バイポーラ型電池１００における電圧値や入出力値のバラツキを抑制することができる。例えば、図２（Ｃ）、（Ｄ）の実線で示すように、電圧値及び入出力値を略一定にすることができる。
ここで、図２（Ｅ）に示す密度分布は、積層方向における温度分布（図２（Ｂ））に基づいて設定することができる。すなわち、バイポーラ型電池１００の充放電等に伴う積層方向における温度分布を予め求めておけば、この温度変化に伴う各単電池での電圧変化量を得ることができる。
そして、各単電池での電圧変化量に基づいて、各単電池に含まれる固体電解質層１４の抵抗値を設定することができる。すなわち、変化後の電圧値が積層方向においてばらつかないように、各固体電解質層１４の抵抗値を設定することができる。
本実施例のように固体電解質層１４を構成すれば、積層方向における単電池間での電圧値や入出力値のバラツキを抑制できるため、バイポーラ型電池１００内のすべての単電池に対して、同一の基準に基づいて充放電の制御を行うことができる。
ここで、二次電池では、一般的に、入出力電圧が上下限電圧の範囲から外れると、電池寿命に悪影響を与えることが知られているため、電池の長寿命化を図るために、上下限電圧の範囲外となるような充放電は行わないようにしている（フェールセーフ）。本実施例では、このような充放電制御を、すべての単電池に対して同一の条件で行うことができる。
しかも、中心層に位置する固体電解質層１４を基準として、積層方向におけるすべての固体電解質層１４の抵抗値を設定することで、図２（Ｄ）に示すように、従来のバイポーラ型電池（点線で示す）の最大の入出力値に対応した入出力値を得ることができる。
なお、本実施例では、固体電解質層１４中の粒子群の密度を、図２（Ｅ）に示す密度分布曲線に基づいて設定しているが、これに限るものではない。すなわち、積層方向における温度分布のバラツキに伴う単電池間での電圧値のバラツキを抑制できるように、固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせればよい。
例えば、中心層に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度を、外層に位置する固体電解質層１４中の粒子群の密度よりも低くするだけであってもよい。この場合には、中心層に位置する単電池と外層に位置する単電池における電圧値のバラツキを抑制することができる。そして、バイポーラ型電池１００内において、固体電解質層１４中の粒子群の密度が略等しい、少なくとも２つの固体電解質層１４が含まれていてもよい。
次に、本発明の実施例２であるバイポーラ型電池（二次電池）について、図３を用いて説明する。ここで、図３は、実施例１の図２に対応した図である。なお、図３（Ｅ）では、積層方向における位置と、固体電解質層の厚さとの関係を示している。
本実施例のバイポーラ型電池１０１の構成も、実施例１で説明したバイポーラ型電池１００の構成と概ね同様である。以下の説明において、実施例１で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同一符号を用いる。また、以下の説明では、実施例１と異なる点について説明する。
本実施例では、積層方向（Ｚ方向）の位置に応じて、固体電解質層１４の厚さ（Ｚ方向の長さ）を異ならせている。具体的には、中心層に位置する固体電解質層１４の厚さを最も厚くし、外層に位置する固体電解質層１４の厚さを最も薄くしている。
また、中心層及び外層間に位置する固体電解質層１４については、図３（Ｅ）に示すように、中心層から外層に向かって固体電解質層１４の厚さを薄くしている。なお、各固体電解質層１４の厚さは、略均一（製造誤差を含む）である。
実施例１で説明したように、中心層に位置する単電池では、最も温度が高くなり、この単電池における固体電解質層１４の抵抗値が小さくなる。ここで、バイポーラ型電池１０１内のすべての固体電解質層１４について、この厚さを略一定にすると、図３（Ｃ）、（Ｄ）の点線で示すように、積層方向における単電池間において、電圧値や入出力値にバラツキが生じてしまう。これは、バイポーラ型電池１０１の充放電等に伴う積層方向における温度分布の変化によって、積層方向における単電池間で抵抗値がばらついてしまうためである。
本実施例では、上述したように、積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて、固体電解質層１４の厚さを異ならせている。ここで、固体電解質層１４の厚さを厚くすれば、この固体電解質層１４の抵抗値を大きくすることができる。また、固体電解質層１４の厚さを薄くすれば、この固体電解質層１４の抵抗値を小さくすることができる。
このように、積層方向における位置に応じて、固体電解質層１４の抵抗値を予め異ならせておけば、バイポーラ型電池１０１の充放電等によって、図３（Ｂ）に示す温度分布が発生したとしても、積層方向における固体電解質層１４の抵抗値のバラツキを抑制することができる。このように抵抗値のバラツキを抑制すれば、バイポーラ型電池１０１における電圧値や入出力値のバラツキを抑制することができる。例えば、図３（Ｃ）、（Ｄ）の実線で示すように、電圧値及び入出力値を略一定にすることができる。
ここで、図３（Ｅ）に示す厚さ分布は、積層方向における温度分布（図３（Ｂ））に基づいて設定することができる。すなわち、バイポーラ型電池１０１の充放電等に伴う積層方向における温度分布を予め求めておけば、この温度変化に伴う各単電池での電圧変化量を得ることができる。
そして、各単電池での電圧変化量に基づいて、各単電池に含まれる固体電解質層１４の厚さを設定することができる。すなわち、変化後の電圧値が積層方向においてばらつかないように、各固体電解質層１４の厚さを設定することができる。
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、固体電解質層１４の厚さを異ならせることで、従来のバイポーラ型電池（複数の固体電解質層の厚さが略等しい電池）に比べて、バイポーラ型電池１０１を薄型化することができる。
