TW201208910A - Bipolar battery - Google Patents

Description

201208910 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於雙極型電池。 【先前技術】 JP-2004-319156-A所揭示之雙極型電池，係介由電解 質層，進行複數之於集電體之表背形成著電極層之雙極型 電極的層積而成。 【發明內容】 然而，此種雙極型電池時，萬一，出現外部短路等之 某種異常重要因素時，可能導致發電要素之過昇溫。發電 要素處於高溫的話，可能因爲電解質（電解液）汽化而導致 外裝材之內壓上昇。 有鑑於上述傳統問題點，本發明之目的，係在提供發 生氣體而導致外裝材之內壓上昇時，制限電流量來防止過 大電流流過之雙極型電池。 依據本發明之形態，含有：介由電解質層，層積複數 之於集電體之表背形成著電極層之雙極型電極的發電要 素。此外，提供一種雙極型電池，含有··以抵接發電要素 之方式配設，在無外力作用之狀態下，以點或線接觸發電 要素，在有外力之狀態下’以面接觸發電要素之方式之彈 性金屬部；及以收容著發電要素及彈性金屬部之方式配 設，內部氣壓低於大氣壓’利用內部氣壓與大氣壓之壓力 -5- 201208910 差’使彈性金屬部以面接觸發電要素之外裝材。 以下，參照附錄圖式，針對本發明之實施形態'本發 明之優點，進行詳細說明。 【實施方式】 (第1實施形態） 第1圖係本發明之雙極型電池的第1實施形態圖，第 1(A)圖係組合狀態之縱剖面圖，第1(B)圖係無外力作用之 狀態之電極耳片之彈性金屬部的斜視圖，第1 (C)圖係第 1 ( B )圖之c · C剖面圖。 雙極型電池1，包含發電要素10、電極耳片20、及 外裝材30。 發電要素10，包含雙極型電極11、電解質層12、及 密封件1 3 » 雙極型電極11，包含集電體111、正極112、及負極 113。正極112，形成於集電體111之一面（第1(A)圖之下 面負極113，形成於集電體111之相反面（第1(A)圖之 上面）。 集電體1 1 1，例如，以金屬、導電性高分子材料、添 加著導電性塡料之非導電性高分子材料等之導電性材料來 形成。集電體1 1 1之材料，適合的金屬，例如，鋁、鎳、 鐵、不鏽鋼、鈦、銅等。此外，亦可以爲鎳及鋁之包覆 材、銅及鋁之包覆材、或該等金屬之組合之電鍍材等。此 外》亦可以爲於金屬表面覆蓋著銘之泊。考慮電子傳導性 -6- 201208910 及電池作動電位’又以鋁、不鏽鋼、銅爲佳。 此外’適合做爲集電體111材料之導電性高分子材 料’例如，聚苯胺、聚比咯、聚塞吩、聚乙炔、聚對苯撐 乙烯、聚伸苯基乙烯化合物、聚丙烯腈、及聚噁二唑等。 此種導電性高分子材料，因爲即使未添加導電性塡料也有 充份之導電性’故製造工程容易’此外，可以使集電體 1 11輕量化。但是，必要時，亦可添加導電性塡料。 此外’適合做爲集電體111材料之添加著導電性塡料 之非導電性高分子材料’例如，聚乙烯（PE;高密度聚乙 烯（HDPE) '低密度聚乙烯（LDPE))、聚丙烯（pp)、聚乙烯 對苯二甲酸酯（PET)、p〇lyether nitrile (PEN)、聚醯亞胺 (PI)、聚亞胺醯胺（PAI)、聚醯胺（pa)、聚四氟乙烯 (PTFE)、苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR)、聚丙烯腈（PAN)、 聚甲基丙烯酸酯（PMA)，聚甲基丙烯酸甲酯（pmma)、聚 氯乙烯（PVC)、聚偏二氟乙烯（PVdF)、及聚苯乙烯（ps) 等。此種非導電性高分子材料，有優良之耐電位性及耐溶 媒性。 導電性塡料，只要爲導電性物質，並無特別限制，例 如，金屬等及導電性碳等，導電性、耐電位性、及鋰離子 抗滲性優良。