TW201208177A - Laminated cell - Google Patents

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201208177 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於裝設於雙極型電池之集電體之電壓檢測 用端子的配置。 【先前技術】 介由電解質層，層積複數：於集電體之一面形成著正 極活物質層、於另一面形成著負極活物質層之雙極型電極 的雙極型電池時，於構成各層之單位晶胞，存在著製造時 之重要因素所導致之內部電阻及電容等之誤差。雙極型電 池係以串聯該等單位晶胞之狀態來使用。然而，各單位晶 胞所分擔之電壓若存在著誤差，則電壓較大之單位晶胞將 持續劣化，結果，將縮短雙極型電池整體之壽命。 爲了延長雙極型電池整體之壽命，應測量各單位晶胞 之電壓，依據所測量之電壓來調整各單位晶胞之電壓。 日本國特許廳於2005年所發行之日本特開2005-23 5428號，教導我們，應測量雙極型電池之各單位晶胞的 電壓，於各單位晶胞之集電體裝設電壓檢測用端子，來計 測取得各單位晶胞之電壓。 【發明內容】 利用該傳統技術之雙極型電池時，集電體，從層積方 向觀看時，呈長方形之平面形狀。電壓檢測用端子，從層 積方向觀看時，係裝設於相當於同一邊之位置。 201208177 電壓檢測用端子之此種配置，利用電壓檢測用端子來 實施電壓調整用之放電時，層狀之單位晶胞之同一面內的 電壓分佈容易不均等。結果，於放電結束後之同一單位晶 胞內，可能因部位而發生充電狀態之誤差。 本發明之目的，係在使單位晶胞內之同一面之充電狀 態達到均等化》 爲了達成以上之目的，本發明之雙極型電池，介由電 解質層層積著複數之由：層狀之集電體、配置於集電體之 —面的正極活物質層、以及配置於集電體之另一面的負極 活物質層；所構成之雙極型電極，且，具備裝設於集電體 之周緣部的電壓檢測用端子。該雙極型電池時，垂直相交 於連結電壓檢測用端子與集電體之圖心之第1直線且通過 集電體之圖心之第2直線的相反側，配置著相鄰之集電體 的電壓檢測用端子。 本發明之詳細及其他特徵與優點，如以下之說明書之 說明及附錄圖式所示。此外，附錄之圖式，因爲說明上之 方便，構成雙極型電池之各層的厚度及形狀，並非完全按 照實際尺寸比例。 【實施方式】 參照第1圖，本發明之第1實施形態的雙極型電池2， 具備介由隔板12層積之4個長方形集電體4« 集電體4，係由於導電性高分子材料或非導電性高分 子材料添加了導電性塡料之樹脂所構成。集電;體4，並未 -6- 201208177 限制爲樹脂，亦可以由金屬所構成。圖中，於水平保持之 集電體4之正下方，形成有正極活物質層5，於正上方，則 形成有負極活物質層6。集電體4、與形成於其兩側之正極 活物質層5及負極活物質層6’構成雙極型電極3。所以， 雙極型電池2具備4個雙極型電極3。 負極活物質層6之表面積，設定成大於正極活物質層5 。雙極型電極3，介由電解質層7於垂直方向進行層積，以 電性串聯之方式來形成1個雙極型電池2。 圖中，上下方向相鄰之2個雙極型電極3，在說明上， 此處將其稱爲上段雙極型電極及下段雙極型電極。以位於 下段雙極型電極之上面的負極活物質層6與位於上段雙極 型電極之下面的正極活物質層5，介由電解質層7而互相相 對之方式，來配置上段雙極型電極及下段雙極型電極。 正極活物質層5及負極活物質層6之面積，設定成小於 集電體4之水平方向的面積。亦即，從層積方向觀看集電 體4時，於周緣區域，未配設正極活物質層5及負極活物質 層6。層積方向，於相鄰之2個集電體4之周緣區域之間， 夾持著特定寬度之密封構件11。密封構件11，用以使正極 活物質層5與負極活物質層6互相絕緣，而且，於圖之上下 方向相對之正極活物質層5與負極活物質層6之間，確保特 定的空間8。密封構件1 1，配置於比正極活物質層5及負極 活物質層6之水平方向之外周更爲外側。 電解質層7，係由充塡於空間8之液體狀或凝膠狀之電 解質9所構成。 201208177 於充塡著電解質9之空間8，配設著由可供電解質9通 過之多孔質膜所形成之隔板1 2。隔板1 2具備阻止相對之2 個電極活物質層5及6之電性接觸的機能。 