JP5070703B2 - Bipolar battery - Google Patents

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Description

本発明は、双極型電池、これを用いた電池モジュール、および電池モジュールが複数個電気的に接続されてなる組電池に関する。   The present invention relates to a bipolar battery, a battery module using the same, and a battery pack in which a plurality of battery modules are electrically connected.

近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高出力密度が達成できる積層型の双極型電池に注目が集まっている(特許文献1を参照)。   In recent years, reduction of carbon dioxide emissions has been strongly desired for environmental protection. In the automobile industry, there are high expectations for reducing carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), and we are eager to develop secondary batteries for motor drives that hold the key to their practical application. Has been done. As a secondary battery, attention is focused on a stacked bipolar battery that can achieve a high output density (see Patent Document 1).

一般的な双極型電池は、複数個の双極型電極を電解質層を介在させて直列に接続つまり積層した電池要素と、電池要素の全体を包み込んで封止する外装材と、電流を取り出すために外装材から外部に導出された電極端子と、を含んでいる。双極型電極は、集電体の一方の面に正極活物質層を設けて正極が形成され、他方の面に負極活物質層を設けて負極が形成されている。正極活物質層、電解質層、および負極活物質層を順に積層したものが単電池層であり、この単電池層が一対の集電体の間に挟み込まれている。双極型電池は、電池要素内においては双極型電極を積層する方向つまり電池の厚さ方向に電流が流れるため、電流のパスが短く、電流ロスが少ないという利点がある。   A typical bipolar battery has a battery element in which a plurality of bipolar electrodes are connected in series, that is, stacked with an electrolyte layer interposed therebetween, an outer packaging material that encloses and seals the entire battery element, and a current source. And an electrode terminal led out from the exterior material. In the bipolar electrode, a positive electrode is formed by providing a positive electrode active material layer on one surface of a current collector, and a negative electrode is formed by providing a negative electrode active material layer on the other surface. A single battery layer is formed by sequentially stacking a positive electrode active material layer, an electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, and the single battery layer is sandwiched between a pair of current collectors. Bipolar batteries have the advantage that a current path is short and current loss is small because current flows in the direction of stacking bipolar electrodes in the battery element, that is, in the thickness direction of the battery.

また、必要とされる容量および電圧を得るために、複数個の双極型電池を電気的に接続して電池モジュールを形成したり、複数個の電池モジュールを電気的に接続して組電池を形成したりしている。なお、電池モジュールは、複数個の双極型電池が電気的に接続されてなる構造を有する点で組電池の一種であるが、本明細書においては、「組電池」を組み立てる際の単位ユニットを「電池モジュール」と称することとする。   In addition, in order to obtain the required capacity and voltage, a plurality of bipolar batteries are electrically connected to form a battery module, or a plurality of battery modules are electrically connected to form an assembled battery. I do. The battery module is a type of assembled battery in that it has a structure in which a plurality of bipolar batteries are electrically connected. In this specification, a unit unit for assembling an “assembled battery” is used. It will be referred to as a “battery module”.

双極型電池では、上述の通り単電池層が直列に積層されることにより電池要素が形成されており、電流は電池要素の一端から他端に向かって直線状に流れる。従来の双極型電池においては、両端に位置する双極型電極の外層には活物質層を形成せずに集電体を露出させ、露出した集電体にそれぞれ正極端子および負極端子を面接触させて接合することにより、外部回路に電流を取り出すのが一般的である。
特開2004−158306号公報
In the bipolar battery, battery elements are formed by stacking single battery layers in series as described above, and current flows linearly from one end of the battery element to the other end. In a conventional bipolar battery, the current collector is exposed without forming an active material layer on the outer layer of the bipolar electrode located at both ends, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are brought into surface contact with the exposed current collector, respectively. In general, the current is taken out to the external circuit by joining them together.
JP 2004-158306 A

ところで、電池要素を構成する双極型電極の集電体としては、通常、ステンレス(SUS)などの金属が用いられている。また、最外層に位置して露出する集電体に接続される電極端子としても、例えばアルミニウム(特に正極側として好ましい)や銅(特に負極側として好ましい)などの金属が一般的に用いられている。従って、電池要素の最外層においては、金属同士の面接触により導通が確保され、外部回路に電流が取り出されている。   By the way, metals such as stainless steel (SUS) are usually used as the current collector of the bipolar electrode constituting the battery element. In addition, as an electrode terminal connected to the exposed current collector located in the outermost layer, for example, a metal such as aluminum (especially preferred as the positive electrode side) or copper (especially preferred as the negative electrode side) is generally used. Yes. Therefore, in the outermost layer of the battery element, conduction is ensured by surface contact between the metals, and current is taken out to the external circuit.

しかしながら、金属同士が面接触する部位においては接触抵抗が存在する。この接触抵抗は電池の内部抵抗の増加の一因として作用し、その結果として電池の出力の低下をもたらす場合がある。かような内部抵抗の増加は、微小な電流を取り出すことを目的とする民生用の電池においては問題となることは少ない。これに対し、本発明者らは、長期間に亘って高出力を発揮することが要求される電池(例えば、車両駆動用電源としての電池)においては、僅かな内部抵抗の増加であっても顕著な出力の低下が顕在化する場合が多いことを見出した。   However, contact resistance exists at a site where the metals are in surface contact. This contact resistance acts as a cause of an increase in the internal resistance of the battery and may result in a decrease in the output of the battery. Such an increase in internal resistance is unlikely to be a problem in consumer batteries intended to extract a minute current. On the other hand, the present inventors have found that even if the internal resistance is slightly increased in a battery (for example, a battery as a power source for driving a vehicle) that is required to exhibit a high output over a long period of time. It has been found that a significant decrease in output often appears.

そこで本発明は、電池要素から外部回路へと電流を取り出す際に金属同士の直接的な接合により生じる接触抵抗を低減させ、これにより電池の内部抵抗を低減させ、出力特性を向上させうる手段を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides means for reducing contact resistance caused by direct joining of metals when taking out current from a battery element to an external circuit, thereby reducing internal resistance of the battery and improving output characteristics. The purpose is to provide.

上記課題を解決するための手段として、本発明は、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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、を含む電池要素を有する双極型電池であって、正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池を提供する。   As a means for solving the above problems, the present invention provides a bipolar electrode in which a positive electrode active material layer is formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer is formed on the other surface through an electrolyte layer. A plurality of laminated bodies and a single cell layer formed by laminating the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material layer are disposed around each of the single cell layers and the outside air. A bipolar battery having a battery element including a sealing portion for blocking, wherein at least one of the positive electrode side outermost layer current collector and the negative electrode side outermost layer current collector has a conductive material on a surface facing the electrolyte layer A bipolar battery is provided in which a conductive layer containing is formed.

本発明によれば、従来の双極型電池の最外層部において金属同士の接触により生じていた接触抵抗が低減されうる。従って、本発明の双極型電池、当該電池を用いた電池モジュールや組電池においては内部抵抗が低減され、出力性能が向上しうる。   According to the present invention, the contact resistance caused by the contact between metals in the outermost layer portion of the conventional bipolar battery can be reduced. Therefore, in the bipolar battery of the present invention, the battery module or the assembled battery using the battery, the internal resistance is reduced, and the output performance can be improved.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、理解を容易にするために、図面には各構成要素が誇張して示されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For easy understanding, each component is exaggerated in the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、を含む電池要素を有する双極型電池であって、正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池である。
(First embodiment)
A first aspect of the present invention is a laminate in which a plurality of bipolar electrodes each having a positive electrode active material layer formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface are stacked via an electrolyte layer. And a seal part disposed around each of the unit cell layers formed by laminating the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material layer, and blocking contact between the unit cell layer and outside air. A bipolar battery having a battery element including a positive electrode side outermost current collector or a negative electrode side outermost layer current collector, wherein a conductive layer containing a conductive material is formed on a surface facing the electrolyte layer. It is a bipolar battery characterized by the above.

図1は、第1実施形態の双極型電池を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of the first embodiment.

図1に示す本実施形態の双極型電池10は、実際に充放電反応が進行する略矩形の電池要素21からなる。当該電池要素21は、複数の双極型電極20が電解質層17を介して積層されてなる積層体23と、シール部31と、を有する。ここで、双極型電極20は、集電体11の一方の面に正極活物質層13が形成され他方の面に負極活物質層15が形成された構造を有する。   A bipolar battery 10 according to this embodiment shown in FIG. 1 includes a substantially rectangular battery element 21 in which a charge / discharge reaction actually proceeds. The battery element 21 includes a stacked body 23 in which a plurality of bipolar electrodes 20 are stacked via an electrolyte layer 17, and a seal portion 31. Here, the bipolar electrode 20 has a structure in which the positive electrode active material layer 13 is formed on one surface of the current collector 11 and the negative electrode active material layer 15 is formed on the other surface.

上述したように、各双極型電極20は、電解質層17を介して積層されて積層体23を形成する。この際、一の双極型電極20の正極活物質層13と前記一の双極型電極20に隣接する他の双極型電極20の負極活物質層15とが電解質層17を介して向き合うように、各双極型電極20および電解質層17が積層される。図1に示す形態において、電解質層17は、セパレータと、前記セパレータ中に保持された電解質とから構成されている。   As described above, each bipolar electrode 20 is stacked via the electrolyte layer 17 to form the stacked body 23. At this time, the positive electrode active material layer 13 of one bipolar electrode 20 and the negative electrode active material layer 15 of another bipolar electrode 20 adjacent to the one bipolar electrode 20 face each other through the electrolyte layer 17. Each bipolar electrode 20 and the electrolyte layer 17 are laminated. In the form shown in FIG. 1, the electrolyte layer 17 is composed of a separator and an electrolyte held in the separator.

隣接する正極活物質層13、電解質層17、および負極活物質層15は、一つの単電池層19を構成する。従って、双極型電池10は、単電池層19が積層されてなる構成を有するともいえる。単電池層19は、双極型電極20が積層された電池要素21において、隣接する集電体11の間に挟まれる。図1に示す双極型電池は6層の単電池層19を有するが、単電池層19の数は任意に選択されうる。6層の単電池層19を有する双極型電池10の厚さは、例えば、300〜700μm程度である。   The adjacent positive electrode active material layer 13, electrolyte layer 17, and negative electrode active material layer 15 constitute one unit cell layer 19. Therefore, it can be said that the bipolar battery 10 has a configuration in which the single battery layers 19 are stacked. The single battery layer 19 is sandwiched between adjacent current collectors 11 in a battery element 21 in which bipolar electrodes 20 are stacked. The bipolar battery shown in FIG. 1 has six single battery layers 19, but the number of single battery layers 19 can be arbitrarily selected. The thickness of the bipolar battery 10 having the six battery cell layers 19 is, for example, about 300 to 700 μm.

シール部31は、前記正極活物質層13、前記電解質層17および前記負極活物質層15が積層されてなる単電池層19のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層19と外気との接触を遮断する機能を有する。これにより、液体または半固体ゲル状の電解質を使用する場合に生じうる液漏れによる短絡(液絡)が防止されうる。また、シール部31により、空気または空気中に含まれる水分と活物質との反応も防止されうる。   The seal portion 31 is disposed around each of the unit cell layers 19 formed by laminating the positive electrode active material layer 13, the electrolyte layer 17, and the negative electrode active material layer 15, and makes contact between the unit cell layer 19 and the outside air. Has the function of blocking. Thereby, the short circuit (liquid junction) by the liquid leakage which may arise when using a liquid or semi-solid gel electrolyte can be prevented. Further, the seal portion 31 can also prevent the reaction between air or moisture contained in the air and the active material.