適合做爲導電性塡料之材料的金屬等，例 如’從由 Ni 、 Ti 、 A1' Cu ' Pt 、 Fe 、 Cr 、 Sn 、 Zn 、 In 、 Sb、及K所構成之群組所選擇之至少1種金屬、包含該 等金屬之合金、或包含該等金屬之金屬氧化物等。適合做 爲導電性塡料之材料的導電性碳，例如，以含有從由乙炔 201208910 碳、弗爾肯（Vulcan)、黑珍珠（Black Pearl) '碳奈米纖 維、克特曼碳黑、奈米碳管、碳奈米角、Carbon nan() balloon、及富勒烯所構成之群組所選擇之至少！種爲 佳。導電性塡料之添加量，只要可對集電體111賦予 導電性之量即可，並無特別限制，一般而言，爲5〜3 5質 量％程度。 集電體1 1 1之大小，對應電池之使用用途來設定。例 如，若使用於要求高能量密度大型電池，使用面積較大之 集電體111»集電體111之厚度，並無特別限制。集電體 111之厚度，通常爲1〜ΙΟΟμιη程度。 正極112，如上面所述，形成於集電體lU之—面 (第1(A)圖之下面）。正極112，係含有正極活物質之層。 正極活物質，係放電時吸留離子、充電時放出離子之組 成。其良好例，例如，過渡金屬及鋰之複合氧化物之鋰-過渡金屬複合氧化物。具體而言，例如，LiC〇02等之 Li · Co系複合氧化物、LiNi02等之Li · Ni系複合氧化 物、尖晶石LiMn2〇4等之Li. Μη系複合氧化物、LiFe〇2 等之Li· Fe系複合氧化物、以及以其他元素置換該等過 渡金屬之一部分者等。鋰一過渡金屬複合氧化物，反應性 及循環特性優良，製造成本便宜。也可以使用其他之 LiFeP04等之過渡金屬及鋰之磷酸鹽及硫酸鹽；V205、 Mn02、TiS2、MoS2、Mo03等過渡金屬氧化物及硫化物； Pb02、Ago、NiOOH等。此種正極活物質，可以單獨使 用，也可使用2種以上之混合物。正極活物質之平均粒子 -8- 201208910 徑，並無特別限制，以正極活物質之高容量化、反應性、 循環耐久性之觀點而言，應爲1〜ΙΟΟμιη，最好爲1〜 20μιη »此種範圍，二次電池，可以抑制高輸出條件下之 充放電時之電池內部電阻的增大，而可取得充份之電流。 此外，正極活物質爲2次粒子時，構成2次粒子之1次粒 子的平均粒子徑應在l〇nm〜Ιμιη之範圍，然而，並未限 定在上述範圍內。但是，視製造方法而定，然而，正極活 物質亦可以不是以凝集、塊狀等來形成2次粒子化者。此 外，正極活物質，依據種類及製造方法等，其形狀不同， 例如，可以爲球狀（粉末狀）可以爲板狀、針狀、柱狀、角 狀等，然而，並未受限於此，使用任何形狀皆沒有問題》 最好，適度選擇可以提高充放電特性等電池特性之最佳形 狀。 於活物質層，必要時，亦可含有其他物質。例如，以 提高離子傳導性爲目的，而含有電解質、鋰鹽、導電助劑 等。 電解質，可以爲固體高分子電解質、高分子凝膠電解 質、以及層積該等所得者等。亦即，正極亦可以爲多層構 造，於集電體側及電解質側，只要形成改變了構成正極之 電解質種類、活物質種類、粒徑、以及該等之調合比的層 即可。最好，構成高分子凝膠電解質之聚合物及電解液之 比率（質量比）爲20:80〜98:2之電解液之比率相對較小的 範圍。 高分子凝膠電解質，係使具離子傳導性之固體高分子 -9- 201208910 電解質含有通常鋰離子電池所使用之電解液者，此外，不 具鋰離子傳導性之高分子之構架中，也含有用以保持同樣 電解液者。 