於最上段之負極活物質層6，連結著強電耳（high power tab) 16，於最下段之正極活物質層5，則連結著強 電耳17。經過充電之雙極型電池2時，強電耳16具有正極 端子之機能，強電耳1 7則具有負極端子之機能。 電解質層7、電解質層7兩側之正極活物質層5及負極 活物質層6，構成一個單位晶胞1 5。雙極型電池2係串聯3 個單位晶胞15而構成。 參照第3圖，以下之說明中，將3個單位晶胞15從正下 方開始，稱爲第1單位晶胞1 5a、第2單位晶胞1 5b、及第3 單位晶胞1 5 c。第3圖，與第1圖相同，係本發明之第1實施 形態的雙極型電池2。單位晶胞15之數及雙極型電池2之串 聯數可以對應期望之電壓來調節。 串聯之3個單位晶胞15a、15b、及15c所分擔之電壓若 不相等，則雙極型電池2整體無法得到期望之電池電壓。 此處，雙極型電池2時，爲了測量各單位晶胞1 5 a、1 5 b、 及15c之電壓，而分別將電壓檢測用端子21a裝設於第1集 電體4a，將電壓檢測用端子21b裝設於第2集電體4b’將電 壓檢測用端子21c裝設於第3集電體4c，將電壓檢測用端子 21d裝設於第4集電體4d。如此’於外部可以分別取得各單 位晶胞1 5 a、1 5 b、及1 5 c之電壓。此外’將配線2 2 a - 2 2 d連 結於電壓檢測用端子21&-21£1»配線223-22(1則連結於控制 201208177 電路25。控制電路25，係以緩和3個單位晶胞15a、15b、 及15c之電壓的不均衡，而依據所檢測之單位晶胞15a、 15b、及15c之電壓，實施高電壓之單位晶胞的放電。此外 ，也利用電壓檢測用端子21a-21d來進行放電。 亦即，第1單位晶胞1 5a之電壓之計測及放電，係利用 電壓檢测用端子21a及2 lb來實施。第2單位晶胞15b之電壓 之計測及放電，係利用電壓檢測用端子2 1 b及2 1 c來實施。 第3單位晶胞15c之電壓之計測及放電，係利用電壓檢測用 端子21c及21d來實施。 參照第9A-9D圖，各集電位4a-4d之外形，從層積方向 ，亦即，從第1圖之上下方向觀看時，爲長方形。亦即， 各集電體4a-4d具有4個邊31、32、33、及34。 將電壓檢測用端子21a、21b、21c、及21d裝設於4個 集電體4a-4d之方法，係利用黏著等方法來實施。此外， 檢測N個單位晶胞之電壓，需要N+ 1個電壓檢測用端子。 此處，將4個集電體4a-4d，稱爲第1集電體4a、第2集 電體4b'第3集電體4c、及第4集電體4d。 參照第4及5圖，傳統技術之雙極型電池2，從層積方 向觀看時，於各邊31之相同位置裝設著電壓檢測用端子 21 a-2 Id。此時，實施以電壓調整爲目的之放電時，於單 位晶胞1 5之面內，電壓分佈發生不均等的情形，放電結束 後’同一單位晶胞1 5內會發生充電狀態不均等的情形。尤 其是，集電體4a-4d使用導電性低於金屬材料之樹脂材料 時’單位晶胞1 5之面內的電流密度分佈會出現明顯偏差。 201208177 參照第6圖，層狀之電池單位晶胞15a，從層積方向觀 看時，爲長方形之平面形狀，具備並列連結於一個面內之 複數，例如，5個之微小電池要素B 1。 此處，5個微小電池要素B 1係串聯於電阻R 1。電阻R 1 係指電池直流電阻。圖之上下之電阻R2，係指面內電阻要 素。第1單位晶胞15a之放電用端子及一對電壓檢測用端子 21a及21b，皆位於圖之右端。單位晶胞15之放電時，電壓 檢測用端子21a及2 lb係介由放電電阻R4進行連結。 圖中，通過各微小電池要素B1之5個放電路徑當中， 通過位於最接近一對電壓檢測用端子21 a及21b之位置的微 小電池要素B1之放電電流II路徑爲最短，而且，該路徑之 電阻値也最小。通過離一對電壓檢測用端子2 1 a及2 1 b愈遠 之位置之微小電池要素B1的放電電流路徑愈長，而且，該 路徑之電阻値也較大。通過5個路徑當中之離一對電壓檢 測用端子2 1 a及2 1 b最遠之位置之微小電池要素B 1的放電電 流15路徑爲最長，而且，該路徑之電阻値最大。 參照第7圖，傳統技術之雙極型電池2時，於單位晶胞 15a之同一面內，隨著與一對電壓檢測用端子21a及21b之 距離愈遠，電流密度愈小。 參照第8圖，傳統技術之雙極型電池2時，放電結束後 之單位晶胞15a的電壓分佈，愈越近一對電壓檢測用端子 2 la及2 lb之微小電池要素B1的電壓愈低。