以下、本実施形態の双極型電池10の特徴的な構成について、詳細に説明する。   Hereinafter, a characteristic configuration of the bipolar battery 10 of the present embodiment will be described in detail.

本実施形態の双極型電池10においては、正極側最外層集電体11aの、電解質層17aと対向する面に、負極活物質層15と同一の構成(組成、厚さなど)を有する正極側導電層33aが形成されている点に特徴を有する。一方、負極側最外層集電体11bには、電解質層17b側の面に負極活物質層15が形成されており、前記電解質層17bと対向する面は露出している。なお、本発明において、「導電層の組成が活物質層と同一である」との概念には、後述するように活物質層が電解質を含む場合であっても、導電層が電解質を含まない場合も包含されるものとする。これは、導電層では電池反応が進行するわけではないこと、および、集電体の表面に活物質層を形成する際に用いられる活物質スラリーには電解質が含まれているわけではなく、電極と電解質層との積層によって電解質層に含まれる電解質が電極内部に浸透し、電解質を含む電極が作製されることによる。   In the bipolar battery 10 of this embodiment, the positive electrode side having the same configuration (composition, thickness, etc.) as the negative electrode active material layer 15 on the surface of the positive electrode side outermost layer current collector 11a facing the electrolyte layer 17a. It is characterized in that the conductive layer 33a is formed. On the other hand, in the negative electrode side outermost layer current collector 11b, the negative electrode active material layer 15 is formed on the surface on the electrolyte layer 17b side, and the surface facing the electrolyte layer 17b is exposed. In the present invention, the concept that “the composition of the conductive layer is the same as that of the active material layer” includes that the conductive layer does not contain an electrolyte even when the active material layer contains an electrolyte as described later. Cases are also included. This is because the battery reaction does not proceed in the conductive layer, and the active material slurry used when forming the active material layer on the surface of the current collector does not contain an electrolyte, This is because the electrolyte contained in the electrolyte layer permeates into the electrode due to the lamination of the electrolyte layer and the electrolyte layer, and the electrode containing the electrolyte is produced.

ここで、電極端子として一般的に用いられる金属(例えば、アルミニウム、銅など)と正極側導電層33aを構成する材料との接触抵抗は、当該金属とステンレス(SUS)等の金属との金属同士の接触抵抗と比較して格段に小さい。例えば、アルミニウムとSUSとの面接触部位における接触抵抗は10〜1000mΩ・cm 程度であるのに対し、アルミニウムと一般的な負極活物質層との面接触部位における接触抵抗は1〜10mΩ・cm 程度である。このように接触抵抗が著しく異なるメカニズムは完全には明らかではないが、導電性材料が集電体上に生成した酸化被膜を破壊して食い込むことで導電性が向上する、あるいは平面金属板同士(電極端子板−集電体)ではナノレベルで完全に接触することが困難であるのに対し、電極端子板−導電性材料を含む導電層では導電層側にナノレベルの凹凸が存在し結果として接触面積が向上するというメカニズムが推定されている。ただし、かようなメカニズムはあくまでも推測に基づくものに過ぎず、実際には他のメカニズムによって接触抵抗が変化していたとしても、本発明の技術的範囲は何ら影響を受けることはない。なお、上述した接触抵抗の値は、例えば、接触体同士を一定の面積で一定の荷重をかけた状態で、当該接触体間の抵抗を交流インピーダンス測定装置で測定するという手法により測定されうる。ただし、正確な値が得られるのであれば、その他の手法もまた、採用されうる。 Here, the contact resistance between a metal generally used as an electrode terminal (for example, aluminum, copper, etc.) and the material constituting the positive electrode side conductive layer 33a is the metal between the metal and a metal such as stainless steel (SUS). It is much smaller than the contact resistance. For example, the contact resistance at the surface contact portion between aluminum and SUS is about 10 to 1000 mΩ · cm 2 , whereas the contact resistance at the surface contact portion between aluminum and a general negative electrode active material layer is 1 to 10 mΩ · cm 2. It is about 2 . Although the mechanism by which the contact resistance is remarkably different in this way is not completely clear, the conductive material improves conductivity by breaking and biting the oxide film formed on the current collector, or the planar metal plates ( In the electrode terminal plate-current collector), it is difficult to make complete contact at the nano level. On the other hand, in the conductive layer containing the electrode terminal plate-conductive material, there are nano-level irregularities on the conductive layer side. It is estimated that the contact area is improved. However, such a mechanism is merely based on estimation, and even if the contact resistance is actually changed by another mechanism, the technical scope of the present invention is not affected at all. In addition, the value of the contact resistance mentioned above can be measured by the method of measuring the resistance between the said contact bodies with an alternating current impedance measuring apparatus, for example in the state which applied the constant load with the fixed areas between the contact bodies. However, other techniques can also be employed if accurate values are obtained.

従って、図1に示す形態の双極型電池10は、正極側の最外層に正極側導電層33aが形成されていることから、当該正極側導電層33aに従来と同様の電極端子(正極端子)が接合された場合の接触抵抗が、従来よりも格段に低減されうる。その結果、電池の内部抵抗を低減させることが可能となり、高出力条件下における出力特性に優れる電池が提供されうる。   Therefore, in the bipolar battery 10 of the form shown in FIG. 1, since the positive electrode side conductive layer 33a is formed in the outermost layer on the positive electrode side, an electrode terminal (positive electrode terminal) similar to the conventional one is provided on the positive electrode side conductive layer 33a. The contact resistance in the case of bonding can be significantly reduced as compared with the conventional case. As a result, the internal resistance of the battery can be reduced, and a battery excellent in output characteristics under high output conditions can be provided.

また、従来の双極型電池においては、最外層集電体には正極活物質層または負極活物質層のいずれか一方のみが形成され、電池要素の両端の集電体はともに露出する構造を有していた。このため、最外層の電極については最外層以外に配置される通常の双極型電極とは別に準備する必要があり、部品点数の増加や製造工程の煩雑化に伴い、製造コストも高騰せざるをえないという問題があった。これに対し、図1に示す形態において、正極側導電層33aの構成は、負極活物質層15と同一である(ただし、上述した通り、電解質は含まない)。すなわち、本実施形態においては、通常の双極型電極20と同一の電極が正極側最外層に配置されるのと同じこととなる。従って、本実施形態の双極型電池10によれば、製造時の部品点数の削減や製造工程の簡素化が図られ、製造コストの削減も期待されうる。   Further, in the conventional bipolar battery, only one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is formed in the outermost layer current collector, and the current collectors at both ends of the battery element are both exposed. Was. For this reason, it is necessary to prepare the outermost electrode separately from the normal bipolar electrode disposed outside the outermost layer, and as the number of parts increases and the manufacturing process becomes complicated, the manufacturing cost must increase. There was a problem that I could not. On the other hand, in the form shown in FIG. 1, the structure of the positive electrode side conductive layer 33a is the same as that of the negative electrode active material layer 15 (however, as described above, the electrolyte is not included). That is, in this embodiment, the same electrode as the normal bipolar electrode 20 is disposed in the outermost layer on the positive electrode side. Therefore, according to the bipolar battery 10 of the present embodiment, the number of parts at the time of manufacture can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be expected to be reduced.

双極型電池10の構成は、特に説明したものを除き、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。以下に、本発明の双極型電池10に使用することのできる集電体、正極活物質層、負極活物質層、電解質層等について参考までに説明する。   The configuration of the bipolar battery 10 is not particularly limited as long as it is a known material used for a general lithium ion secondary battery, except for those specifically described. The current collector, positive electrode active material layer, negative electrode active material layer, electrolyte layer, and the like that can be used in the bipolar battery 10 of the present invention will be described below for reference.

(集電体)
本実施形態で用いることのできる集電体は、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。例えば、アルミニウム箔、SUS箔、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。また、場合によっては、2つ以上の金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい。なお、活物質の種類にもよるが、各電極の電位に耐えることができ、一枚箔による薄膜化が可能であるなどといった観点からは、SUS箔を集電体として用いることが好ましい。さらに、上述した通り、SUSとアルミニウムとの面接触抵抗は大きいため、正極端子の構成材料としてアルミニウムを用いる場合には、SUS箔を集電体として用いると、本発明の作用効果がより一層顕著に発揮されうる。
(Current collector)
The current collector that can be used in the present embodiment is not particularly limited, and a conventionally known current collector can be used. For example, an aluminum foil, a SUS foil, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, or a plating material of a combination of these metals can be preferably used. Moreover, the foil by which aluminum is coat | covered on the metal surface may be sufficient. Moreover, you may use the electrical power collector which bonded 2 or more metal foil depending on the case. Although depending on the type of active material, it is preferable to use a SUS foil as a current collector from the viewpoint of being able to withstand the potential of each electrode and being able to be thinned with a single foil. Furthermore, since the surface contact resistance between SUS and aluminum is large as described above, when aluminum is used as the constituent material of the positive electrode terminal, the effect of the present invention is even more remarkable when the SUS foil is used as a current collector. Can be demonstrated.

集電体の厚さは、特に限定されないが、1μm〜100μm程度である。   The thickness of the current collector is not particularly limited, but is about 1 μm to 100 μm.

(正極活物質層)
正極は、正極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダ、電解質(例えば、高分子ゲル電解質)等が含まれうる。
(Positive electrode active material layer)
The positive electrode includes a positive electrode active material. In addition, a conductive additive, a binder, an electrolyte (for example, a polymer gel electrolyte) and the like can be included.

正極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される、遷移金属とリチウムとの複合酸化物を使用できる。具体的には、LiCoO等のLi・Co系複合酸化物、LiNiO等のLi・Ni系複合酸化物、スピネルLiMn等のLi・Mn系複合酸化物、LiFeO等のLi・Fe系複合酸化物等が挙げられる。この他、LiFePO等の遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物;V、MnO、TiS、MoS、MoO等の遷移金属酸化物や硫化物;PbO、AgO、NiOOH等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the positive electrode active material, a composite oxide of transition metal and lithium, which is also used in a solution-type lithium ion battery, can be used. Specifically, Li · Co-based composite oxide such as LiCoO 2, Li · Ni-based composite oxide such as LiNiO 2, Li · Mn-based composite oxide such as spinel LiMn 2 O 4, Li · such LiFeO 2 Examples thereof include Fe-based composite oxides. In addition, transition metal and lithium phosphate compounds and sulfuric acid compounds such as LiFePO 4 ; transition metal oxides and sulfides such as V 2 O 5 , MnO 2 , TiS 2 , MoS 2 , and MoO 3 ; PbO 2 , AgO, NiOOH etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

正極活物質の粒径は、製法上、正極材料をペースト化してスプレーコート等により製膜しうるものであればよいが、さらに双極型電池の電極抵抗を低減させるために、電解質が固体でない溶液タイプのリチウムイオン電池で用いられる一般に用いられる粒径よりも小さいものを使用するとよい。具体的には、正極活物質の平均粒径が0.1μm〜10μmであるとよい。   The particle diameter of the positive electrode active material is not limited as long as the positive electrode material can be formed into a paste by spray coating and the like, but the electrolyte is not a solid solution in order to reduce the electrode resistance of the bipolar battery. What is smaller than the generally used particle size used in the type of lithium ion battery may be used. Specifically, the average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.1 μm to 10 μm.

導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。ただし、これらに限られるわけではない。   Examples of the conductive assistant include acetylene black, carbon black, and graphite. However, it is not necessarily limited to these.

バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、合成ゴム系バインダ等が挙げられる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF) and a synthetic rubber binder.

高分子ゲル電解質は、イオン伝導性を有する固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものであるが、さらに、リチウムイオン伝導性を持たない高分子の骨格中に、同様の電解液を保持させたものも含まれる。   The polymer gel electrolyte is a solid polymer electrolyte having ion conductivity containing an electrolytic solution usually used in a lithium ion battery, and further, in a polymer skeleton having no lithium ion conductivity, The thing holding the same electrolyte solution is also included.

ここで、高分子ゲル電解質に含まれる電解液(電解質塩および溶媒)としては、通常リチウムイオン電池で用いられるものであればよく、例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiAlCl、Li10Cl10等の無機酸陰イオン塩、LiCFSO、Li(CFSON、Li(CSON等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも1種類のリチウム塩(電解質塩)を含み、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の環状カーボネート類;ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1、4−ジオキサン、1、2−ジメトキシエタン、1、2−ジブトキシエタン等のエーテル類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトニトリル等のニトリル類;プロピオン酸メチル等のエステル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;酢酸メチル、蟻酸メチルの中から選ばれる少なくともから1種類または2種以上を混合した、非プロトン性溶媒等の有機溶媒を用いたもの等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。 Examples of the electrolyte contained in the polymer gel electrolyte (electrolytic salt and solvent) may be any one usually used in a lithium ion battery, for example, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6 Inorganic acid anion salts such as LiAlCl 4 and Li 2 B 10 Cl 10 , organic acid anions such as LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, and Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N Including at least one lithium salt (electrolyte salt) selected from among salts, cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, and diethyl carbonate; tetrahydrofuran, 2 -Methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, Ethers such as 2-dimethoxyethane and 1,2-dibutoxyethane; lactones such as γ-butyrolactone; nitriles such as acetonitrile; esters such as methyl propionate; amides such as dimethylformamide; Those using an organic solvent such as an aprotic solvent in which at least one selected from methyl formate or a mixture of two or more thereof can be used. However, it is not necessarily limited to these.

イオン伝導性を有する高分子としては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、これらの共重合体等が挙げられる。   Examples of the polymer having ion conductivity include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and copolymers thereof.

高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン伝導性を持たない高分子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。なお、PAN、PMMA等は、どちらかというとイオン伝導性がほとんどない部類に入るものであるため、上記イオン伝導性を有する高分子とすることもできるが、ここでは高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン伝導性を持たない高分子として例示したものである。   Examples of the polymer having no lithium ion conductivity used for the polymer gel electrolyte include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl chloride (PVC), polyacrylonitrile (PAN), and polymethyl methacrylate (PMMA). . However, it is not necessarily limited to these. PAN, PMMA, and the like are in a class that has almost no ionic conductivity. Therefore, the polymer can have the above ionic conductivity, but here, it is used as a polymer gel electrolyte. This is exemplified as a polymer having no lithium ion conductivity.

上記リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiAlCl、Li10Cl10等の無機酸陰イオン塩、Li(CFSON、Li(CSON等の有機酸陰イオン塩、またはこれらの混合物等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。 本実施形態では、これら電解液、リチウム塩、およびポリマーを混合してプレゲル溶液を作成し、電極に含浸させている。 As the lithium salt, for example, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10 and the like inorganic acid anion salts, Li (CF 3 SO 2) 2 N, An organic acid anion salt such as Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N or a mixture thereof can be used. However, it is not necessarily limited to these. In this embodiment, the electrolyte solution, lithium salt, and polymer are mixed to prepare a pregel solution, and the electrode is impregnated.

正極における、正極活物質、導電助剤、バインダ、電解質の配合量は、電池の使用目的(出力重視、エネルギー重視等)、イオン伝導性などを考慮して決定すべきである。例えば、正極内における電解質の配合量が少なすぎると、活物質層内でのイオン伝導抵抗やイオン拡散抵抗が大きくなり、電池性能が低下してしまう。一方、正極内における電解質の配合量が多すぎると、電池のエネルギー密度が低下してしまう。したがって、これらの要因を考慮して、目的に合致した電解質量を決定することが好ましい。   The amount of positive electrode active material, conductive additive, binder, and electrolyte in the positive electrode should be determined in consideration of the intended use of the battery (emphasis on output, energy, etc.), ion conductivity, and the like. For example, if the amount of the electrolyte in the positive electrode is too small, the ionic conduction resistance and the ionic diffusion resistance in the active material layer will increase, and the battery performance will deteriorate. On the other hand, when the amount of the electrolyte in the positive electrode is too large, the energy density of the battery is lowered. Therefore, it is preferable to determine the electrolytic mass that meets the purpose in consideration of these factors.

正極の厚さは、特に限定されず、配合量について述べたように、電池の使用目的(出力重視、エネルギー重視等)、イオン伝導性などを考慮して決定すべきである。一般的な正極活物質層の厚さは1〜100μm程度である。   The thickness of the positive electrode is not particularly limited, and should be determined in consideration of the intended use of the battery (emphasis on output, emphasis on energy, etc.), ion conductivity, etc. A typical positive electrode active material layer has a thickness of about 1 to 100 μm.

(負極活物質層)
負極は、負極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダ、電解質(高分子ゲル電解質)等が含まれうる。負極活物質の種類以外は、基本的に「正極」の項で記載した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Negative electrode active material layer)
The negative electrode includes a negative electrode active material. In addition, a conductive additive, a binder, an electrolyte (polymer gel electrolyte), and the like can be included. Since the contents other than the type of the negative electrode active material are basically the same as the contents described in the section “Positive electrode”, the description is omitted here.

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。例えば、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物金属、カーボン等が好ましい。より好ましくは、カーボン、遷移金属酸化物、リチウム−遷移金属複合酸化物である。さらに好ましくは、チタン酸化物、リチウム−チタン複合酸化物、カーボンである。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   As the negative electrode active material, a negative electrode active material that is also used in a solution-type lithium ion battery can be used. For example, metal oxide, lithium-metal composite oxide metal, carbon and the like are preferable. More preferred are carbon, transition metal oxide, and lithium-transition metal composite oxide. More preferred are titanium oxide, lithium-titanium composite oxide, and carbon. These may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態にあっては、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が用いられ、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が用いられている。容量、出力特性に優れた電池を構成できるからである。   In this embodiment, the positive electrode active material layer uses lithium-transition metal composite oxide as the positive electrode active material, and the negative electrode active material layer uses carbon or lithium-transition metal composite oxide as the negative electrode active material. Is used. This is because a battery having excellent capacity and output characteristics can be configured.

(電解質層)
電解質層は、イオン伝導性を有する高分子から構成される層であり、イオン伝導性を示すものであれば材料は限定されない。
(Electrolyte layer)
The electrolyte layer is a layer composed of a polymer having ion conductivity, and the material is not limited as long as it exhibits ion conductivity.

本実施形態の電解質は、高分子ゲル電解質であり、基材としての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。   The electrolyte of the present embodiment is a polymer gel electrolyte, and is used as a polymer gel electrolyte by chemical crosslinking or physical crosslinking after impregnating a separator as a substrate with a pregel solution.

このような高分子ゲル電解質は、ポリエチレンオキシド(PEO)等のイオン伝導性を有する全固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものであるが、さらに、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のリチウムイオン伝導性を持たない高分子の骨格中に、同様の電解液を保持させたものも高分子ゲル電解質に含まれる。これらについては、正極に含まれる電解質の一種として説明した高分子ゲル電解質と同様であるため、ここでの説明は省略する。高分子ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率は幅広く、ポリマー100%を全固体高分子電解質とし、電解液100%を液体電解質とすると、その中間体はすべて高分子ゲル電解質にあたる。なお、ポリマー電解質と称する場合には、高分子ゲル電解質および全固体高分子電解質の両方が含まれる。   Such a polymer gel electrolyte is an all-solid polymer electrolyte having ion conductivity such as polyethylene oxide (PEO) containing an electrolyte solution usually used in a lithium ion battery. In the polymer gel electrolyte, a polymer electrolyte having a similar electrolyte solution held in a polymer skeleton having no lithium ion conductivity such as (PVDF) is also included. Since these are the same as the polymer gel electrolyte described as a kind of electrolyte contained in the positive electrode, description thereof is omitted here. The ratio of the polymer constituting the polymer gel electrolyte to the electrolyte solution is wide. When 100% of the polymer is an all solid polymer electrolyte and 100% of the electrolyte solution is a liquid electrolyte, all of the intermediates correspond to the polymer gel electrolyte. The term “polymer electrolyte” includes both a polymer gel electrolyte and an all solid polymer electrolyte.

高分子ゲル電解質は、電池を構成する高分子電解質のほか、上記したように正極および/または負極にも含まれうるが、電池を構成する高分子電解質、正極、負極によって異なる高分子電解質を用いてもよいし、同一の高分子電解質を使用してもよいし、層によって異なる高分子電解質を用いてもよい。   The polymer gel electrolyte can be included in the positive electrode and / or the negative electrode as described above in addition to the polymer electrolyte constituting the battery, but uses a polymer electrolyte that differs depending on the polymer electrolyte, positive electrode, and negative electrode constituting the battery. Alternatively, the same polymer electrolyte may be used, or different polymer electrolytes may be used depending on the layer.

電池を構成する電解質層の厚さは、特に限定されない。しかしながら、コンパクトな双極型電池を得るためには、電解質としての機能が確保できる範囲で極力薄くすることが好ましい。一般的な電解質層の厚さは1〜100μm程度である。ただし、電解質の形状は、製法上の特徴を生かして、電極(正極または負極)の上面および側面外周部も被覆するように形成することも容易であり、機能、性能面からも部位によらず常にほぼ一定の厚さにする必要はない。   The thickness of the electrolyte layer constituting the battery is not particularly limited. However, in order to obtain a compact bipolar battery, it is preferable to make it as thin as possible as long as the function as an electrolyte can be secured. The thickness of a general electrolyte layer is about 1 to 100 μm. However, the shape of the electrolyte can be easily formed so as to cover the upper surface and the outer peripheral surface of the electrode (positive electrode or negative electrode) by taking advantage of the characteristics of the manufacturing method. It is not always necessary to have a substantially constant thickness.

電解質層には、固体電解質を用いることもできる。電解質として固体電解質を用いることにより漏液を防止することが可能となり、双極型電池特有の問題である液絡を防ぎ、信頼性の高い電池が提供されうる。また、漏液がないため、シール部31の構成を簡易にすることもできる。   A solid electrolyte can also be used for the electrolyte layer. By using a solid electrolyte as the electrolyte, it is possible to prevent leakage, preventing a liquid junction, which is a problem peculiar to bipolar batteries, and providing a highly reliable battery. Moreover, since there is no liquid leakage, the structure of the seal part 31 can be simplified.

固体電解質としては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、これらの共重合体のような公知の固体高分子電解質が挙げられる。固体高分子電解質層中には、イオン伝導性を確保するために支持塩(リチウム塩)が含まれる。支持塩としては、LiBF、LiPF、LiN(SOCF、LiN(SO、またはこれらの混合物等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。PEO、PPOのようなポリアルキレンオキシド系高分子は、LiBF、LiPF、LiN(SOCF、LiN(SO等のリチウム塩をよく溶解しうる。また、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度が発現する。 Examples of the solid electrolyte include known solid polymer electrolytes such as polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and copolymers thereof. The solid polymer electrolyte layer contains a supporting salt (lithium salt) in order to ensure ionic conductivity. As the supporting salt, LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , or a mixture thereof can be used. However, it is not necessarily limited to these. Polyalkylene oxide polymers such as PEO and PPO can dissolve lithium salts such as LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , and LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 well. Moreover, excellent mechanical strength is exhibited by forming a crosslinked structure.