此處，高分子凝膠電解質所含有之電解液（電解質鹽 及可塑劑），只要爲通常鋰離子電池所使用者即可，例 如，可以使用含有從 LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF6、 LiTaF6、LiAlCl4、LhBwCho等之無機酸陰離子鹽、及 LiCF3S03、Li(CF3S02)2N、Li(C2F5S02)2N 等之有機酸陰 離子鹽當中所選取之至少1種類之鋰鹽（電解質鹽），且使 用混合著碳酸丙烯酯、碳酸伸乙酯等之環狀碳^鹽類；碳 酸二甲酯、乙基甲基碳酸鹽，碳酸二乙酯等之鏈狀碳酸鹽 類；四氫呋喃、四氫-2-甲基錨喃、1，4-二氧六圜、1，2-二 甲氧乙烷、l，2-Dibutoxyethane等之乙醚類；γ-羥丁酸內 酯等之內酯類；乙腈等之腈類；丙酸甲酯等之酯類；二甲 基甲醯胺等之醯胺類；乙酸甲酯、甲酸甲酯當中所選取之 至少1種類或2種以上之非質子性溶媒等之有機溶媒（可 塑劑）者等。但是，並未受限於此。 當做高分子凝膠電解質使用之不具鋰離子傳導性的高 分子，例如，聚偏二氟乙烯（PVDF)、聚氯乙烯（PVC)、聚 丙烯腈（PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯（ΡΜΜΑ)。但是，並未受 限於此。此外，PAN、PMMA，因爲並非全部沒有鋰離子 傳導性，故可當做具離子傳導性之高分子，然而，此處， 係將其當做做爲高分子凝膠電解質使用之不具鋰離子傳導 性的高分子。 ⑧ -10- 201208910 鋰鹽，例如 ’ LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF( LiTaF6、LiAlCU、Li2B1QCl1()等之無機酸陰離子鹽 Li(CF3S02) 2N、Li(C2F5S02) 2N等之有機酸陰離子鹽， 該等之混合物等。但是並未受限於此。 導電助劑，係以提高活物質層之導電性爲目的所調 之添加物。導電助劑，例如，乙炔碳、碳黑、石墨。 是，並未受限於此。 正極之正極活物質、電解質（最好爲固體高分子電 質）、鋰鹽、導電助劑之調合量，應考慮電池之使用目 (輸出重視、能量重視等）、離子傳導性來決定。例如， 極內之電解質’尤其是，固體高分子電解質之調合量太 時，活物質層內之離子傳導電阻及離子擴散電阻變大， 導致電池性能降低。另一方面，正極內之電解質，尤 是，固體高分子電解質之調合量太多時，電池之能量密 降低。所以，考慮該等重要因素，配合目的來決定固體 分子電解質量。 正極之厚度，並無特別限制，針對調合量而言，只 考慮電池之使用目的（輸出重視、能量重視等）、離子傳 性來決定即可。一般而言，正極活物質層之厚度爲1 ( 5 0 0 μ m程度。 負極113，如上面所述，形成於集電體111之一 (第1(A)圖之上面）。負極113，係含有負極活物質之層 負極活物質，係放電時放出離子、充電時吸留離子之 成。負極活物質，只要爲鋰之吸留及放出爲可逆即可’ 或 合 但 解 的 正 少 將 其 度 高 要 導 面 〇 組 並 -11 - 201208910 無特別限制，負極活物質，例如，應爲S i及S η等之金 屬、或 TiO、Ti203、Ti02、或 SiO 2、SiO、Sn02 等之金 屬氧化物、Li4/3Ti5/304或Li7MnN等之鋰及過渡金屬之複 合氧化物、Li-Pb系合金、Li-Al系合金、Li、或天然石 墨、人造石墨、碳黑、活性碳、碳纖維、煤焦、軟質媒、 或硬質媒等之碳材料等。此外，負極活物質，應含有與鋰 合金化之元素。使用與鋰合金化之元素，可以得到具有高 於傳統之碳系材料之高能量密度之高容量及優良輸出特性 的電池。此種負極活物質，可以單獨使用，也可使用2種 以上之混合物。 上述之與鋰合金化之元素，例如，Si、Ge、Sn、Pb、 A1、I η、Z η、Η、C a、S r、B a、Ru、Rh、Ir、Pd、P t、Ag、 Au、Cd、Hg、Ga、T1、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、