亦即，愈接近一 對電壓檢測用端子2 1 a及2 1 b之微小電池要素B 1，放電之進 行愈快。 -10- 201208177 如此，傳統技術之雙極型電池2時，至放電結束爲止 之期間，於單位晶胞15a之面內，發生電壓之不均等。本 來，應爲均一之單位晶胞15之同一面內之充電狀態的不均 等，係表示容許電壓高於所測量之單位晶胞1 5 a之電壓的 部位可能存在於同一單位晶胞1 5a內。若存在如上之部位 ，則在不懂電池之使用方法的情形，可能導致局部電池之 過充電。單位晶胞15b及15c亦相同。 再度參照第9A-9D圖，本發明之第一實施形態之雙極 型電池2時，於集電體4a-4d之周緣部，各裝設著1個電壓 檢測用端子2 1 a-2 1 d。裝設方法，例如，以黏著來實施。 第9A-9D圖，爲了標示電壓檢測用端子21a-21d之配置，而 以平面形狀來個別標示集電體4a-4d。 參照第9D圖，於層積方向相鄰之第1集電體4a之電壓 檢測用端子21a及第2集電體4b之電壓檢測用端子21b，以 下述方式來配置。亦即，將相鄰之第2集電體4b之電壓檢 測用端子21b，配置於通過第1集電體4a之圖心Oa且垂直相 交於連結電壓檢測用端子21 a及第1集電體4a之圖心Oa之第 1直線Dal之第2直線Da2的相反側。 參照第9C圖，於層積方向相鄰之第2集電體4b之電壓 檢測用端子21b及第3集電體4c之電壓檢測用端子21c，以 下述方式來配置。亦即，將相鄰之第3集電體4c之電壓檢 測用端子21c，配置於通過第2集電體4b之圖心Ob且垂直相 交於連結電壓檢測用端子21b及第2集電體4b之圖心Ob之第 1直線Dbl之第2直線Db2的相反側。 -11 - 201208177 參照第9B圖，於層積方向相鄰之第3集電體4c之電壓 檢測用端子21c及第4集電體4d之電壓檢測用端子21d，以 下述方式來配置。亦即，將相鄰之第4集電體4d之電壓檢 測用端子21d，配置於通過第3集電體4c之圖心Oc且垂直相 交於連結電壓檢測用端子21c及第3集電體4c之圖心Oc之第 1直線Del之第2直線Dc2的相反側》 參照第9A圖，藉由如以上之配置，相鄰之第3集電體 4c之電壓檢測用端子21c，位於通過第4集電體4d之圖心Od 且垂直相交於連結電壓檢測用端子21d及第4集電體4d之圖 心0 d之第1直線D d 1之第2直線D d 2的相反側。 以上之說明，可以總結如下，集電體4及裝設於其之 電壓檢測用端子2 1，係將相鄰之集電體4之電壓檢測用端 子21，配置於通過集電體4之圖心Ο且垂直相交於連結電壓 檢測用端子21及集電體4之圖心Ο之第1直線D1之第2直線 D2的相反側》換言之，裝設於相鄰之集電體4之2個電壓檢 測用端子2 1，係以90度以上之角度間隔來配置》 在滿足以上之條件下，最好以下述方式來配置電壓檢 測用端子21a-21d。 以通過集電體4之圖心Ο的2條直線，將集電體4之平面 形狀分成4個區域，將電壓檢測用端子21裝設於不相鄰之2 個區域的一邊。將於層積方向相鄰之集電體4之電壓檢測 用端子21，裝設於不相鄰之2個區域的另一邊。最好’ 2條 直線係由通過長方形之平面形狀之集電體4之頂點的2條對 角線所構成。 -12- 201208177 亦即，參照第9D圖，利用第1集電體4a之圖心Oa及長 方形之對角線的2條直線Lla及L2a，將第1集電體4a分割成 4個區域RGla、RG2a、RG3a、及RG4a ’將電壓檢測用端 子21a配置於不相鄰之2個區域RGla及RG3a之一方RG3a。 而將相鄰之第2集電體4b之電壓檢測用端子21b配置在相當 於不相鄰之2個區域RGla及RG3 a之另一方RGla的位置。 參照第9C圖，利用第2集電體4b之圖心Ob及長方形之 對角線的2條直線Lib及L2b，將第2集電體4b分割成4個區 域RGlb、RG2b、RG3b、及RG4b，將電壓檢測用端子21b 配置於不相鄰之2個區域RGlb及RG3b之一方RGlb。而將 相鄰之第3集電體4c之電壓檢測用端子21c配置在相當於不 相鄰之2個區域RGlb及RG3b之另一方RG3b的位置。 參照第9B圖，利用第3集電體4c之圖心Oc及長方形之 對角線的2條直線Lie及LU，將第3集電體4c分割成4個區 域RGlc、RG2c、RG3c、及RG4c，將電壓檢測用端子21c 配置於不相鄰之2個區域RGlc及RG3c之一方RG3c。