(セパレータ)
セパレータには、微多孔膜セパレータおよび不織布セパレータのいずれも利用することができる。
(Separator)
As the separator, both a microporous membrane separator and a nonwoven fabric separator can be used.

微多孔膜セパレータとしては、例えば、電解質を吸収保持するポリマーからなる多孔性シートを用いることができる。ポリマーの材質としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、PP/PE/PPの3層構造をした積層体、ポリイミドなどが挙げられる。   As the microporous membrane separator, for example, a porous sheet made of a polymer that absorbs and holds an electrolyte can be used. Examples of the polymer material include polyethylene (PE), polypropylene (PP), a laminate having a three-layer structure of PP / PE / PP, and polyimide.

不織布セパレータとしては、例えば、繊維を絡めてシート化したものを用いることができる。また、加熱によって繊維同士を融着することにより得られるスパンボンドなども用いることができる。すなわち、繊維を適当な方法でウェブ(薄綿)状またはマット状に配列させ、適当な接着剤あるいは繊維自身の融着力により接合して作ったシート状のものであればよい。使用する繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを用いることができる。これらは、使用目的(電解質層17に要求される機械強度など)に応じて、単独または混合して用いる。   As the nonwoven fabric separator, for example, a sheet in which fibers are entangled can be used. In addition, a spunbond obtained by fusing fibers together by heating can also be used. In other words, it may be in the form of a sheet formed by arranging fibers in a web (thin cotton) shape or mat shape by an appropriate method, and joining them using an appropriate adhesive or the fusing force of the fibers themselves. The fiber to be used is not particularly limited, and conventionally known fibers such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester, polypropylene, polyethylene such as polyethylene, polyimide, and aramid can be used. These are used alone or in combination depending on the purpose of use (such as mechanical strength required for the electrolyte layer 17).

(シール部)
シール部31は、セパレータを貫通またはセパレータの側面全周を覆っていることが好ましい。これは、セパレータの内部を介して単電池層19と外気とが接触することを確実に遮断できるためである。
(Seal part)
It is preferable that the seal part 31 penetrates the separator or covers the entire side surface of the separator. This is because the cell layer 19 and the outside air can be reliably blocked from contacting each other through the separator.

シール部31は、シール用樹脂により形成されうるが、シール用樹脂としては、加圧変形させることによって集電体11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11に密着するオレフィン系樹脂などの熱融着可能な樹脂が好適に用いられうる。   The sealing portion 31 can be formed of a sealing resin. As the sealing resin, a rubber-based resin that is in close contact with the current collector 11 by being pressurized and deformed, or a current collector that is heat-pressed and thermally fused. Resins that can be heat-sealed, such as olefin resins that are in close contact with the body 11, can be suitably used.

図1に示す形態においては、シール用樹脂として、ゴム系樹脂を用いている。ゴム系樹脂を用いるゴム系シール部31にあっては、ゴム系樹脂の弾性を利用して単電池層19と外気との接触を遮断することができる。また、振動や衝撃などによる応力が反復的に双極型電池10に作用する環境下でも、ゴム系シール部31は、双極型電池10の捩じれや変形に追従して容易に捩じれや変形するので、シール効果を保持することができる。さらに、熱融着処理を行なう必要がなく、電池製造工程が簡略化される点でも有利である。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。このため、単電池層19と外気との接触の遮断つまり単電池層19のシールを、効果的かつ長期にわたって防止することができる。ただし、例示したゴム系樹脂に制限されることはない。   In the form shown in FIG. 1, a rubber-based resin is used as the sealing resin. In the rubber-based seal portion 31 using the rubber-based resin, the contact between the unit cell layer 19 and the outside air can be blocked using the elasticity of the rubber-based resin. Further, even in an environment in which stress due to vibration or impact is repeatedly applied to the bipolar battery 10, the rubber seal 31 is easily twisted or deformed following the twist or deformation of the bipolar battery 10. The sealing effect can be maintained. Furthermore, there is no need to perform heat fusion treatment, which is advantageous in that the battery manufacturing process is simplified. The rubber resin is not particularly limited, but is preferably a rubber resin selected from the group consisting of silicon rubber, fluorine rubber, olefin rubber, and nitrile rubber. These rubber-based resins are excellent in sealing properties, alkali resistance, chemical resistance, durability / weather resistance, heat resistance, etc., and should be maintained for a long period of time without degrading their excellent performance and quality even in the use environment. Can do. For this reason, the interruption of the contact between the unit cell layer 19 and the outside air, that is, the sealing of the unit cell layer 19 can be effectively prevented for a long time. However, it is not limited to the exemplified rubber-based resin.

なお、シール部31は、非融着層を融着層で挟持した三層フィルムから構成することもできる。また、シール部31の大きさは、図1に示すような集電体11の端部から面方向にはみ出さない大きさに限定されず、集電体11の端部から面方向にはみ出す大きさを有していてもよい。かような形態によれば、集電体11の外周縁部同士の接触による内部ショートが確実に防止されうる。   In addition, the seal part 31 can also be comprised from the three-layer film which pinched | interposed the non-fusion layer with the fusion | melting layer. Further, the size of the seal portion 31 is not limited to a size that does not protrude in the surface direction from the end portion of the current collector 11 as shown in FIG. 1, and is a size that protrudes in the surface direction from the end portion of the current collector 11. You may have. According to such a configuration, an internal short circuit due to contact between the outer peripheral edges of the current collector 11 can be reliably prevented.

本実施形態の双極型電池は、特別な手法を用いることなく、従来公知の知見を適宜参照することにより製造可能である。特に、集電体に導電層を形成する手法については、通常の双極型電極を製造する際に集電体に活物質層を形成するのに用いられている手法が同様に用いられうる。   The bipolar battery of this embodiment can be manufactured by appropriately referring to conventionally known knowledge without using a special technique. In particular, as a method for forming a conductive layer on a current collector, a method used for forming an active material layer on a current collector when a normal bipolar electrode is manufactured can be similarly used.

(第2および第3実施形態)
図2は、第2実施形態の双極型電池を示す断面図であり、図3は、第3実施形態の双極型電池を示す断面図である。なお、第1実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
(Second and third embodiments)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of the second embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in the member in 1st Embodiment, and the description is partially abbreviate | omitted.

第2および第3実施形態は、正極側導電層33aに加えて、負極側最外層集電体11bの、電解質層17bと対向する面に、負極側導電層33bが形成されている点で、第1実施形態と相違する。また、図2に示す第2実施形態において、負極側導電層33bの構成(組成、厚さなど)は、正極側導電層33aと同一(すなわち、負極活物質層15と同一)である(ただし、上述した通り、電解質は含まない)。一方、図3に示す第3実施形態において、負極側導電層33bの構成は、正極活物質層13と同一である(ただし、上述した通り、電解質は含まない)。これらの点で、第2および第3実施形態は相違する。   In the second and third embodiments, in addition to the positive electrode side conductive layer 33a, the negative electrode side conductive layer 33b is formed on the surface of the negative electrode side outermost layer current collector 11b facing the electrolyte layer 17b. This is different from the first embodiment. In the second embodiment shown in FIG. 2, the configuration (composition, thickness, etc.) of the negative electrode side conductive layer 33b is the same as that of the positive electrode side conductive layer 33a (that is, the same as that of the negative electrode active material layer 15). As described above, the electrolyte is not included). On the other hand, in the third embodiment shown in FIG. 3, the configuration of the negative electrode side conductive layer 33b is the same as that of the positive electrode active material layer 13 (however, as described above, the electrolyte is not included). In these points, the second and third embodiments are different.

第2および第3実施形態にあっては、導電層(33a、33b)が、正極側最外層集電体11aおよび負極側最外層集電体11bの双方に形成されている。従って、負極側における最外層集電体11bと負極端子との接触抵抗も低減され、最終的には電池の内部抵抗がより一層低減されうる。その結果、出力特性に優れる双極型電池が提供されうる。   In the second and third embodiments, the conductive layers (33a, 33b) are formed on both the positive electrode side outermost layer current collector 11a and the negative electrode side outermost layer current collector 11b. Therefore, the contact resistance between the outermost layer current collector 11b on the negative electrode side and the negative electrode terminal is also reduced, and finally the internal resistance of the battery can be further reduced. As a result, a bipolar battery having excellent output characteristics can be provided.

そして、第2実施形態にあっては、負極側導電層33bの組成が負極活物質層15と同一である。ここで一般に、導電性の高い活物質を含む負極活物質層15の方が正極活物質層13と比較して導電性に優れる。このため、第2実施形態によれば、正極側と同様に負極側における接触抵抗がより一層低減されうる。なお、第2実施形態においては、図2に示すように、負極側の最外層に位置する双極側電極は通常の双極型電極20とは異なり、集電体11の両面に負極活物質層15が形成された構成となっている。しかしながら、負極側導電層33bの機能はあくまでも負極端子27と負極側最外層集電体11bとの接触抵抗を低減させることであって、負極活物質層として機能するわけではないため、特に問題はない。   In the second embodiment, the composition of the negative electrode-side conductive layer 33 b is the same as that of the negative electrode active material layer 15. Here, in general, the negative electrode active material layer 15 containing a highly conductive active material is superior in conductivity to the positive electrode active material layer 13. For this reason, according to 2nd Embodiment, the contact resistance in the negative electrode side can be reduced further like the positive electrode side. In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the bipolar electrode located in the outermost layer on the negative electrode side is different from the normal bipolar electrode 20, and the negative electrode active material layer 15 is formed on both surfaces of the current collector 11. Is formed. However, the function of the negative electrode side conductive layer 33b is only to reduce the contact resistance between the negative electrode terminal 27 and the negative electrode side outermost layer current collector 11b, and does not function as a negative electrode active material layer. Absent.

一方、第3実施形態にあっては、負極側導電層33bの組成が正極活物質層13と同一である。よって、第2実施形態と比較すると接触抵抗の低減効果は多少劣るものの、当該負極側導電層33bが配置されない第1実施形態よりは接触抵抗を低減させることが可能である。また、第3実施形態においては、図3に示すように、負極側の最外層に位置する双極型電極は通常の双極型電極20と同一の構成を有している。従って、第3実施形態の双極型電池10を製造する際に準備する双極型電極は1種類のみで済むため、製造コストの大幅な削減が期待されうる。   On the other hand, in the third embodiment, the composition of the negative electrode side conductive layer 33 b is the same as that of the positive electrode active material layer 13. Therefore, although the contact resistance reduction effect is somewhat inferior to the second embodiment, the contact resistance can be reduced as compared with the first embodiment in which the negative electrode side conductive layer 33b is not disposed. In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the bipolar electrode located in the outermost layer on the negative electrode side has the same configuration as that of the normal bipolar electrode 20. Therefore, since only one type of bipolar electrode is prepared when manufacturing the bipolar battery 10 of the third embodiment, a significant reduction in manufacturing cost can be expected.