Cl等。上述當中，以可構成容量及能量密度優良之電池 的觀點而言，以含有從由碳材料、及/或Si、Ge、Sn、

Pb、Al、In、以及Zn所構成之群組所選擇之至少1種以 上之元素爲佳，最好，含有碳材料、Si、以及Sn之元 素。可以單獨使用1種，或使用2種以上。 此外’負極活物質之粒子徑及形狀，並無特別限制， 因爲可採用與上述正極活物質相同之形態，故此處省略詳 細說明。此外，與正極活物質層相同，必要時，也可含有 其他物質’例如，以提高離子傳導性爲目的，而含有電解 質、鋰鹽、導電助劑等。 電解質層12，例如，係高分子凝膠電解質之層。該 ⑧ -12- 201208910 電解質，可以爲多層構造，亦可以於正極側及負極側’改 變電解質之種類及成分調合比來形成層。使用高分子凝膠 電解質時，構成高分子凝膠電解質之聚合物及電解液之比 率（質量比），在20:80〜2:98之電解液之比率相對較大之 範圍。 此種高分子凝膠電解質，爲使具離子傳導性之固體高 分子電解質，含有通常鋰離子電池所使用之電解液者’然 而，於具鋰離子傳導性之高分子之構架中’也包含保持著 同樣之電解液者在內。針對上述，因爲與以正極所含有電 解質之1種進行說明之高分子凝膠電解質相同’故省略說 明。 該等固體高分子電解質或高分子凝膠電解質’除了構 成電池之高分子電解質以外’如上面所述’尙可包含於正 極及/或負極，可依據構成電池之高分子電解質、正極、 負極，而使用不同高分子電解質’亦可使用相同之高分子 電解質，亦可依層來使用不同之高分子電解質。 構成電池之電解質厚度，並無特別限制。然而’爲了 得到小型雙極型電池，以在可確保電解質之機能的範圍愈 薄愈好。一般的固體高分子電解質層之厚度爲10〜100^m 程度》但是，電解質之形狀，爲了活用製法上之特徵’以 連電極（正極此外負極）之上面及側面外周部皆覆盡之方式 來形成也很容易，從機能、性能面而言’不必任何部位皆 爲大致一定之厚度。 密封件1 3，係在上下之集電體1 1 1之間，配置於正 -13- 201208910 極112、負極113及電解質層12之周圍。密封件13，係 防止集電體彼此之接觸及單電池層之端部的短路。密封件 13之材料，考慮絕緣性、針對固體電解質之脫落的密封 性、針對來自外部之水份透濕的密封性、電池動作溫度下 之耐熱性等來進行選擇。例如，適合爲丙烯酸樹脂、胺甲 酸乙酯樹脂、環氧樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚醯 亞胺樹脂、橡膠、尼龍樹脂等。其中，若考慮耐蝕性、耐 藥品性 '製作容易（製膜性）、經濟性，又以聚乙烯樹脂、 聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂最佳。 電極耳片20，包含抵接於發電要素10之彈性金屬部 21。電極耳片20之一端，露出於外裝材30之外部。電極 耳片20，例如，以鋁、銅、鈦、鎳、不鏽鋼（SUS)、該等 之合金等來形成。若考慮耐蝕性、製作容易、經濟性等， 又以鋁最佳。正極之電極耳片20及負極之電極耳片20, 可以爲相同材質，也可以爲不同材質。此外，也可爲多層 之不同材質的層積。 電極耳片20之彈性金屬部21，如第1(B)圖及第1(C) 圖所示，無外力作用之狀態時，中心附近離開發電要素 10而爲凸形（亦即，朝向第1(B)圖及第1(C)圖之上方）。 此外，如第1 (A)圖所示之組合狀態時，外裝材，被 密封成內部氣壓低於大氣壓之狀態，例如，被密封成真空 狀態。該狀態下，大氣壓作用於彈性金屬部2 1，彈性金 屬部21全面接觸（面接觸）發電要素10。 彈性金屬部2 1，如上所示，係依是否有外力作用而 ⑧ -14- 201208910 變形之彈性部材。 外裝材30，收容發電要素1〇。