而將相 鄰之第4集電體4d之電壓檢測用端子21 d配置在相當於不相 鄰之2個區域RGlc及RG3c之另一方RGlc的位置。 依據發明者之硏究，相鄰之集電體4a-4d之電壓檢測 用端子21a-2 Id應在150-210度之角度間隔下進行配置。或 者，配設電壓檢測用端子21 a-21d之不相鄰的2個區域，最 好爲長方形之對角線之2條直線L 1 a ( L 1 b ' L 1 c、L 1 d )及 L2a ( L2b、L2c、L2d)的交角爲銳角之區域。 將電壓檢測用端子2 1 a-2 1 d裝設於長方形之對角線之2 -13- 201208177 條直線 Lla(Llb、 Lie、 Lid)及 L2a(L2b、 L2c、 L2d) 之交角爲銳角之區域，相較於將電壓檢測用端子21 a-21d 裝設於 2條直線 Lla(Llb、Lie、Lid )及 L2a(L2b、L2c 、L2d )之交角爲鈍角之區域，相鄰之電壓檢測用端子 2 la-2 Id可以分離之方式來配置。 參照第1 〇圖，如以上所示，配置著電壓檢測用端子 21a_21d之雙極型電池2時，於單位晶胞15a-15c之內部，放 電電流如何流動，如以下說明所示。 如第6圖之說明所示，層狀之電池之第1單位晶胞1 5 a ，從層積方向觀看時爲長方形，具備並列連結於一個面內 之複數，例如，5個微小電池要素B 1。第2單位晶胞1 5 b及 第3單位晶胞15c亦相同。 第1單位晶胞15a之電壓，如第3圖所示，利用裝設於 第1單位晶胞15a之兩側之集電板4a及4b的電壓檢測用端子 2 la及2 lb進行檢測。 電壓檢測用端子21a，位於圖之左端，電壓檢測用端 子2 1 b則位於圖之右端。所以，通過5個微小電池要素B 1之 放電電流的路徑長度大致相等。圖示之電壓檢測用端子 2 la與21b間之5個放電路徑的電阻，皆由1個電阻R1及6個 電阻R2所構成》亦即，5個放電路徑之電阻値大致相等。 結果，通過5個各微小電池要素B1之放電電流11-15之 大小也大致相等。如此，於第1單位晶胞1 5 a之面內，5個 微小電池要素B1，與其存在位置無關而實施均等放電。 參照第11圖，均等放電之結果，放電結束後之第1單 -14- 201208177 位晶胞15a內的電壓分佈，與電壓檢測用端子21a之距離無 關而爲一定。亦即，不會發生如傳統技術之電壓檢測用端 子的配置所導致之第8圖所示的電壓不均等。依據.該雙極 型電池2，可以期待單位晶胞15a ( 15b、15c)之面內之電 壓分佈的平坦化。 如以上所示，該雙極型電池2時，單位晶胞15a ( 15b 、：15c)之一方電壓檢測用端子21a(21b、21c)至另一方 電壓檢測用端子21b(21c、21d)之放電路徑的電阻，與 路徑無關而均一化。所以，單位晶胞15a ( 15b、15c )之 平面內之任何部位，電流密度相等，而使單位晶胞1 5 a ( 1 5 b、1 5 c )內之充電狀態以相同位準平行變遷。此外，一 對電壓檢測用端子21a及21b ( 21b及21c或21c及21d )檢測 放電結束後之電壓，因爲與單位晶胞15a (15b、15c)之 部位無關，故可進行精度良好之電壓檢測。 本實施形態之雙極型電池2，使用具有長方形之平面 形狀的集電體4a-4d，然而，本發明亦可適用利用長方形 以外之多角形之集電體的雙極型電池。 此外，未限制具有頂點之多角形，亦可適用於集電體 之平面形狀爲圓形或橢圓形等之形狀。 參照第12A-12D圖’針對適用於具有該形狀之集電體 4aa、4ba、4ca、及4da之雙極型電池2的本發明第2實施形 態進行說明。 本貫施形態時’也與％ 1貫施形態相同，雙極型電池2 由4個集電體4aa、4ba、4ca、及4da所構成。但是，集電體 -15- 201208177 4aa-4dd爲不具對稱性及頂點之平面形狀，與第1實施形態 不同。 於第1集電體4aa裝設著電壓檢測用端子21a，於第2集 電體4ba裝設著電壓檢測用端子21b，於第3集電體4ca裝設 著電壓檢測用端子21c，於第4集電體4 da則裝設著電壓檢 測用端子2 1 d。 第12A-12D圖與第9A-9D圖相同，係集電體4aa-4da之 電壓檢測用端子21a-21d的配置圖。 