以上、代表的な3つの実施形態を例に挙げて本発明の双極型電池の好ましい形態について説明したが、上述した形態のみに制限されることはなく、その他の形態もまた、採用されうる。例えば、第1実施形態とは異なり、正極側導電層33aの組成を正極活物質層13の組成と同一としてもよい。また、導電層(33a、33b)の組成を活物質層(13、15)の組成とは異なるものとしてもよい。導電層(33a、33b)を構成する材料は特に制限されず、導電性材料を含むものであればよい。例えば、上述した活物質層(13、15)と同様の材料のほか、カーボン材料、導電性高分子材料、導電性ペースト、導電性エポキシ材料などが挙げられる。導電層(33a、33b)は、例えば、導電性を有する材料(金属微粒子、導電性高分子、カーボン)などがバインダ(高分子材料やゴム系材料)により結着されることにより形成されうる。ただし、これらの形態のみに制限されることはなく、本発明の作用効果を発揮しうる限り、その他の材料もまた、採用されうる。   The preferred embodiments of the bipolar battery of the present invention have been described above by taking three representative embodiments as examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other embodiments can also be adopted. For example, unlike the first embodiment, the composition of the positive electrode side conductive layer 33 a may be the same as the composition of the positive electrode active material layer 13. The composition of the conductive layers (33a, 33b) may be different from the composition of the active material layers (13, 15). The material constituting the conductive layers (33a, 33b) is not particularly limited as long as it includes a conductive material. For example, in addition to the same material as the active material layer (13, 15) described above, a carbon material, a conductive polymer material, a conductive paste, a conductive epoxy material, and the like can be given. The conductive layers (33a, 33b) can be formed, for example, by binding a conductive material (metal fine particles, conductive polymer, carbon) or the like with a binder (polymer material or rubber material). However, it is not limited only to these forms, and other materials can also be employed as long as the effects of the present invention can be exhibited.

さらに、第1〜第3実施形態において、導電層(33a、33b)は、通常の双極型電極20における活物質層(13、15)と同一のサイズに形成されている。かような形態によれば、双極型電極を製造するのと同様の手法および設備により導電層の形成が可能であるため、製造コストの観点からは好ましい。ただし、かような形態のみに制限されることはなく、活物質層のサイズとは異なるサイズの導電層が形成されてもよいことは勿論である。   Furthermore, in the first to third embodiments, the conductive layers (33a, 33b) are formed in the same size as the active material layers (13, 15) in the normal bipolar electrode 20. According to such a form, since a conductive layer can be formed by the same method and equipment as manufacturing a bipolar electrode, it is preferable from the viewpoint of manufacturing cost. However, it is not limited to such a form, and it is needless to say that a conductive layer having a size different from the size of the active material layer may be formed.

(第4実施形態)
図4は、本実施形態の双極型電池を示す断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of this embodiment.

本実施形態では、上記の第2実施形態の双極型電池10を外装材内に封止して、シート状双極型電池を構成する。   In the present embodiment, the bipolar battery 10 of the second embodiment is sealed in an exterior material to constitute a sheet-like bipolar battery.

図4に示す双極型電池10では、電池要素21の正極側最外層に位置する正極側導電層33aの全面に、正極端子であるアルミニウム板25が接合され、接触面の面方向の一方向に向かって延長されている。一方、電池要素21の負極側最外層に位置する負極側導電層33bの全面に、負極端子である銅板27が接合され、接触面の面方向の一方向(正極端子の延長方向とは逆の方向)に向かって延長されている。そして、これらの正極端子および負極端子が外部に導出するように、電池要素21が外装材であるラミネートシート29内に封止されている。ラミネートシート29内に封止されることで、使用時の外部からの衝撃が緩和され、さらに環境劣化が防止されうる。   In the bipolar battery 10 shown in FIG. 4, an aluminum plate 25 that is a positive electrode terminal is bonded to the entire surface of the positive electrode side conductive layer 33 a located on the positive electrode side outermost layer of the battery element 21, and the contact surface is in one direction. It is extended toward. On the other hand, a copper plate 27 serving as a negative electrode terminal is bonded to the entire surface of the negative electrode side conductive layer 33b located in the negative electrode side outermost layer of the battery element 21, and the contact surface is unidirectional (opposite to the extension direction of the positive electrode terminal). Direction). And the battery element 21 is sealed in the laminate sheet 29 which is an exterior material so that these positive electrode terminals and negative electrode terminals may lead out outside. By sealing in the laminate sheet 29, the impact from the outside at the time of use can be relieved and environmental degradation can be prevented.

第4実施形態にあっては、第1実施形態の双極型電池の電池要素21の両側最外層に位置する導電層(33a、33b)の全面に、正極端子であるアルミニウム板25および負極端子である銅板27が接合されている。このため、第2実施形態の欄において説明したような作用効果が得られ、内部抵抗が低減された双極型電池10が提供されうる。   In the fourth embodiment, the aluminum plate 25 as the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are formed on the entire surface of the conductive layers (33a, 33b) located on the outermost layers on both sides of the battery element 21 of the bipolar battery of the first embodiment. A certain copper plate 27 is joined. For this reason, the bipolar battery 10 in which the effects described in the column of the second embodiment are obtained and the internal resistance is reduced can be provided.

本実施形態の双極型電池10に用いられる電極端子および外装材の構成は特に制限されず、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料が用いられうる。以下に、本発明のシート状双極型電池10に使用することのできる電極端子および外装材の構成について参考までに説明する。   The structure of the electrode terminal and the exterior material used in the bipolar battery 10 of the present embodiment is not particularly limited, and a known material used in a general lithium ion secondary battery can be used. Below, the structure of the electrode terminal and exterior material which can be used for the sheet-like bipolar battery 10 of this invention is demonstrated for reference.

(電極端子)
電極端子(正極端子および負極端子)の材質は、特に制限されず、双極型電池用の電極端子として従来用いられている公知の材質が用いられうる。例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等が例示される。なお、正極端子と負極端子とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。また、第1実施形態のように、導電層(33aまたは33b)が設けられない極における電極端子は、最外層集電体(11aまたは11b)を延長したものであってもよいし、別途準備して最外層集電体に接続したものであってもよい。
(Electrode terminal)
The material for the electrode terminals (the positive electrode terminal and the negative electrode terminal) is not particularly limited, and known materials conventionally used as electrode terminals for bipolar batteries can be used. Examples thereof include aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), and alloys thereof. In addition, the same material may be used for a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a different material may be used. Further, as in the first embodiment, the electrode terminal at the electrode where the conductive layer (33a or 33b) is not provided may be an extension of the outermost layer current collector (11a or 11b), or separately prepared. Then, it may be connected to the outermost layer current collector.

上述したように、SUSとアルミニウムとの面接触抵抗は比較的大きい。従って、双極型電極の集電体の構成材料としてSUSが用いられる場合には、電極端子の構成材料としてアルミニウムを用いると、本発明の作用効果がより顕著に発現しうるため、好ましい。   As described above, the surface contact resistance between SUS and aluminum is relatively large. Therefore, when SUS is used as the constituent material of the current collector of the bipolar electrode, it is preferable to use aluminum as the constituent material of the electrode terminal because the operational effects of the present invention can be expressed more significantly.

(外装材)
外装材としては特に制限されず、従来公知の外装材が用いられうる。自動車の熱源による熱、あるいは高負荷による電池の自己発熱による熱を容易に冷却可能な点、および低温始動時に自動車の熱源から効率よく熱を伝え、電池内部を迅速に電池動作温度まで加熱しうる点で、好ましくは、熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートシート等が用いられうる。また、ラミネート内部を大気圧よりも減圧下におくことで、前記電池要素間あるいは電池要素−電極端子間の接触を大気圧により行うことが可能になり、さらに接触抵抗を下げることが可能になる。
(Exterior material)
The exterior material is not particularly limited, and a conventionally known exterior material can be used. Easily cool the heat from the heat source of the car or the self-heating of the battery due to high load, and efficiently transfer the heat from the car's heat source at the time of cold start, and can quickly heat the inside of the battery to the battery operating temperature In this respect, preferably, a polymer-metal composite laminate sheet having excellent thermal conductivity can be used. Further, by placing the inside of the laminate at a pressure lower than the atmospheric pressure, it becomes possible to make contact between the battery elements or between the battery elements and the electrode terminals at atmospheric pressure, and further to reduce the contact resistance. .

本実施形態のシート状双極型電池は、特別な手法を用いることなく、従来公知の知見を適宜参照することにより製造可能である。   The sheet-like bipolar battery of this embodiment can be manufactured by appropriately referring to conventionally known knowledge without using a special technique.

(第5および第6実施形態)
図5は、第5実施形態の双極型電池を示す断面図であり、図6は、第6実施形態の双極型電池を示す断面図である。なお、第4実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
(Fifth and sixth embodiments)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of the fifth embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the bipolar battery of the sixth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in the member in 4th Embodiment, and the description is partially abbreviate | omitted.

第5および第6実施形態は、それぞれ第1および第3実施形態の双極型電池に電極端子を接続し、ラミネートシート内に封止してシート状双極型電池を構成している点で、第4実施形態と相違する。   In the fifth and sixth embodiments, the electrode terminals are connected to the bipolar batteries of the first and third embodiments, respectively, and sealed in a laminate sheet to constitute a sheet-like bipolar battery. This is different from the fourth embodiment.

ただし、第5および第6実施形態のいずれにおいても、正極側および負極側の少なくとも一方(第5実施形態では正極側のみ、第6実施形態では正極側および負極側の双方)において、最外層集電体と電極端子との間に導電層(33a、33b)が介在している。このため、第4実施形態と同様に、最外層集電体と電極端子との間の接触抵抗が低減されうる。その結果、これらの実施形態によっても、内部抵抗が低減され、出力特性に優れる双極型電池が提供されうる。   However, in any of the fifth and sixth embodiments, at least one of the positive electrode side and the negative electrode side (only the positive electrode side in the fifth embodiment and both the positive electrode side and the negative electrode side in the sixth embodiment) Conductive layers (33a, 33b) are interposed between the electric body and the electrode terminals. For this reason, as in the fourth embodiment, the contact resistance between the outermost layer current collector and the electrode terminal can be reduced. As a result, these embodiments can also provide a bipolar battery with reduced internal resistance and excellent output characteristics.

(第7実施形態)
図7は、第7実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the battery module of the seventh embodiment.

図7に示すように、第7実施形態の電池モジュール40は、複数個(図示例では4個)の第1実施形態の双極型電池10と、双極型電極20を積層する方向に沿う両側から複数個の双極型電池10を挟み込んで保持するとともに双極型電池10同士を電気的に接続する、導電性を有する一対の保持板50、60と、を有する。複数個の双極型電池10は、電池要素21が一対の保持板50、60によって直接挟み込まれている。ここに、「直接」とは、電池要素21の全体を包み込んで封止する外装材を介することなく、の意味である。   As shown in FIG. 7, the battery module 40 of the seventh embodiment includes a plurality (four in the illustrated example) of the bipolar battery 10 of the first embodiment and both sides along the direction in which the bipolar electrode 20 is laminated. It has a pair of conductive holding plates 50 and 60 that sandwich and hold a plurality of bipolar batteries 10 and electrically connect the bipolar batteries 10 to each other. In the plurality of bipolar batteries 10, the battery element 21 is directly sandwiched between a pair of holding plates 50 and 60. Here, “directly” means that there is no intervening packaging material that encloses and seals the entire battery element 21.