外裝材30需要柔軟 性。外裝材3 0之材料’可以有各種考量，例如，以聚丙 稀膜覆蓋銘、不绣鋼、鎳、銅等金屬（含合金）之高分子― 金屬複合層積膜的密封材。外裝材30，收容發電要素1〇 後’以熱熔接合於周圍。第1圖（A)所示之組合狀態時， 外裝材30之內部，爲低於大氣壓之大致真空。 第2圖係本實施形態之作用效果的說明圖，第2(A) 圖係通常狀態，第2(B)圖係異常狀態。 彈性金屬部21全面接觸發電要素10(面接觸）之狀 態’相同電流全面流過。萬一’發生外部短路等某種異常 重要因素’發電要素10可能出現過昇溫。發電要素10若 處於高溫下’電解質（電解液）汽化將導致外裝材之內壓上 昇。如此’如第2(B)圖所示，彈性金屬部21，中心附近 變形成凸出形狀而離開發電要素1 0。如此，電流只會流 過周邊附近，而使電流量受到限制，防止過大電流流過。 此外，外裝材30，因爲周圍被熱熔，然而，若使部 分之熱熔寬度較小’則該處即形成軟弱部。如此，電解質 (電解液）汽化而導致外裝材之內部氣壓上昇時，內部氣壓 從軟弱部釋出，外裝材之內部氣壓被大氣壓壓抑，而防止 外裝材之內部氣壓過大。 (第2實施形態） 第3圖，係本發明之雙極型電池的第2實施形態圖， -15- 201208910 第3(A)圖係組合狀態之縱剖面圖，第3(B)圖係無外力作 用之狀態時之電極耳片之彈性金屬部的斜視圖，第3(C) 圖係第3(B)圖之C-C剖面圖。 此外’以下對於發揮與前述相同之機能的部分，賦予 相同符號，並適度省略重複說明。 本實施形態之電極耳片20之彈性金屬部21，如第 3(B)圖及第3(C)圖所示，無外力作用之狀態時，中心附近 朝向發電要素10凸出（第3(B)圖及第3(C)圖之下方）。 此外，第3(A)圖所示之組合狀態時，外裝材，密封 成內部氣壓低於大氣壓之狀態，例如，密封成大致真空狀 態。該狀態下，大氣壓作用於彈性金屬部2 1，彈性金屬 部21全面接觸發電要素1〇(面接觸）。如此，彈性金屬部 21，以愈靠近發電要素10之中心附近愈強力之方式進行 推壓。 此處，爲了容易理解本實施形態，針對電池之化學反 應進行說明。 通常運轉電壓範圍，產生下式（1)之化學反應。 【化1】 R. +I/2H24Alkylt . . . (1) 此外，過充電電壓域時，產生下式（2-1)〜（2-4)之反 應。 【化2】 3Co02 4 Co30< + 021 _ · (2-1) ROCO2R + 3〇2 — SCOjt · · . (2-2) -16- 201208910 R0C02R + H20 2ROH + C02. . · (2-3)

LiPF6 + H20 — LiF + 2HFt +POF3 · (2-4) 此外，過放電電壓域時，產生下式（3-1)或（3-2)之反 m 。 【化3】 R0C02R + e· + Li+ + J/2H2 — ROCOpl +A!kyl . . (3_υ

JiOCOjR + 2e + 2ii++ if2UjCOj l + H-Rt . . . (3-2) 如上所示，通常運轉、過充電中、過放電中，發生氣 體。因爲彈性金屬部21全面接觸發電要素1〇(面接觸）， 電解質層若無氣體殘留，則相同電流流過全面，如上所 示，發生之氣體若殘留於電解質層，則會妨礙電流之流 動，且其周圍電流較大。如此，發生高電流密度之局部區 域。局部之電流密度增高，可能發生鋰離子之電化學成核 而析出。如此一來，局部會發生劣化。其次，可能陷入劣 化擴至周圍之惡性循環。 此外，重複充電放電時，尤其是初期，因爲負極表面 形成覆膜及電解液分解等’可能發生氣體。發生之氣體若 殘留於電解質層’電流之流動將受到妨礙。此外’若發生 之氣體導致電解質層不均一’可能陷入誘發氣體之發生的 惡性循環。 