參照第12D圖，於層積方向相鄰之2個第1集電體4aa及 第2集電體4ba之電壓檢測用端子21 a及21b，以下述方式配 置。亦即，將相鄰之第2集電體4ba之電壓檢測用端子21b 配置於通過第1集電體4aa之圖心Oa且垂直相交於連結電壓 檢測用端子21a及第1集電體4 aa之圖心Oa之第1直線Dal之 第2直線Da2的相反側。 參照第12C圖，於層積方向相鄰之第2集電體4ba及第3 集電體4ca之電壓檢測用端子21b及21c，以下述方式配置 。亦即，將相鄰之第3集電體4ca之電壓檢測用端子21c配 置於通過第2集電體4ba之圖心Ob且垂直相交於連結電壓檢 測用端子21b及第2集電體4ba之圖心Ob之第1直線Dbl之第2 直線Db2的相反側》 參照第12B圖，於層積方向相鄰之第3集電體4ca及第4 集電體4da之電壓檢測用端子21c及21d，以下述方式配置 。亦即，將相鄰之第4集電體4da之電壓檢測用端子21d配 置於通過第3集電體4 ca之圖心Oc且垂直相交於連結電壓檢 -16- 201208177 測用端子2 1 c及第3集電體4 c a之圖心O c之第1直線D c 1之第2 直線Dc2的相反側。 參照第12A圖，藉由以上之配置，相鄰之第3集電體 4ca之電壓檢測用端子21c，位於通過第4集電體4da之圖心 〇d且垂直相交於連結電壓檢測用端子21d及第4集電體4da 之圖心Od之第1直線Ddl之第2直線Dd2的相反側。 本實施形態時，也是將分別裝設於相鄰之2個集電體4 之電壓檢測用端子2 1，以90度以上之角度間隔來配置<_ 在滿足以上之條件下，最好以下述方式來配置電壓檢 測用端子21a-21d。 以通過集電體4之圖心0的2條直線，將集電體4之平面 形狀分成4個區域，將電壓檢測用端子21配置於不相鄰之2 個區域之一邊。 亦即，參照第12D圖，以通過第1集電體4aa之圖心Oaa 的2條直線Lla及L2a，將第1集電體4aa分割成4個區域RGla 、RG2a、RG3a、及RG4a，而將電壓檢測用端子21a配置於 不相鄰之2個區域RGla及RG3a之一方RG3a。而將相鄰之第 2集電體4ba之電壓檢測用端子21b配置於相當於不相鄰之2 個區域RGla及RG3a之另一方RGla。 參照第9C圖，以第2集電體4ba之圖心Ob及長方形之對 角線的2條直線Lib及L2b，將第2集電體4ba分割成4個區域 RG1 b、RG2b、RG3b、及RG4b，將電壓檢測用端子2 1 b配 置於不相鄰之2個區域RGlb及RG3b之一方RGlb。並將相 鄰之第3集電體4ca之電壓檢測用端子21c配置在相當於不 -17- 201208177 相鄰之2個區域RGlb及RG3b之另一方RG3b。 參照第12B圖，以通過第3集電體4ca之圖心Oc及長方 形之對角線的2條直線Lie及Lie，將第3集電體4ca分割成4 個區域RGlc、RG2c、RG3c、及RG4c，將電壓檢測用端子 21c配置於不相鄰之2個區域RGlc及RG3c之一方RG3c。而 將相鄰之第4集電體4da之電壓檢測用端子21d配置在相當 於不相鄰之2個區域RGlc及RG3c之另一方RGlc。 最好，將電壓檢測用端子21a裝設於第1集電體4aa之2 條直線Lla及L2 a之交角爲銳角的區域。電壓檢測用端子 21b-21d亦相同。最好，相鄰之2個集電體4之電壓檢測用 端子21也以150-210度之角度間隔來配置。 如以上所示，依據本實施形態，即使爲不具對稱性及 頂點之平面形狀的集電體4aa-4da，亦可適用本發明，可以 消除單位晶胞內之同一面之充電狀態不均衡。 參照第13A-1 3D圖，針對本發明之第3實施形態進行說 明。 本實施形態時，也與第1實施形態相同，雙極型電池2 係由4個集電體4a、4b、4c、及4d所構成。第13A-13D圖與 第9A-9D圖相同，係集電體4a-4d之電壓檢測用端子21a-2 Id的配置圖。集電體4a-4d，具有與第1實施形態相同之 長方形的平面形狀。 本實施形態之雙極型電池2時，於裝設著集電體4 a-4 d 之電壓檢測用端子21a-21d的邊’預先附著有高電傳導率 之特定寬度的良導體41-44。 -18- 201208177 參照第13D圖，第1集電體4a，於裝設著電壓檢測用端 子21a之邊33a，預先附著有跨越全長之薄膜狀的第1良導 體41。 