なお、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い。すなわち、液状又はゲル状の電解質を用いることもできる。
この場合には、シール材を用いて、電解質がバイポーラ型電池外に漏れるのを防止する必要がある。具体的には、図４に示すように、積層方向において隣り合う集電体１１の間に、シール材３０を配置して、集電体１１及びシール材３０によって密閉空間を形成する。なお、図４において、実施例１（図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、同一符号を用いている。
一方、本実施例では、固体電解質層１４中の厚さを、図３（Ｅ）に示す厚さ分布曲線に基づいて設定しているが、これに限るものではない。すなわち、積層方向における温度分布のバラツキに伴う単電池間での電圧値のバラツキを抑制できるように、固体電解質層１４の厚さを異ならせればよい。
例えば、中心層に位置する固体電解質層１４の厚さを、外層に位置する固体電解質層１４の厚さよりも厚くするだけであってもよい。この場合には、中心層に位置する単電池と外層に位置する単電池における電圧値のバラツキを抑制することができる。そして、バイポーラ型電池１０１内において、固体電解質層１４の厚さが略等しい、少なくとも２つの固体電解質層１４が含まれていてもよい。
次に、本発明の実施例３であるバイポーラ型電池（二次電池）について、図５を用いて説明する。ここで、図５は、実施例１の図２に対応する図である。なお、図５（Ｅ）では、積層方向における位置と、固体電解質層の抵抗値との関係を示している。
本実施例のバイポーラ型電池１０２の構成も、実施例１で説明したバイポーラ型電池１００の構成と概ね同様である。以下の説明において、実施例１で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同一符号を用いる。また、以下の説明では、実施例１と異なる点について説明する。
本実施例のバイポーラ型電池１０２では、固体電解質層１４に含まれる粒子群の材料を、積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて異ならせている。
具体的には、図５（Ｅ）に示すように、中心層に位置する固体電解質層１４の抵抗値が最も大きくなり、外層に位置する固体電解質層１４の抵抗値が最も小さくなるように、各固体電解質層１４中の粒子群の材料を異ならせている。また、中心層及び外層間に位置する固体電解質層１４については、中心層から外層に向かって抵抗値が小さくなるように、各固体電解質層１４中の粒子群の材料を異ならせている。
実施例１、２で説明したように、固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせたり、固体電解質層１４の厚さを異ならせたりすることで、固体電解質層１４の抵抗値を異ならせることができる。ここで、固体電解質層１４を構成する粒子群の材料を異ならせても、固体電解質層１４の抵抗値を異ならせることができる。
粒子群の材料を異ならせる方法としては、互いに異なるイオン伝導度を有する粒子を用いたり、コーティングが施された粒子を用いたりすることができる。
ここで、固体電解質層１４を構成する粒子の材料とイオン伝導度の具体例を挙げると、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３；１０−７［Ｓ／ｃｍ］、Ｌｉ２Ｏ２−ＳｉＯ２；１０−６［Ｓ／ｃｍ］、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ４；１０−５［Ｓ／ｃｍ］、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５；１０−４［Ｓ／ｃｍ］、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５；１０−３［Ｓ／ｃｍ］である。
互いに異なる材料の粒子を用いる場合には、固体電解質層１４の位置に応じて、材料を異ならせたり、複数の材料の混合比を異ならせたりすることができる。すなわち、上述した材料の粒子を積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて使い分けることができる。また、上述した材料の粒子（少なくとも２つの異なる材料）を混合し、これらの混合比を異ならせることができる。
一方、粒子の表面にコーティングを施す場合には、コーティングの材料によって、イオン伝導度を高くしたり、低くしたりすることができる。そして、互いに異なる種類の粒子（コーティングの材料が異なる粒子）を用いる場合には、固体電解質層１４の位置に応じて、粒子の種類を異ならせたり、複数の粒子（少なくとも２種類）の混合比を異ならせたりすることができる。
なお、コーティングされていない粒子と、コーティングされた粒子とを混合して用いてもよい。
実施例１で説明したように、中心層に位置する単電池では、最も温度が高くなり、この単電池における固体電解質層１４の抵抗値が小さくなる。ここで、バイポーラ型電池１０２内のすべての固体電解質層１４について、同一種類の粒子群を用いると、図５（Ｃ）、（Ｄ）の点線で示すように、積層方向における単電池間において、電圧値や入出力値にバラツキが生じてしまう。これは、バイポーラ型電池１０２の充放電等に伴う積層方向における温度分布の変化によって、積層方向における単電池間で抵抗値がばらついてしまうためである。
本実施例では、上述したように、積層方向における固体電解質層１４の位置に応じて、固体電解質層１４を構成する粒子群の種類（材料又は、複数の材料の混合比）を異ならせている。ここで、固体電解質層１４の抵抗値を大きくしたり、小さくしたりするために、固体電解質層１４中の粒子群の種類を適宜選択することができる。