相對於此，本實施形態之電極耳片20之彈性金屬部 21，在無外力作用之狀態時’如第3(B)圖及第3(C)圖所 示，中心附近朝向發電要素10凸出（第3(B)圖及第3(C) 圖之下方）。所以’第3 (A)圖所示之組合狀態時’發電要 素10之愈靠近中心附近’承受到來自彈性金屬部21之押 -17- 201208910 壓力愈大。所以，發生於電解質層之氣體’容易移動至推 壓力較小之周邊密封件附近。藉此’可以防止氣體對電流 流動所造成的妨礙。因爲密封件附近’原本就沒有電流流 過，即使氣體殘留也不會形成問題° 第4圖係本實施形態之作用效果說明圖’第4(A)圖 係通常狀態，第4(B)圖係異常狀態。 此外，彈性金屬部21全面接觸發電要素1〇(面接觸） 之狀態時，相同電流流過全面。萬一，出現外部短路等之 某種異常重要因素，可能導致發電要素10之過昇溫。發 電要素10處於高溫的話，可能因爲電解質（電解液）汽化 而導致外裝材之內壓上昇。如第4(B)圖所示，彈性金屬 部2 1，除了中心附近以外，其他區域離開發電要素10, 而變形成中心附近朝向發電要素凸出之形狀。如此，電流 只流過中心附近，電流量獲得限制，而防止過大電流流 過。 (第3實施形態） 第5圖’係本發明之雙極型電池的第3實施形態之電 極耳片的彈性金屬部圖，第5(A)圖係電極耳片之彈性金 屬部的斜視圖’第5 (B )圖係第5 (A)圖之B - B剖面圖。 本實施形態之電極耳片的彈性金屬部2 1，在無外力 作用之狀態時’爲中心附近朝下方向凸出且周緣面2丨a配 置於一平面上之形狀。 外裝材’如上面所述’係內部氣壓低於大氣壓之狀態 -18- 201208910 被進行密封。此時，大氣壓介由外裝材 彈性金屬部21，使電極耳片之彈性金屬 態。此時，彈性金屬部21之周端咬入 層而可能導致其受損。 相對於此，本實施形態時，電極： 2 1，在無外力作用之狀態時，周緣面2 : 上之形狀。此種構造時，電極耳片之彈 少周緣面21a隨時保持抵接於外裝材 發明之雙極型電池時，可以防止彈性金 致外裝材之高分子膜層受損。 (第4實施形態） 第6圖，係本發明之雙極型電池之 極耳片的彈性金屬部圖，第6(A)圖係' 屬部的斜視圖，第6(B)圖係第6(A)圖之 本實施形態之電極耳片的彈性金屬 周緣覆蓋著絕緣性樹脂之部位21b。 此種樽造時，電極耳片之彈性金屬 樹脂覆膜部2〗b保持抵接於外裝材30 極型電池時，可以防止彈性金屬部21 之高分子膜層受損。此外，萬一，外裝 損，因爲有絕緣樹脂覆膜部21b，外裝 耳片之彈性金屬部21不會發生短路。 作用於電極耳片之 丨部2 1處於平面狀 外裝材之高分子膜 耳片之彈性金屬部 ί a係配置於一平面 〖性金屬部21，至 3 0。所以，製造本 屬部21之周端導 第4實施形態之電 電極耳片之彈性金 B-B剖面圖。 ί部2 1，係配設於 丨部21，至少絕緣 。製造本發明之雙 之周端導致外裝材 材之高分子膜層受 材之金屬層與電極 -19- 201208910 (第5實施形態） 第7圖，係本發明之雙極型電池的第5實施形態圖， 第7 (A)圖係組合狀態之縱剖面圖，第7 (B)圖係雙極型電 極及其周圍之密封件的平面圖，第7(C)圖係無外力作用 之狀態時之電極耳片之彈性金屬部的剖面圖。 本實施形態之雙極型電池1，發電要素10之發電區 域被分割成複數。具體而言，如第7(A)圖及第7(B)圖所 示，發電區域爲2處，正極112及負極113被分割成2 個。 其次，電極耳片之彈性金屬部21，如第7(C)圖所 示，在無外力作用之狀態時，係以朝發電要素1〇之各發 電區域之中心附近凸出之方式來形成。此外，係周緣面 21a及中心面21c配置於一平面上之形狀。 組合狀態時，如第7(A)圖所示，發電要素10之各發 電區域，愈靠近中心附近，承受到來自彈性金屬部2 1之 押壓力愈大。