參照第13C圖，第2集電體4b，於裝設著電壓檢測用端 子21b之邊31b，預先附著有跨越全長之薄膜狀的第2良導 體42。 參照第13B圖，第3集電體4c，於裝設著電壓檢測用端 子21c之邊33c，預先附著有跨越全長之薄膜狀的第3良導 體43。 參照第13 A圖，第4集電體4d，於裝設著電壓檢測用端 子21d之邊31d，預先附著有跨越全長之薄膜狀的第4良導 體44。各電壓檢測用端子21 a-2 Id，係以黏著等方法裝設 於良導體41-44之上。 參照第14圖，針對使良導體41-44附著於裝設著電壓 檢測用端子21a-21d之邊33a、31b、33c、及31d的理由進行 說明。 第1 4圖，係第1實施形態之雙極型電池2之第1單位晶 胞15a的槪略平面圖。第1實施形態之雙極型電池2時，如 第9 C-9D圖所示，電壓檢測用端子21a，裝設於第1集電體 4a之邊33a的下部。此外，電壓檢測用端子21b，係裝設於 第2集電體之邊31b的大致中央部。 第14圖中’ 「正極端子位置」相當於電壓檢測用端子 2 1 a之裝設位置，「負極端子位置」相當於電壓檢測用端 子21b之裝設位置。 -19- 201208177 另外，第1單位晶胞15a之放電時，等電壓線平行於連 結一對電壓檢測用端子21 a及21b之直線。放電結束後，爲 與等電壓線垂直相交之線，亦即，如第1 4圖之XV-XV線所 切取之第1單位晶胞1 5 a內的電壓分佈，如第1 5圖所示-。 參照第15圖，於特定位置B，電壓爲極小，於位置B之 兩側，離位置B愈遠則電壓愈高。此種於特定位置B具有極 小値之電壓分佈的傾向，於樹脂型之集電體等電阻較高之 集電體更爲明顯。 第15圖所示之特定位置B，係第14圖之XV-XV線與連 結一對電壓檢測用端子21a及21b之直線相交的位置。於該 位置，放電結束後之電壓爲極小，係因爲於具有樹脂性之 集電體等電阻較高之集電體的雙極型電池時，於以最短距 離連結一對電壓檢測用端子21a及2 lb之直線上，放電作用 最爲活躍。 然而，具有於特定位置B之電壓爲極小之電壓分佈， 並非好事。所以，本發明之第3實施形態的雙極型電池2， 如第13A-13D圖所示，使良導體41-44附著於裝設著電壓檢 測用端子 21a-2 Id之邊 33a、31b、33c、及 31d。 結果，例如，第1單位晶胞1 5a時，配置於裝設著第1 集電體4a之邊3 3a的第1良導體41整體，具有電壓檢測用端 子之機能。此外，配置於第2集電體4b之邊31b的第2良導 體42整體，具有電壓檢測用端子之機能。 參照第16圖，第1單位晶胞15a時，利用第1良導體41 使放電電流流向第2良導體42。亦即，正負之一對電極， -20- 201208177 利用良導體4 1及42，來形成線而非只是點。結果，放電電 流之流向，平行於集電體4a及4b之長度方向，亦即，平行 於在第1圖及第3圖之左右方向延伸之邊32a、32b及邊34a 、3 4b，而且，均一。所以，可以消除第1單位晶胞15a內 之電壓分佈出現極小之情形。第2單位晶胞1 5 b及第3單位 晶胞1 5 c亦相同。 總結以上所述，使用電阻顯然高於金屬集電體之樹脂 製等集電體時，沿著與連結單位晶胞之一對電壓檢測用端 子所得之直線垂直相交之方向的電壓分佈，於連結一對電 壓檢測用端子之直線上爲極小値。藉此，單位晶胞之面內 之電壓分佈無法平坦。本實施形態之雙極型電池2，於裝 設著電壓檢測用端子21a-21d之邊33a、3 1b、33c、及3 1d， 附著有良導體41-4 4。良導體41-44，使與連結一對電壓檢 測用端子21a及21b ( 21b及21c、21c及21d)所得之直線垂 直相交之方向的電壓分佈成爲等電位。所以，即使利用電 阻高於金屬集電體之樹脂製集電體4a-4d來構成雙極型電 池2時，單位晶胞15a-15c內之電流密度可分別獲得均一化 〇 以上之說明，可以引用以20 10年7月30日爲申請日之 日本國特願2010-172270號之內容而爲一體。 以上，係藉由數個特定實施例來進行本發明進行說明 ，然而，本發明並未受限於上述各實施例。相關業者，於 申請專利範圍之技術範圍內，可對該等實施例進行修正及 變更。 -21 - 201208177 例如，第3實施形態時，不一定要以跨越裝設著電壓 檢測用端子21a-21d之邊33a、3 lb、33c、及31d之全長的方 式來配置良導體41-44，亦可以使良導體41-44只附著於以 電壓檢測用端子21 a-2 Id爲中心之邊33a、31b、33c、及31d 的一部分。 