JP5194351B2 - バイポーラ電池 - Google Patents
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Description
1.正極インクの作製:正極活物質212の形成に用いる
正極活物質としてLiMn2O4(85wt%)、導電助剤としてアセチレンブラック(5wt%)、バインダーとしてPVdF(10wt%)を準備した。スラリー粘度調整溶媒としてNMPを用いて、インクの粘度を調節した。
2.負極インクの作製:負極活物質202の形成に用いる
負極活物質としてハードカーボン(90wt%)、バインダーとしてPVdF(10wt%)を準備した。スラリー粘度調整溶媒としてNMPを用いて、インクの粘度を調節した。
3.電解質インクの作製:イオン伝導材208の形成に用いる
電解液としてPC−EC 1MLiBETI(90wt%)、ホストポリマーとしてHFPコポリマーを10%含むPVdF−HFP(10wt%)を準備した。スラリー粘度調整溶媒としてジメチルカーボネート(DMC)を用いて、インクの粘度を調節した。
4.導電材インクの作製:導電材200、204、204A、214等の形成に用いる。
5.絶縁材インクの作製:絶縁材206の形成に用いる
ホストポリマーとしてHFPコポリマーを10%含むPVdF−HFP(100wt%)を準備した。スラリー粘度調整溶媒としてジメチルカーボネート(DMC)を用いて、インクの粘度を調節した。
6.放電回路インクの作製:放電回路210の形成に用いる
これについては後述する。
7.正極タブ120A、負極タブ120B
AL板を用いる。電流を取り出すためには低抵抗であることが望ましく、100μm程度の厚さを具えることが好ましい。
8.製造装置
インクジェット方式によるインクの塗布は、以下の手順により行った。なお、インクの溶媒により、インクジェットプリンタのインク導入部分にあるプラスチック部品が溶解する問題を防止するため、インク導入部分にある部品を金属製の部品と交換し、インク溜から直接金属部品にインクを供給させた。また、インク中の活物質が沈殿することを防止するため、インク溜りを常に回転翼を用いて攪拌した。インクジェットプリンタは、市販のコンピューターおよびソフトウェアによって制御された。インクの塗布は、コンピューター上で作成したパターンを、インクジェットプリンタを用いて印刷することによって作製された。
120A 正極タブ、
120B 負極タブ、
150 単電池、
160 発電要素、
180 ラミネートフィルム、
200 導電材、
202 負極活物質、
204A〜204D 導電材、
206 絶縁材、
208 イオン伝導材、
210 放電回路、
212 正極活物質、
214 導電材、
220 バイポーラ電極、
231、232 ツェナーダイオード、
233、234 発光素子、
235、236 定電流回路、
250 組電池モジュール、
261 負極材料、
262 絶縁材料、
263 正孔伝導材料、
264 電子伝導材料、
265 EL材料、
266 電解質、
267 導電材料、
268 P型半導体、
269 正極材料、
270 N型半導体、
271 P−型半導体、
300 組電池、
310 接続治具、
400 電気自動車、
401 組電池コントローラ、
501 導電性シール剤、
502 シール剤、
503 光センサ。
Claims (7)
- 集電体の一方の面には正極層が形成されその他方の面には負極層が形成されたバイポーラ電極と、当該バイポーラ電極相互間でイオン交換を行う電解質層とを交互に複数積層してなるバイポーラ電池において、
前記正極層または負極層、または前記電解質層の内の少なくとも1つの層の同一平面内に、隣接する前記バイポーラ電極同士を電気的に導通させる放電回路が形成され、
前記放電回路は、ツェナーダイオード層と定電流回路とを含み、
前記放電回路は発光層を含み、前記定電流回路と前記発光層とは直列に配置されていることを特徴とするバイポーラ電池。 - 前記放電回路の近傍には前記発光層からの光に感応する光センサが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のバイポーラ電池。
- 前記発光層と前記電池の端部との間に導光層を配置したことを特徴とする請求項1または2に記載のバイポーラ電池。
- 前記放電回路の前記バイポーラ電極との接触面積は、当該バイポーラ電池の電池容量1Ahに対して0.06mm 2 以上とされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバイポーラ電池。
- 前記放電回路における放電電圧の閾値は3.6Vから4.1Vの間に設定され、前記放電回路が有するPN接合の降伏電圧を当該閾値の設定と同一にすべく、ドーピング濃度は10 17 〜10 18 cm −3 の範囲に、また空乏層の厚みは0.1μm〜1.0μmの範囲としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバイポーラ電池。
- 前記バイポーラ電極、前記電解質層及び前記放電回路は、外装材によって覆われ密封されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバイポーラ電池。
- 前記バイポーラ電極、前記電解質層及び前記放電回路並びに光センサは、外装材によって覆われ密封されていることを特徴とする請求項3に記載のバイポーラ電池。
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