第7実施形態では、4個の双極型電池10は、双極型電極20を積層する方向(図7における上下方向)に積層され、電気的に直列に接続されている。この電気的な接続形態を「4直列」と称する。電池モジュール40はさらに、一対の保持板(50、60)によって複数個の双極型電池10を挟み込んだ状態を維持する締結部材70と、図7において上側に示される保持板50を介して最上位の双極型電池10の正極側に配置された導電層33aと電気的に接続される正極端子81と、図7において下側に示される保持板60を介して最下位の双極型電池10の負極側最外層集電体11bと電気的に接続される負極端子82と、を有する。   In the seventh embodiment, the four bipolar batteries 10 are stacked in the direction in which the bipolar electrodes 20 are stacked (vertical direction in FIG. 7) and are electrically connected in series. This electrical connection form is referred to as “4 series”. The battery module 40 further includes a fastening member 70 that maintains a state in which a plurality of bipolar batteries 10 are sandwiched between a pair of holding plates (50, 60), and a top plate via a holding plate 50 shown on the upper side in FIG. The positive electrode terminal 81 electrically connected to the conductive layer 33a disposed on the positive electrode side of the bipolar battery 10 and the negative electrode of the lowest bipolar battery 10 through the holding plate 60 shown on the lower side in FIG. And a negative electrode terminal 82 electrically connected to the side outermost layer current collector 11b.

図7に示すように、第7実施形態では、上下の保持板(50、60)はともに、導電性を有する導電板(51、61)から形成されている。導電板(51、61)は、例えば、アルミニウムや、SUSから形成される。上下の保持板(50、60)のそれぞれには、通しボルト71を挿通するためにボルト穴(51a、61a)が形成されている。各ボルト穴(51a、61a)に挿通した通しボルト71にナット72を締結することによって、上下の保持板(50、60)によって複数個の双極型電池10を挟み込んだ状態が維持される。上下の保持板(50、60)はともに導電性を有するので、通しボルト71およびナット72は電気絶縁性の材料から形成されている。通しボルト71およびナット72により、一対の保持板(50、60)によって複数個の双極型電池10を挟み込んだ状態を維持する締結部材70が構成されている。   As shown in FIG. 7, in the seventh embodiment, the upper and lower holding plates (50, 60) are both formed from conductive plates (51, 61) having conductivity. The conductive plates (51, 61) are made of, for example, aluminum or SUS. Bolt holes (51 a, 61 a) are formed in the upper and lower holding plates (50, 60) in order to insert the through bolts 71. By fastening the nut 72 to the through bolt 71 inserted into each bolt hole (51a, 61a), the state where the plurality of bipolar batteries 10 are sandwiched by the upper and lower holding plates (50, 60) is maintained. Since the upper and lower holding plates (50, 60) are both conductive, the through bolt 71 and the nut 72 are made of an electrically insulating material. The through bolt 71 and the nut 72 constitute a fastening member 70 that maintains a state in which the plurality of bipolar batteries 10 are sandwiched between the pair of holding plates (50, 60).

第7実施形態において、4個の双極型電池10のそれぞれ、および最上位の双極型電池10と上部の保持板50である導電板51とは、導電層33aを介して導通が確保されている。ここで、かような導電層33aが存在しない場合を考えてみる。集電体11は一般的に金属箔から形成されているため、その表面を微視的に見れば凹凸形状を有している。従って、導電層33aを介さずに、最外層集電体同士の面接触によって各双極型電池10を直列に接続すると、各双極型電池10間の接触抵抗が増加する虞がある。また、上下の保持板(50、60)である導電板(51、61)と最外層集電体との接触部位についても同様である。   In the seventh embodiment, each of the four bipolar batteries 10, and the uppermost bipolar battery 10 and the conductive plate 51, which is the upper holding plate 50, are secured to each other through the conductive layer 33a. . Here, consider a case where such a conductive layer 33a does not exist. Since the current collector 11 is generally formed from a metal foil, the surface of the current collector 11 has an uneven shape when viewed microscopically. Therefore, when the bipolar batteries 10 are connected in series by surface contact between the outermost current collectors without using the conductive layer 33a, the contact resistance between the bipolar batteries 10 may increase. The same applies to contact portions between the conductive plates (51, 61) that are the upper and lower holding plates (50, 60) and the outermost layer current collector.

これに対し、第7実施形態の電池モジュールにあっては、各双極型電池10同士の導通および上部の保持板50である導電板51と最上位の双極型電池10との導通が導電層33aを介して確保されている。これにより、それぞれの導通部分の接触抵抗が低減され、内部抵抗が小さく出力特性に優れる電池モジュールが提供されうる。なお、図7に示す形態においては、最下位の双極型電池10と下部の保持板60である導電板61との導通は最外層集電体11bを構成するSUS箔と金属からなる導電板61との面接触により確保されている。ただし、かような形態のみには制限されず、上述した観点からは、最下位の双極型電池10と下部の保持板60(導電板61)との間に導電層を設けることが好ましい。この際設けられる導電層の具体的な形態については、上述した形態が同様に採用されうるため、ここでは説明を省略する。   On the other hand, in the battery module of the seventh embodiment, the conduction between the bipolar batteries 10 and the conduction between the conductive plate 51 as the upper holding plate 50 and the uppermost bipolar battery 10 are the conductive layer 33a. Secured through. Thereby, the contact resistance of each conduction | electrical_connection part can be reduced, the battery module which is excellent in an output characteristic with small internal resistance can be provided. In the embodiment shown in FIG. 7, the conduction between the lowest bipolar battery 10 and the conductive plate 61 which is the lower holding plate 60 is the conductive plate 61 made of SUS foil and metal constituting the outermost current collector 11b. It is secured by surface contact with. However, it is not limited only to such a form, From a viewpoint mentioned above, it is preferable to provide a conductive layer between the lowest bipolar battery 10 and the lower holding plate 60 (conductive plate 61). The specific form of the conductive layer provided at this time is not described here because the above-described form can be similarly adopted.

第7実施形態にあっては、単電池層19と外気との接触を遮断するシール部31を双極型電池10に設けたので、電池要素21を外装材によって封止する必要がなく、複数個の双極型電池10は、一対の保持板(50、60)によって直接挟み込まれている。電池モジュール40を形成するに際して、個々の電池要素21を外装材によって封止する作業が不要になることを通して、双極型電池10を用いた電池モジュール40を形成する一連の作業を簡素化することができる。また、上下の保持板(50、60)によって複数個の双極型電池10を挟み込んで保持するだけで、複数個の双極型電池10が電気的に接続される。また、複数個の双極型電池10を電気的に接続するに際して、電流取り出し用の端子同士を溶接によって接合したり、バスバーなどの接続部材を介して接続したりする作業が不要になる。この観点からも、電池モジュール40を形成する一連の作業を簡素化することができる。電流取り出し用の端子を介在せず、双極型電池10同士を直接接続するので、電池モジュール40の高出力化を図ることもできる。外装材や電流取り出し用の端子が不要になるので、その分だけ、電池モジュール11の容積を小さくすることができる。さらに、上下の保持板(50、60)はともに導電性を有するので、複数個の双極型電池10を挟み込んで保持するだけで電流を取り出すことが可能となり、電流を取り出すための構造も簡素化できる。このように、電池モジュール40は、電池要素21内においては積層方向に電流が流れるという双極型電池10の利点を生かした構造を有し、双極型電池10を用いた電池モジュール40の形成が容易なものとなる。   In the seventh embodiment, since the bipolar battery 10 is provided with the seal portion 31 that blocks the contact between the single cell layer 19 and the outside air, there is no need to seal the battery element 21 with an exterior material. The bipolar battery 10 is directly sandwiched between a pair of holding plates (50, 60). When the battery module 40 is formed, a series of operations for forming the battery module 40 using the bipolar battery 10 can be simplified by eliminating the need to seal the individual battery elements 21 with an exterior material. it can. Further, the plurality of bipolar batteries 10 are electrically connected only by sandwiching and holding the plurality of bipolar batteries 10 by the upper and lower holding plates (50, 60). Further, when electrically connecting a plurality of bipolar batteries 10, it is not necessary to join the current extraction terminals by welding or to connect them via a connecting member such as a bus bar. Also from this viewpoint, a series of operations for forming the battery module 40 can be simplified. Since the bipolar batteries 10 are directly connected to each other without interposing a current extracting terminal, the output of the battery module 40 can be increased. Since the exterior material and the terminal for taking out the current are not necessary, the volume of the battery module 11 can be reduced accordingly. In addition, since the upper and lower holding plates (50, 60) are both conductive, it is possible to take out current simply by sandwiching and holding a plurality of bipolar batteries 10 and simplify the structure for taking out current. it can. Thus, the battery module 40 has a structure that takes advantage of the bipolar battery 10 that current flows in the stacking direction in the battery element 21, and the battery module 40 using the bipolar battery 10 can be easily formed. It will be something.

さらに、複数個の双極型電池10が電気的に直列に接続されているので、直列接続する個数を変更するだけで、出力に関する要求に対して簡単に応えることができる。また、電池モジュール40を構成する個々の双極型電池10の一部が機能しなくなった場合には、電池モジュール40全体を他の電池モジュールと交換しなくとも、機能しなくなった双極型電池10のみを他の双極型電池10と交換するのみで電池モジュール40としての機能が回復されうるため、機能の回復が低コストにて行われうる。   Furthermore, since the plurality of bipolar batteries 10 are electrically connected in series, it is possible to easily meet the demand for output simply by changing the number of series connection. In addition, when a part of the individual bipolar batteries 10 constituting the battery module 40 does not function, only the bipolar battery 10 that does not function can be obtained without replacing the entire battery module 40 with another battery module. Since the function as the battery module 40 can be restored simply by replacing the battery with another bipolar battery 10, the function can be restored at a low cost.

図示を省略するが、第1実施形態の双極型電池10以外にも、第2および第3実施形態のような双極型電池を用いて電池モジュールを構成してもよいことは勿論である。かような形態によっても、各双極型電池同士の導通部分、および最上位または最下位の双極型電池と保持板との導通部分における接触抵抗が低減され、内部抵抗が小さく出力特性に優れる電池モジュールが提供されうる。   Although illustration is omitted, it goes without saying that the battery module may be configured using bipolar batteries as in the second and third embodiments in addition to the bipolar battery 10 of the first embodiment. Even in such a configuration, the contact resistance between the conductive parts between the bipolar batteries and the conductive part between the uppermost or lowermost bipolar battery and the holding plate is reduced, and the battery module has low internal resistance and excellent output characteristics. Can be provided.

(第8および第9実施形態)
図8は、第8実施形態の電池モジュールを示す断面図であり、図9は、第9実施形態の電池モジュールを示す断面図である。なお、第7実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
(Eighth and ninth embodiments)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the battery module of the eighth embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing the battery module of the ninth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in the member in 7th Embodiment, and the description is partially abbreviate | omitted.

第8および第9実施形態は、複数個の双極型電池10の電気的な接続形態が改変されている点で、第7実施形態と相違している。   The eighth and ninth embodiments differ from the seventh embodiment in that the electrical connection mode of the plurality of bipolar batteries 10 is modified.

図8に示すように、第8実施形態の電池モジュール41は、2個の第1実施形態の双極型電池10が双極型電極20の積層方向に対して直交する方向に並べられている。また、2個の双極型電池10は、電気的極性が同じ(図中上側が正極側、下側が負極側)となるように並べられ、上下の保持板(50、60)を介して、電気的に並列に接続されている。この電気的な接続形態を「2並列」と称する。   As shown in FIG. 8, in the battery module 41 of the eighth embodiment, two bipolar batteries 10 of the first embodiment are arranged in a direction orthogonal to the stacking direction of the bipolar electrodes 20. Further, the two bipolar batteries 10 are arranged so that the electric polarities are the same (the upper side in the figure is the positive electrode side and the lower side is the negative electrode side), and the two bipolar batteries 10 are electrically connected via the upper and lower holding plates (50, 60). Are connected in parallel. This electrical connection form is referred to as “two parallel”.