このように、積層方向における位置に応じて、固体電解質層１４の抵抗値を予め異ならせておけば、バイポーラ型電池１０２の充放電等によって、図５（Ｂ）に示す温度分布が発生しても、積層方向における固体電解質層１４の抵抗値のバラツキを抑制することができる。このように抵抗値のバラツキを抑制すれば、バイポーラ型電池１０２における電圧値や入出力値のバラツキを抑制することができる。例えば、図５（Ｃ）、（Ｄ）の実線で示すように、電圧値及び入出力値を略一定にすることができる。
ここで、図５（Ｅ）に示す抵抗分布（粒子群の種類）は、積層方向における温度分布（図５（Ｂ））に基づいて設定することができる。すなわち、バイポーラ型電池１０２の充放電等に伴う積層方向における温度分布を予め求めておけば、この温度変化に伴う各単電池での電圧変化量を得ることができる。
そして、各単電池での電圧変化量に基づいて、各単電池に含まれる固体電解質層１４の抵抗値を設定することができる。すなわち、変化後の電圧値が積層方向においてばらつかないように、各固体電解質層１４の抵抗値（粒子群の種類）を設定することができる。
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、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い。すなわち、実施例２と同様に、液状又はゲル状の電解質を用いることもできる。この場合には、液状又はゲル状の電解質における抵抗値を異ならせることになる。具体的には、これらの電解質の種類（材料又は、複数の材料の混合比）を異ならせることができる。
一方、本実施例では、各固体電解質層１４中の粒子群の種類を、図５（Ｅ）に示す抵抗分布曲線に基づいて設定しているが、これに限るものではない。すなわち、積層方向における温度分布のバラツキに伴う単電池間での電圧値のバラツキを抑制できるように、固体電解質層１４中の粒子群の種類を異ならせればよい。
例えば、中心層に位置する固体電解質層１４の抵抗値が、外層に位置する固体電解質層１４の抵抗値よりも大きくなるように、これらの固体電解質層１４中の粒子群の種類を異ならせるだけであってもよい。この場合には、中心層に位置する単電池と外層に位置する単電池における電圧値のバラツキを抑制することができる。そして、バイポーラ型電池１０２内において、固体電解質層１４中の粒子群の種類が等しい、少なくとも２つの固体電解質層１４が含まれていてもよい。
次に、本発明の実施例４であるバイポーラ型電池（二次電池）について、図６を用いて説明する。ここで、図６は、実施例１の図２に対応した図である。なお、図６（Ｅ）では、積層方向における位置と、バイポーラ電極（電極体）の面積との関係を示している。
本実施例のバイポーラ型電池１０３の構成も、実施例１で説明したバイポーラ型電池１００の構成と概ね同様である。以下の説明において、実施例１で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同一符号を用いる。また、以下の説明では、実施例１と異なる点について説明する。
本実施例のバイポーラ型電池１０３では、積層方向の位置に応じて、バイポーラ電極１０（電極層１２、１３）及び固体電解質層１４の面積を異ならせたものである。ここでいう「面積」とは、積層方向と直交する面内での面積（大きさ）である。
具体的には、中心層に位置するバイポーラ電極１０（電極層１２、１３）及び固体電解質層１４の面積が最も小さく、外層に位置するバイポーラ電極１０（電極層１２、１３）及び固体電解質層１４の面積が最も大きくなっている。そして、中心層及び外層間に位置するバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４については、中心層から外層に向かって、バイポーラ電極１０（電極層１２、１３）及び固体電解質層１４の面積が大きくなっている。
本実施例のように、バイポーラ電極１０（電極層１２、１３）及び、これに接触する固体電解質層１４の面積を異ならせることにより、積層方向の位置に応じて、単電池での抵抗値を異ならせることができる。すなわち、バイポーラ電極１０及び、これに接触する固体電解質層１４の面積を小さくすれば、抵抗値を大きくすることができる。また、バイポーラ電極１０及び、これに接触する固体電解質層１４の面積を大きくすれば、抵抗値を小さくすることができる。
実施例１で説明したように、中心層に位置する単電池では、最も温度が高くなり、この単電池における抵抗値が小さくなる。ここで、バイポーラ型電池１０３内のすべてのバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４を同一面積にすると、図６（Ｃ）、（Ｄ）の点線で示すように、積層方向における単電池間において、電圧値や入出力値にバラツキが生じてしまう。これは、バイポーラ型電池１０３の充放電等に伴う積層方向における温度分布の変化によって、積層方向における単電池間で抵抗値がばらついてしまうためである。
本実施例では、上述したように、積層方向における位置に応じて、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を異ならせることで、積層方向における単電池での抵抗値を異ならせている。
このように、積層方向における位置に応じて、単電池の抵抗値を予め異ならせておけば、バイポーラ型電池１０３の充放電等によって、図６（Ｂ）に示す温度分布が発生しても、積層方向における単電池の抵抗値のバラツキを抑制することができる。このように抵抗値のバラツキを抑制すれば、バイポーラ型電池１０３における電圧値や入出力値のバラツキを抑制することができる。例えば、図６（Ｃ）、（Ｄ）の実線で示すように、電圧値及び入出力値を略一定にすることができる。