如以上所示，本發明之雙極型電池，進行電壓調整用 之放電時，層狀之單位晶胞內的電壓分佈可以均等化。所 以，例如，於做爲配載於電動車輛之電源的雙極型電池之 壽命延長上，可以期待獲得良好效果。 本發明之實施例所包含之排他性質或特長如申請專利 範圍所示。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之第1實施形態之雙極型電池的槪略縱 剖面圖。 第2圖係從上方觀看雙極型電池時之平面圖。 第3圖係用以說明雙極型電池內之電流流動之雙極型 電池的槪略縱剖面圖。 第4圖係傳統技術之雙極型電池的槪略縱剖面圖。 第5圖係從上方觀看傳統技術之雙極型電池時之平面 圖。 第6圖係傳統技術之雙極型電池之單位晶胞內之電流 分佈的電路圖。 第7圖係用以說明傳統技術之從配設於雙極型電池之 -22- 201208177 單位晶胞之電壓檢測用端子之距離與電流密度之關係的曲 線圖。 第8圖係用以說明傳統技術之從配設於雙極型電池之 電壓檢測用端子之距離與電壓之關係的曲線圖。 第9圖係構成本發明之第1實施形態之雙極型電池之4 個集電體的平面圖。 第1 0圖係本發明之第1實施形態之雙極型電池之單位 晶胞內之電流分佈的電路圖。 第1 1圖係用以說明從本發明之第1實施形態之雙極型 電池之電壓檢測用端子之距離與電壓之關係的曲線圖。 第12圖係構成本發明之第2實施形態之雙極型電池之4 個集電體的平面圖。 第1 3圖係構成本發明之第3實施形態之雙極型電池之4 個集電體的平面圖。 第1 4圖係用以說明本發明之第1實施形態之雙極型電 池之單位晶胞之電壓檢測用端子之配置的槪略平面圖》 第15圖係第14圖之XV-XV線所切取之單位晶胞內之放 電結束後之電壓分佈的曲線圖。 第16圖係用以說明本發明之第3實施形態之雙極型電 池之單位晶胞內之電流分佈之雙極型電池的重要部位槪略 透視圖。 【主要元件符號說明】 2 :雙極型電池 -23- 201208177 3 :雙極型電池 4 :集電體 4a :第1集電體 4aa :集電體 4b :第2集電體 4ba :集電體 4c :第3集電體 4 c a :集電體 4d :第4集電體 4da :集電體 5 :正極活物質層 6 :負極活物質層 7 :電解質層 8 :空間 9 :電解質 1 1 :密封構件 1 2 :隔板 1 5 :單位晶胞 1 5 a :單位晶胞 1 5 b :單位晶胞 1 5 c :單位晶胞 1 6 :強電耳 1 7 :強電耳 2 1 a :電壓檢測用端子 -24 201208177 2 1 b :電壓檢測用端子 2 1 c :電壓檢測用端子 2 1 d :電壓檢測用端子 2 2 a :配線 22b :配線 22c :配線 22d :配線 2 5 :控制電路 31 :邊 31a :邊 31b :邊 3 1 c :邊 31d :邊 32 :邊 32a :邊 32b :邊 32c :邊 32d :邊 33 :邊 33a :邊 33b :邊 33c :邊 33d :邊 34 :邊 -25 201208177 34a :邊 34b :邊 34c :邊 34d :邊 4 1 :良導體 42 :良導體 4 3 :良導體 44 :良導體 B 1 :微小電池要素 D a 1 :第1直線 Da2 :第2直線 Dbl :第1直線 D b 2 :第2直線 Del :第1直線 D c 2 :第2直線 Ddl :第1直線 D d 2 :第2直線 11 :放電電流 12 :放電電流 13 :放電電流 14 :放電電流 15 :放電電流 L 1 a :直線 L 1 b :直線 -26- 201208177 L 1 c .直線 L 1 d ·直線 L 2 a _直線 L 2 b :直線 L 2 c ·直線 L 2 d :直線 Oa :圖心 Ob :圖心 O c :圖心 Od :圖心 R1 :電阻 R2 :電阻 R4 :放電電阻 R G ]. a :區域 R G 1 b :區域 R G 1 c :區域 R G 1 d :區域 R G 2 a :區域 RG2b：區域 RG2c:區域 R G 2 cl ·區域 R G 3 a :區域 R G 3 b :區域 R G 3 c :區域 201208177 RG3d:區域 RG4a:區域 RG4b:區域 RG4c :區域 RG4d ：區域