第8実施形態にあっては、複数個の双極型電池10が電気的に並列に接続されているので、並列接続する個数を変更するだけで、容量に関する要求に対して簡単に応えることができる。   In the eighth embodiment, since the plurality of bipolar batteries 10 are electrically connected in parallel, it is possible to easily meet the capacity-related requirements simply by changing the number of parallel connections. .

図9に示すように、第9実施形態の電池モジュール42は、2個の第1実施形態の双極型電池10を上下方向に積層して電気的に直列に接続した2つの電池群が、双極型電極20の積層方向に対して直交する方向に並べられている。また、2つの電池群は、電気的極性が同じ(図中上側が正極側、下側が負極側)になるように並べられ、上下の保持板(50、60)を介して、電気的に並列に接続されている。この電気的な接続形態を「2並列×2直列」と称する。   As shown in FIG. 9, the battery module 42 of the ninth embodiment includes two battery groups in which two bipolar batteries 10 of the first embodiment are stacked in the vertical direction and electrically connected in series. They are arranged in a direction perpendicular to the stacking direction of the mold electrodes 20. Further, the two battery groups are arranged so that the electric polarities are the same (the upper side in the figure is the positive electrode side and the lower side is the negative electrode side), and are electrically in parallel via the upper and lower holding plates (50, 60). It is connected to the. This electrical connection form is referred to as “2 parallel × 2 series”.

第9実施形態にあっては、複数個の双極型電池10が電気的に直並列に接続されているので、直列接続する個数および並列接続する個数を変更するだけで、出力および容量に関する要求に対して簡単に応えることができる。   In the ninth embodiment, since a plurality of bipolar batteries 10 are electrically connected in series and parallel, only by changing the number connected in series and the number connected in parallel, the demand for output and capacity can be met. It can respond easily.

(第10実施形態)
図10は、第10実施形態の電池モジュールを示す断面図である。なお、第7〜第9実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
(10th Embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the battery module of the tenth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in the member in 7th-9th embodiment, and the description is partially omitted.

第10実施形態は、双極型電池10の周囲に充填材90が充填されている点以外は、第8実施形態と同一である。   The tenth embodiment is the same as the eighth embodiment except that the periphery of the bipolar battery 10 is filled with a filler 90.

第10実施形態の電池モジュール43は、双極型電池10の周囲に充填される充填材90を有している。充填材90には、公知のポッティング材を用いることができる。ポッティング材は、オレフィン系樹脂、シリコン系樹脂、またはエポキシ系樹脂などから形成されている。双極型電池10の周囲に充填材90を充填することによって、双極型電池10のズレが防止され、電池モジュール43を車両の振動が加わる車載電池に適用する場合に適したものとなる。さらに、充填材90によって大気中の水分が遮断されるので、双極型電池10のシール部31の作用と相俟って、長期にわたって安定して作動する電池モジュール43が提供されうる。すなわち、このように充填材90を充填することによって、耐振動性および防水性を向上させた電池モジュール43が提供されうる。   The battery module 43 of the tenth embodiment includes a filler 90 that is filled around the bipolar battery 10. A known potting material can be used for the filler 90. The potting material is formed from an olefin resin, a silicon resin, an epoxy resin, or the like. By filling the periphery of the bipolar battery 10 with the filler 90, the bipolar battery 10 is prevented from being displaced, and the battery module 43 is suitable for application to an in-vehicle battery to which vehicle vibration is applied. Furthermore, since moisture in the atmosphere is blocked by the filler 90, the battery module 43 that operates stably over a long period of time can be provided in combination with the action of the seal portion 31 of the bipolar battery 10. That is, by filling the filler 90 in this way, the battery module 43 with improved vibration resistance and waterproofness can be provided.

(第11実施形態)
第11実施形態では、組電池を構成する(図示は省略する)。
(Eleventh embodiment)
In the eleventh embodiment, an assembled battery is configured (not shown).

組電池は、上述した第7〜第10実施形態の電池モジュールのいずれかを複数個並列および/または直列に電気的に接続して構成したものである。並列化および/または直列化することにより、容量および電圧を自由に調節することが可能になる。   The assembled battery is configured by electrically connecting a plurality of the battery modules of the seventh to tenth embodiments described above in parallel and / or in series. By paralleling and / or serializing, the capacity and voltage can be freely adjusted.

組電池は、例えば、上述した電池モジュール(40〜43)を複数個積層して組電池ケースに収納し、各電池モジュールを並列に接続することができる。また、正極端子81のそれぞれを導電バーを介して接続し、負極端子82のそれぞれを導電バーを介して接続することができる。   For example, a plurality of battery modules (40 to 43) described above are stacked and stored in an assembled battery case, and the battery modules can be connected in parallel. In addition, each of the positive terminals 81 can be connected via a conductive bar, and each of the negative terminals 82 can be connected via a conductive bar.

第11実施形態によれば、複数個の電池モジュールを接続して組電池化することにより、高容量、高出力の電池を得ることができる。しかも、双極型電池10を用いた電池モジュールのそれぞれは、電池要素21内においては積層方向に電流が流れるという双極型電池10の利点を生かした構造を有し、その形成が容易なものとされており、これを通して、電池モジュールを複数個電気的に接続してなる組電池の形成も容易なものとなる。また、本発明の電池モジュールは出力特性に優れることから、組電池も出力特性に優れる。   According to the eleventh embodiment, a battery with a high capacity and a high output can be obtained by connecting a plurality of battery modules to form an assembled battery. In addition, each of the battery modules using the bipolar battery 10 has a structure that takes advantage of the bipolar battery 10 that the current flows in the stacking direction in the battery element 21 and can be easily formed. Through this, it becomes easy to form an assembled battery in which a plurality of battery modules are electrically connected. Moreover, since the battery module of this invention is excellent in an output characteristic, an assembled battery is also excellent in an output characteristic.

なお、要求される容量や電圧に応じて、複数個の電池モジュールのすべてを並列に接続した組電池としたり、直列接続および並列接続を組み合わせた組電池としたりすることができる。また、組電池化することで、組電池を構成する個々の電池モジュールの一部が機能しなくなった場合には、組電池全体を他の組電池と交換しなくとも、機能しなくなった電池モジュールのみを他の電池モジュールと交換するのみで組電池としての機能が回復されうるため、機能の回復が低コストにて行われうる。   Depending on the required capacity and voltage, an assembled battery in which all of a plurality of battery modules are connected in parallel or an assembled battery in which series connection and parallel connection are combined can be used. In addition, if a part of the individual battery modules that make up the assembled battery stops functioning as a result of the battery assembly, the battery module can no longer function without replacing the entire assembled battery with another assembled battery. Since the function as the assembled battery can be recovered simply by replacing only the battery module with another battery module, the function can be recovered at a low cost.

(第12実施形態)
第12実施形態では、上記の第11実施形態の組電池をモータ駆動用電源として搭載して、車両を構成する。組電池をモータ用電源として用いる車両としては、例えば、ガソリンを用いない完全電気自動車、シリーズハイブリッド自動車やパラレルハイブリッド自動車などのハイブリッド自動車、および燃料電池自動車などの、車輪をモータによって駆動する自動車が挙げられる。
(Twelfth embodiment)
In the twelfth embodiment, the assembled battery of the eleventh embodiment is mounted as a motor driving power source to constitute a vehicle. Examples of vehicles that use the assembled battery as a power source for motors include vehicles that drive wheels by a motor, such as fully electric vehicles that do not use gasoline, hybrid vehicles such as series hybrid vehicles and parallel hybrid vehicles, and fuel cell vehicles. It is done.

参考までに、図11に、組電池100を搭載する自動車200の概略図を示す。自動車200に搭載される組電池100は、上記で説明したような特性を有する。このため、組電池100を搭載する自動車200は出力特性に優れ、高出力条件下においても充分な出力を提供しうる。   For reference, FIG. 11 shows a schematic diagram of an automobile 200 on which the assembled battery 100 is mounted. The assembled battery 100 mounted on the automobile 200 has the characteristics as described above. For this reason, the automobile 200 equipped with the assembled battery 100 has excellent output characteristics and can provide sufficient output even under high output conditions.

以上のように、本発明の幾つかの好適な実施形態について示したが、本発明は、以上の実施形態に限られるものではなく、当業者によって種々の変更、省略、および追加が可能である。   As described above, some preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications, omissions, and additions can be made by those skilled in the art. .

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.

<実施例1>
<電極の作製>
正極活物質であるスピネル型マンガン酸リチウム(平均粒子径:5μm)(85質量%)、導電助剤であるアセチレンブラック(5質量%)、およびバインダであるポリフッ化ビニリデン(PVdF)(10質量%)からなる固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を適量添加して、正極活物質スラリーを調製した。
<Example 1>
<Production of electrode>
Spinel-type lithium manganate (average particle size: 5 μm) (85% by mass) as a positive electrode active material, acetylene black (5% by mass) as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVdF) (10% by mass) as a binder An appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is a slurry viscosity adjusting solvent, was added to the solid content consisting of) to prepare a positive electrode active material slurry.

一方、負極活物質であるハードカーボン(平均粒子径:10μm)(85質量%)、導電助剤であるアセチレンブラック(5質量%)、およびバインダであるポリフッ化ビニリデン(PVdF)(10質量%)からなる固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を適量添加して、負極活物質スラリーを調製した。   On the other hand, hard carbon (average particle size: 10 μm) (85% by mass) as a negative electrode active material, acetylene black (5% by mass) as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVdF) (10% by mass) as a binder An appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is a slurry viscosity adjusting solvent, was added to the solid content consisting of to prepare a negative electrode active material slurry.

集電体として準備したSUS箔(厚さ:20μm)の一方の面に上記で調製した正極活物質スラリーを塗布し、他方の面に同じく上記で調製した負極活物質スラリーを塗布し、乾燥させて、双極型電極を12枚作製した。また、上記と同様のSUS箔の片面に上記で調製した負極活物質スラリーを塗布し、乾燥させて、片面に負極活物質層が形成され、他方の面は露出した電極を1枚作製した。これらの電極を130mm×80mmのサイズに切断し、活物質層の周縁部を10mmの幅で剥離することにより、SUS箔を露出させた。   The positive electrode active material slurry prepared above is applied to one surface of a SUS foil (thickness: 20 μm) prepared as a current collector, and the negative electrode active material slurry prepared above is also applied to the other surface and dried. Thus, 12 bipolar electrodes were produced. Moreover, the negative electrode active material slurry prepared above was applied to one side of a SUS foil similar to the above, and dried to produce one electrode having a negative electrode active material layer formed on one side and the other side exposed. These electrodes were cut into a size of 130 mm × 80 mm, and the peripheral portion of the active material layer was peeled off with a width of 10 mm to expose the SUS foil.

<ゲル電解質層の作製>
プロピレンカーボネート(PC)とエチレンカーボネート(EC)との等体積混合液にリチウム塩であるLiBETIを1Mの濃度になるように溶解させ、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール(BDK)を適量添加して、電解液を調製した。一方、イオン伝導性ポリマー(マトリックスポリマー)の前駆体であるポリエチレンオキシド(PEO)とポリプロピレンオキシド(PPO)との共重合体(平均分子量:7500〜9000)である溶液(5質量%)に上記で調製した電解液(95質量%)を添加して、プレゲル溶液を調製した。
<Preparation of gel electrolyte layer>
LiBETI, a lithium salt, is dissolved in an equal volume mixture of propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC) to a concentration of 1M, and an appropriate amount of benzyl dimethyl ketal (BDK), a photopolymerization initiator, is added. Thus, an electrolytic solution was prepared. On the other hand, a solution (5% by mass) of a copolymer (average molecular weight: 7500 to 9000) of polyethylene oxide (PEO) and polypropylene oxide (PPO) which is a precursor of an ion conductive polymer (matrix polymer) The prepared electrolyte solution (95 mass%) was added to prepare a pregel solution.