ここで、図６（Ｅ）に示す面積分布は、積層方向における温度分布（図６（Ｂ））に基づいて設定することができる。すなわち、バイポーラ型電池１０３の充放電等に伴う積層方向における温度分布を予め求めておけば、この温度変化に伴う各単電池での電圧変化量を得ることができる。
そして、各単電池での電圧変化量に基づいて、各単電池に含まれるバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を設定することができる。すなわち、変化後の電圧値が積層方向においてばらつかないように、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を設定することができる。
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、外層側から中心層側に向かって、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を小さくしているため、バイポーラ型電池（組電池）１０３を軽量化することができる。
なお、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い。すなわち、実施例２と同様に、液状又はゲル状の電解質を用いることもできる。
一方、本実施例では、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を、図６（Ｅ）に示す面積分布曲線に基づいて設定しているが、これに限るものではない。すなわち、積層方向における温度分布のバラツキに伴う単電池間での電圧値のバラツキを抑制できるように、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を異ならせればよい。
例えば、中心層に位置するバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を、外層に位置するバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積よりも小さくするだけであってもよい。この場合には、中心層に位置する単電池と外層に位置する単電池における電圧値のバラツキを抑制することができる。そして、バイポーラ型電池１０３内において、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積が等しい、少なくとも２つの単電池が含まれていてもよい。
なお、本実施例では、図６（Ａ）に示すように、バイポーラ型電池（組電池）１０３の両側面（Ｘ方向における側面）に曲率を持たせた構成としているが、これに限るものではない。
すなわち、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を積層方向の位置に応じて異ならせればよく、例えば、バイポーラ型電池（組電池）の一方の側面に曲率を持たせ、他方の側面を略平坦とすることもできる。言い換えれば、積層されるバイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の一側辺を積層方向で一致させることができる。
また、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の形状（積層方向から見たときの形状）は、いかなる形状であってもよい。例えば、バイポーラ電極１０や固体電解質層１４の形状を、矩形状や円形状に形成することができる。他の実施例についても同様である。
上述した実施例１〜４では、複数の単電池を積層した組電池内での温度分布を考慮して、各固体電解質層１４の構成を異ならせたものであるが、組電池が外部からの熱的影響を受けて、積層方向における温度分布が変化する場合には、この温度分布に基づいて、各固体電解質層１４の構成を異ならせることができる。以下、具体的に説明する。
例えば、組電池の近傍に熱源（エンジンやモータ等）が配置されている場合には、この熱源からの熱的影響を受けることによって、熱源側の単電池では、他の単電池に比べて高温となる（言い換えれば、放熱性が悪化する）ことがある。
そこで、複数の単電池（固体電解質層）のうち、熱源側に位置する単電池（固体電解質層）の抵抗値を、他の位置にある単電池（固体電解質層）の抵抗値よりも高くすることで、積層方向における単電池間での電圧値のバラツキを抑制することができる。
具体的には、熱源側（積層方向のうち一方の外層側）に位置する単電池（１つ又は複数）における抵抗値を、他の単電池（例えば、積層方向のうち他方の最外層側に位置する単電池）における抵抗値よりも大きくすることができる。
ここで、単電池の抵抗値を異ならせる方法としては、実施例１〜４で説明したように、固体電解質層１４中の粒子群の密度を異ならせたり、固体電解質層１４の厚さを異ならせたり、固体電解質層１４を構成する粒子群の種類（材料又は、複数の材料の混合比）を異ならせたり、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積を異ならせたりすることができる。
一方、上述した実施例１〜４では、固体電解質層１４中の粒子群の密度、固体電解質層１４の厚さ、固体電解質層１４中の粒子群の種類、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４の面積をそれぞれ、積層方向の位置に応じて異ならせたものであるが、これら４つのパラメータのうち、少なくとも２つのパラメータを異ならせることもできる。この場合にも、放熱性の低い位置（例えば、中心層）における単電池の抵抗値を、放熱性の高い位置（例えば、外層）における単電池の抵抗値よりも大きくすればよい。
上述した実施例１〜３で説明した二次電池は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）におけるモータ駆動用の蓄電装置として用いることができる。