Claims (1)

1. 201208177 七、申請專利範圍： 1 · 一種雙極型電池（2 )，具備：電壓檢測用端子（ 21a、21b、21c、21d)，介由電解質層（7)層積複數之 由層狀之集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、4ba、4ca、 4da)、配置於集電體（4、 4a、 4b、 4c、 4d、 4aa、 4ba、 4ca、4da )之一面的正極活物質層（5)、以及配置於集 電體（4、 4a、 4b、 4c、 4d、 4aa、 4ba、 4ca、 4da)之另一 面的負極活物質層（6)所構成項所記載之雙極型電極（3 )，而且，裝設於集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、 4ba、4ca、4da)之周緣部， 將相鄰之集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、4ba、 4ca、4da )之電壓檢測用端子（21a、21b、21c、21d )配 置於通過集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、4ba、4ca、 4da)之圖心（〇a、Ob、Oc、Od)且垂直相交於連結電壓 檢測用端子（21a、21b、21c、21d)與集電體（4、4a、 4b、4c、4d ' 4 aa ' 4ba、4ca、4 d a )之圖心（Oa、Ob、O c 、Od )之第1直線（Dal、Dbl、Del、Ddl )之第2專線（ Da2、Db2、Dc2、Dd2 )的相反側。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之雙極型電池（2 )， 其中 以相交於圖心（〇a、Ob、Oc、Od )之2條直線（Lla 、Lib、Lie、Lid、L2a、L2b、L2c、L2d )將集電體（4 ' 4a、4b、4c、4d、4 a a ' 4ba、4ca、4 d a )之平面形狀分 割成 4個區域（RGla、RG2a、RG3a' RG4a、RGlb、RG2b -29- 201208177 、RG3b、RG4b、RGlc、RG2c、RG3c、RG4c、RGld、 RG2d、RG3d、RG4d )時，於不相鄰之2個區域之一方及 另一方，分別配置相鄰之集電體（4、4a、4b、4c、4d、 4aa、4ba、4ca、4da)之電壓檢測用端子（21a、21b、21c 、2 1 d )。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之雙極型電池，其中 不相鄰之2個區域，係2條直線（Lla、Lib、Lie、Lid 、L2a、L2b、L2c、L2d)之交角爲銳角的區域（RGla、 RG3a、RGlb、RG3b、RGlc、RG3c、RGld、RG3d )。 4. 如申請專利範圍第2或3項所記載之雙極型電池，其 中 集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、4ba、4ca、4 d a ) 之平面形狀爲長方形，於圖心（Oa、Ob、Oc、Od )相交 之 2條直線（Lla、Lib、Lie、Lid、L2a、L2b、L2c、L2d )爲長方形之對角線》 5. 如申請專利範圍第1至4項之任一項所記載之雙極型 電池（2 )，其中 相鄰之集電體（4、4a、4b、4c、4d、4aa、4ba、4ca 、4da)之電壓檢測用端子（21a、21b、21c、21d)，以 15 0度至210度之角度間隔來配置。 6. 如申請專利範圍第1至5項之任一項所記載之雙極型 電池（2 )，其中 以電解質層（7 )、及位於電解質層（7 )之兩側之正 極活物質層（5)與負極活物質層（6)來構成一個單位晶 -30- 201208177 — 胞（15、15a、15b、15c)，電壓檢測用端子（21a、2 、21c、21d)兼用爲各單位晶胞（15、15a、15b、15c 之電容調整用端子。 -31 -