上記で調製したプレゲル溶液を、セパレータであるポリプロピレン製不織布(厚さ:50μm)に浸漬させて、2枚の石英ガラス基板により挟持した後、紫外線を15分間照射することにより上記前駆体を架橋させて、ゲルポリマー電解質層を12層作製した。   The pregel solution prepared above is immersed in a polypropylene nonwoven fabric (thickness: 50 μm) as a separator and sandwiched between two quartz glass substrates, and then the precursor is crosslinked by irradiating with ultraviolet rays for 15 minutes. Thus, 12 gel polymer electrolyte layers were produced.

<双極型電池の作製>
上記で調製した双極型電極と、ゲルポリマー電解質層とを、双極型電極の電気的極性が同一となるように交互に積層し、最下面には、集電体の片面に負極活物質層のみが形成された電極を、集電体が露出するように配置した。双極型電極とゲルポリマー電解質層とを積層する際には、単電池層(正極活物質層+ゲルポリマー電解質層+負極活物質層)を包囲するように、非融着層が2層の融着層で挟持されてなる枠型の3層フィルムをシール部として配置した。積層終了後、シール部に対して180℃にて数秒間ホットプレス処理を施し、双極型電池を完成させた(図1を参照)。
<Production of bipolar battery>
The bipolar electrode prepared above and the gel polymer electrolyte layer are alternately laminated so that the electric polarity of the bipolar electrode is the same, and only the negative electrode active material layer is provided on one side of the current collector on the bottom surface. The electrode formed with was arranged so that the current collector was exposed. When laminating the bipolar electrode and the gel polymer electrolyte layer, the non-fused layer is fused in two layers so as to surround the single cell layer (positive electrode active material layer + gel polymer electrolyte layer + negative electrode active material layer). A frame-type three-layer film sandwiched between the layers was disposed as a seal portion. After the lamination, the seal part was hot pressed at 180 ° C. for several seconds to complete a bipolar battery (see FIG. 1).

<実施例2>
集電体の片面に負極活物質層のみが形成され、他方の面は露出した電極に代えて、集電体の両面に負極活物質層が形成された電極を作製し、当該電極が最下面に配置されるように双極型電極と電解質層とを積層したこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、双極型電池を作製した(図2を参照)。
<Example 2>
An electrode having a negative electrode active material layer formed on both sides of the current collector is prepared instead of the exposed electrode on one side of the current collector, and the other surface is the bottom surface. A bipolar battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the bipolar electrode and the electrolyte layer were laminated so as to be disposed in the same manner as in Example 1 (see FIG. 2).

<実施例3>
集電体の片面に負極活物質層のみが形成され、他方の面は露出した電極に代えて、他の双極型電極と同一の電極をもう1枚準備し、負極活物質層が最下面に露出するように13枚の双極型電極と電解質層とを積層したこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、双極型電池を作製した(図3を参照)。
<Example 3>
Only the negative electrode active material layer is formed on one side of the current collector, the other side is replaced with an exposed electrode, and another electrode identical to the other bipolar electrode is prepared, with the negative electrode active material layer on the bottom surface A bipolar battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 13 bipolar electrodes and an electrolyte layer were laminated so as to be exposed (see FIG. 3).

<比較例>
最上面に配置される双極型電極に代えて、集電体の片面に正極活物質層が形成され、他方の面は露出した電極を作製し、最上面には集電体が露出するように当該電極を配置したこと以外は、上記の実施例1と同様の手法により、従来の双極型電池を作製した。
<Comparative example>
Instead of the bipolar electrode disposed on the top surface, a positive electrode active material layer is formed on one side of the current collector, and an electrode is produced on the other surface so that the current collector is exposed on the top surface. A conventional bipolar battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrodes were arranged.

<内部抵抗の測定>
上記の実施例1〜3および比較例で作製した双極型電池の正極側および負極側にそれぞれ電極端子を接続し、各双極型電池の内部抵抗を測定した。この際、正極端子としてはアルミニウム箔(厚さ:150μm)を用い、負極端子としては銅箔(厚さ:150μm)を用いた。また、内部抵抗の測定は、接触体同士を一定の面積(100cm)で一定の荷重(1gf/cm)をかけた状態で接触体間の抵抗を交流インピーダンス測定装置で測定するという手法により行った。測定結果を下記の表1に示す。なお、表1において、内部抵抗の値は、比較例の双極型電池の内部抵抗を10とした場合の相対値として示されている。
<Measurement of internal resistance>
Electrode terminals were connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the bipolar batteries prepared in Examples 1 to 3 and the comparative example, respectively, and the internal resistance of each bipolar battery was measured. At this time, an aluminum foil (thickness: 150 μm) was used as the positive electrode terminal, and a copper foil (thickness: 150 μm) was used as the negative electrode terminal. The measurement of the internal resistance, by a method of measuring the AC impedance measuring device the resistance between the contact body contact bodies while applying a constant load (1gf / cm 2) at a certain area (100 cm 2) went. The measurement results are shown in Table 1 below. In Table 1, the value of the internal resistance is shown as a relative value when the internal resistance of the bipolar battery of the comparative example is 10.

Figure 0005070703
Figure 0005070703

実施例と比較例との比較から、本発明によれば、導電層を形成することにより、双極型電池における内部抵抗が低減しうることが示される。また、実施例1と実施例2および3との比較から、双極型電池の正極側および負極側の双方に導電層を形成することにより、内部抵抗がより一層低減しうることが示される。さらに、実施例2と実施例3との比較から、導電層の組成として負極活物質層と同一の組成を採用することにより、内部抵抗がさらにより一層低減しうることが示される。   The comparison between the example and the comparative example shows that according to the present invention, the internal resistance in the bipolar battery can be reduced by forming the conductive layer. Moreover, the comparison between Example 1 and Examples 2 and 3 shows that the internal resistance can be further reduced by forming conductive layers on both the positive electrode side and the negative electrode side of the bipolar battery. Furthermore, the comparison between Example 2 and Example 3 shows that the internal resistance can be further reduced by adopting the same composition as the negative electrode active material layer as the composition of the conductive layer.

第1実施形態の双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bipolar battery of 1st Embodiment. 第2実施形態の双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bipolar battery of 2nd Embodiment. 第3実施形態の双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bipolar battery of 3rd Embodiment. 第4実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sheet-like bipolar battery of 4th Embodiment. 第5実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sheet-like bipolar battery of 5th Embodiment. 第6実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sheet-like bipolar battery of 6th Embodiment. 第7実施形態の電池モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery module of 7th Embodiment. 第8実施形態の電池モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery module of 8th Embodiment. 第9実施形態の電池モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery module of 9th Embodiment. 第10実施形態の電池モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the battery module of 10th Embodiment. 第11実施形態の組電池を搭載する第12実施形態の自動車を示す概略図である。It is the schematic which shows the motor vehicle of 12th Embodiment carrying the assembled battery of 11th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 双極型電池、
11 集電体、
11a 正極側最外層集電体、
11b 負極側最外層集電体、
13 正極活物質層、
15 負極活物質層、
17 電解質層、
17a 正極側の最外層に位置する電解質層、
17b 負極側の最外層に位置する電解質層、
19 単電池層、
20 双極型電極、
21 電池要素、
23 積層体、
25 正極端子、
27 負極端子、
29 ラミネートシート、
31 シール部、
33a、33b 導電層、
40〜43 電池モジュール、
50、60 保持板、
51、61 導電板、
51a、61a ボルト穴、
70 締結部材、
71 通しボルト、
72 ナット、
81 正極端子、
82 負極端子、
90 充填材、
100 組電池、
200 自動車(車両)。
10 Bipolar battery,
11 Current collector,
11a Positive electrode side outermost layer current collector,
11b The negative electrode side outermost layer current collector,
13 positive electrode active material layer,
15 negative electrode active material layer,
17 electrolyte layer,
17a electrolyte layer located in the outermost layer on the positive electrode side,
17b an electrolyte layer located in the outermost layer on the negative electrode side;
19 cell layer,
20 bipolar electrodes,
21 battery elements,
23 laminates,
25 positive terminal,
27 negative terminal,
29 Laminate sheet,
31 seal part,
33a, 33b conductive layer,
40-43 battery module,
50, 60 holding plate,
51, 61 conductive plate,
51a, 61a bolt holes,
70 fastening members,
71 through bolts,
72 nuts,
81 positive terminal,
82 negative terminal,
90 filler,
100 battery packs,
200 Automobile (vehicle).

Claims (6)

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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、
前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、
を含む電池要素を有する双極型電池であって、
正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層に面する側とは反対側の面に、導電性材料およびバインダを含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池。
A laminate in which a plurality of bipolar electrodes each having a positive electrode active material layer formed on one surface of the current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface are stacked via an electrolyte layer;
A seal portion disposed around each of the unit cell layers formed by laminating the positive electrode active material layer, the electrolyte layer, and the negative electrode active material layer, and blocking the contact between the unit cell layer and outside air;
A bipolar battery having a battery element comprising:
In at least one of the positive electrode side outermost layer current collector and the negative electrode side outermost layer current collector, a conductive layer containing a conductive material and a binder is formed on the surface opposite to the side facing the electrolyte layer. A bipolar battery that is characterized.
前記導電層が、正極側最外層集電体および負極側最外層集電体の双方に形成されている、請求項1に記載の双極型電池。   The bipolar battery according to claim 1, wherein the conductive layer is formed on both the positive electrode side outermost layer current collector and the negative electrode side outermost layer current collector. 前記導電層を構成する材料が、前記負極活物質層を構成する材料と同一である、請求項1または2に記載の双極型電池。   The bipolar battery according to claim 1 or 2, wherein a material constituting the conductive layer is the same as a material constituting the negative electrode active material layer. 正極側最外層集電体に配置される前記導電層を構成する材料が、前記負極活物質層を構成する材料と同一であって、負極側最外層集電体に配置される前記導電層を構成する材料が、前記正極活物質層を構成する材料と同一である、請求項2に記載の双極型電池。   The material constituting the conductive layer disposed on the positive electrode side outermost current collector is the same as the material constituting the negative electrode active material layer, and the conductive layer disposed on the negative electrode side outermost current collector is The bipolar battery according to claim 2, wherein a constituent material is the same as a constituent material of the positive electrode active material layer. 前記電池要素の正極側の導電層に正極端子がさらに直接接続され、負極側の導電層に負極端子がさらに直接接続され、前記正極端子および前記負極端子が外部に露出するように前記電池要素が外装材に封入されてなる、請求項〜4のいずれか1項に記載の双極型電池。 The positive terminal on the conductive layer of the positive electrode side of the battery element is further connected directly, the negative terminal is connected directly further to the conductive layer of the negative, the positive terminal and the negative terminal is said battery element so as to be exposed to the outside The bipolar battery according to any one of claims 2 to 4, which is enclosed in an exterior material. 前記正極端子を構成する材料がアルミニウムである、請求項5に記載の双極型電池。 Wherein a material constituting the positive electrode terminal is aluminum, the bipolar battery according to claim 5.
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