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
２０：集電体
１００：バイポーラ型電池
１１：集電体
１２：正極層
１３：負極層
１４：固体電解質層
２０：集電体
１００：バイポーラ型電池
Claims (6)
- 複数の電解質層を有し、これらの電解質層が電極体を介して積層された蓄電装置であって、
前記複数の電解質層は、
積層方向における第１の位置に設けられた電解質層と、
前記第１の位置とは異なる位置であって、前記第１の位置よりも放熱性の低い第２の位置に設けられた電解質層とを含み、
前記第２の位置における電解質層の抵抗値が、前記第１の位置における電解質層の抵抗値よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。 - 前記電解質層は、粒子群を含む固体電解質層であり、
前記第２の位置における電解質層中の粒子群の密度が、前記第１の位置における電解質層中の粒子群の密度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。 - 前記第２の位置における電解質層の厚さが、前記第１の位置における電解質層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
- 前記第１及び第２の位置における電解質層の種類が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
- 積層方向と直交する面内において、前記第２の位置における電解質層及び該電解質層に接触する電極体が、前記第１の位置における電解質層及び該電解質層に接触する電極体よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
- 前記第２の位置が、積層方向における略中心に相当する位置であ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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006309139A JP4577659B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | 蓄電装置 |
| DE112007001063.0T DE112007001063B4 (de) | 2006-11-15 | 2007-11-07 | Leistungsspeichervorrichtung |
| PCT/JP2007/071627 WO2008059740A1 (en) | 2006-11-15 | 2007-11-07 | Accumulator |
| US12/087,789 US8323822B2 (en) | 2006-11-15 | 2007-11-07 | Power storage device with different electrolyte layers in stack |
| CN2007800201564A CN101461086B (zh) | 2006-11-15 | 2007-11-07 | 蓄电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006309139A JP4577659B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | 蓄電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008123953A JP2008123953A (ja) | 2008-05-29 |
| JP4577659B2 true JP4577659B2 (ja) | 2010-11-10 |
Family
ID=39401548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006309139A Active JP4577659B2 (ja) | 2006-11-15 | 2006-11-15 | 蓄電装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8323822B2 (ja) |
| JP (1) | JP4577659B2 (ja) |
| CN (1) | CN101461086B (ja) |
| DE (1) | DE112007001063B4 (ja) |
| WO (1) | WO2008059740A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102171873A (zh) * | 2008-08-05 | 2011-08-31 | Sakti3有限公司 | 包含功能梯度部件的电化学电池 |
| US20110123868A1 (en) * | 2008-12-01 | 2011-05-26 | Kawaoka Hirokazu | Solid electrolyte battery, vehicle, battery-mounting device, and manufacturing method of the solid electrolyte battery |
| FR2961639B1 (fr) * | 2010-06-17 | 2012-12-21 | Commissariat Energie Atomique | Accumulateur electrochimique au lithium a architecture bipolaire comprenant un additif d'electrolyte specifique |
| CN102903948B (zh) * | 2011-07-28 | 2015-12-02 | 比亚迪股份有限公司 | 一种动力电池模组及其制作方法 |
| JP5935405B2 (ja) * | 2012-03-08 | 2016-06-15 | 日産自動車株式会社 | 積層構造電池 |
| JP2013191389A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | 積層構造電池 |
| US9159964B2 (en) | 2012-09-25 | 2015-10-13 | Front Edge Technology, Inc. | Solid state battery having mismatched battery cells |
| KR102021766B1 (ko) * | 2015-07-06 | 2019-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 두께가 상이한 분리막들을 포함하는 전극조립체 |
| CN110073539B (zh) * | 2016-12-16 | 2022-07-19 | 日立造船株式会社 | 全固态二次电池及其制造方法 |
| JP7157943B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2022-10-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電池 |
| JP6981220B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2021-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 制御装置及び電池システム |
| DE112020006603T5 (de) * | 2020-01-24 | 2022-12-01 | Tdk Corporation | Lithium-ionen-sekundärbatterie |
| US20230064294A1 (en) * | 2020-01-24 | 2023-03-02 | Tdk Corporation | Laminated all-solid-state battery |
| WO2022202866A1 (ja) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | Tdk株式会社 | 全固体二次電池 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01137567A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH07263019A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 |
| JP2000058017A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 組電池 |
| JP2005340089A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池、組電池、およびこれらを搭載した車両 |
| JP2006173001A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | リチウムイオン電池およびその製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10223182A1 (de) | 2002-05-24 | 2003-12-04 | Zsw | Verfahren zur Herstellung auf einem Schichtaufbau basierender galvanischer Elemente mit funktionalen Schichten und so hergestellte galvanische Elemente |
| JP2004087238A (ja) | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 積層型電池 |
| JP4674434B2 (ja) | 2002-11-11 | 2011-04-20 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
| JP4238645B2 (ja) | 2003-06-12 | 2009-03-18 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
| JP5082227B2 (ja) * | 2004-11-22 | 2012-11-28 | 日産自動車株式会社 | 電池構造体 |
| WO2006119289A2 (en) | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Randy Ogg | Bi-polar rechargeable electrochemical battery |
| JP4784485B2 (ja) | 2006-11-02 | 2011-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | リチウム二次電池 |
-
2006
- 2006-11-15 JP JP2006309139A patent/JP4577659B2/ja active Active
-
2007
- 2007-11-07 US US12/087,789 patent/US8323822B2/en active Active
- 2007-11-07 CN CN2007800201564A patent/CN101461086B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-07 DE DE112007001063.0T patent/DE112007001063B4/de active Active
- 2007-11-07 WO PCT/JP2007/071627 patent/WO2008059740A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01137567A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH07263019A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 積層密閉型ニッケル−水素化物組み電池 |
| JP2000058017A (ja) * | 1998-08-06 | 2000-02-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 組電池 |
| JP2005340089A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池、組電池、およびこれらを搭載した車両 |
| JP2006173001A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | リチウムイオン電池およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090017371A1 (en) | 2009-01-15 |
| DE112007001063T5 (de) | 2009-02-12 |
| CN101461086A (zh) | 2009-06-17 |
| WO2008059740A1 (en) | 2008-05-22 |
| DE112007001063B4 (de) | 2023-07-06 |
| CN101461086B (zh) | 2012-05-02 |
| US8323822B2 (en) | 2012-12-04 |
| JP2008123953A (ja) | 2008-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4577659B2 (ja) | 蓄電装置 | |
| JP4274256B2 (ja) | 蓄電装置用電極及び蓄電装置 | |
| JP4784485B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| US20070026316A1 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| US20130017425A1 (en) | Storage Battery Cell, Assembled Battery, Assembled Battery Setup Method, Electrode Group, and Production Method of Electrode Group | |
| JP2004087238A (ja) | 積層型電池 | |
| JPH11238528A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2000100471A (ja) | シート電池 | |
| WO2008081285A1 (en) | Electrical storage device | |
| US20180083252A1 (en) | Assembled battery, battery pack and vehicle | |
| JP4311442B2 (ja) | 蓄電装置 | |
| JP2000090895A (ja) | 電気自動車用リチウム二次電池 | |
| US20190036158A1 (en) | Battery having a single-ion conducting layer | |
| JP3526223B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| US9553302B2 (en) | Electrode assemblage and rechargeable battery using the same | |
| KR101515672B1 (ko) | 2 이상의 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체 및 이에 의한 전기 화학 소자 | |
| EP3876310A1 (en) | Lithium secondary battery electrode and lithium secondary battery | |
| WO2017153490A1 (en) | Electrode assembly and battery cell | |
| JP4017079B2 (ja) | リチウム二次電池及びその製造方法 | |
| KR20240070450A (ko) | 전고체 이차 전지 | |
| JP2022545070A (ja) | 電動工具用のリチウムイオン電池 | |
| JP2021093333A (ja) | 充電装置、及び、充電方法 | |
| CN111293344A (zh) | 密闭型电池以及组电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100802 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4577659 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100815 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903 Year of fee payment: 3 |