換言之，彈性金屬部21之推壓，愈靠近發 電要素10之發電區域之中心附近其力道愈強。所以，發 生於電解質層之氣體，容易朝押壓力較小之周邊區域（電 極形成區域）移動。因爲該區域原本就沒有電流流過，故 氣體殘留不會形成問題。 並未受限於以上說明之實施形態’在其技術思想之範 圍內，可以進行各種變形及變更，而且’當然皆包含於本 發明之技術範圍內 例如，如第8圖所示，亦可以使彈性金屬部21之端 ⑧ -20- 201208910 部成爲形成爲捲曲狀。此種方式’在製造雙極型電池時’ 亦可以防止彈性金屬部21之周端導致外裝材之高分子膜 層受損。 此外，第5實施形態時’發電區域爲2處’正極1 12 及負極Π3分割成2個。其次’電極耳片之彈性金屬部 21，在無外力作用之狀態時’係以朝發電要素1〇之各發 電區域之中心附近凸出之方式來形成。然而，如第9圖所 示，亦可以爲，發電區域爲1處，而以電極耳片之彈性金 屬部21朝2處凸出之方式來形成。此種構成時，即使萬 —因爲外部短路等之某種異常重要因素，導致發電要素 1 〇過昇溫而使電解質（電解液）汽化時，彈性金屬部2 1產 生如第9 (B )圖所示之變形。如此，因爲電流只流過凸出 形狀附近，電流量受到限制，而防止過大電流流過。 此外，上述各實施形態時，彈性金屬部2 1，在無外 力作用之狀態時，係朝下方於中心附近形成點狀凸出，然 而，亦可以形成爲線狀凸出。 此外’上述各實施形態時，彈性金屬部2 1，係以電 極耳片20之一部分來進行說明。如上所示，若爲一體形 成，因爲不會增加構件點數，有利於生產性，然而，與可 以爲與電極耳片20分離之其他構件。 此外，電池，並未限制爲可充電之二次電池。亦可以 爲不可充電之一次電池。 其他方面，上述實施形態，可以進行適當的組合》 本專利申請’依據2010年7月26日對日本國特許廳 -21 - 201208910 提出申請之日本特願2010-166858主張優先權，該申請書 之全部內容可供參照且包含於本說明書。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之雙極型電池的第1實施形態圖。 第2圖係第1實施形態之作用效果說明圖。 第3圖係本發明之雙極型電池的第2實施形態圖。 第4圖係第2實施形態之作用效果說明圖。 第5圖係本發明之雙極型電池之第3實施形態之電極 耳片的彈性金屬部圖。 第6圖係本發明之雙極型電池之第4實施形態之電極 耳片的彈性金屬部圖。 第7圖係本發明之雙極型電池的第5實施形態圖。 第8圖係本發明之雙極型電池之其他實施形態之電極 耳片的彈性金屬部圖。 第9圖係本發明之雙極型電池之另一其他實施形態之 電極耳片的彈性金屬部圖。 【主要元件符號說明】 I :雙極型電池 1〇 :發電要素 II :雙極型電極 12 :電解質層 1 3 :密封件 ⑧ -22- 201208910 20 :電極耳片 2 1 :彈性金屬部 2 1 a :周緣面 2 1 b :周緣覆蓋著絕緣性樹脂之部位 2 1 c :中心面 3 0 :外裝材 1 1 1 :集電體 1 12 :正極 1 1 3 :負極 -23-

Claims (1)

1. 201208910 七、申請專利範固 1. 一種雙極型電池，含有： 發電要素（10)，介由電解質層（12)，層積著複數之於 集電體（II1)之表背形成有電極層（112、113)之雙極型電極 (11); 彈性金屬部（21)，以抵接於前述發電要素（1〇)之方式 配設，無外力作用之狀態時，以點或線接觸發電要素 (10)，有外力之狀態時’以面接觸發電要素（10);以及 外裝材（30)，以收容前述發電要素（10)及彈性金屬部 (21)之方式配設’內部氣壓低於大氣壓’藉由內部氣壓與 大氣壓之壓力差’使前述彈性金屬部（21)以面接觸發電要 素（10) 0 2. 如申請專利範圍第1項所記載之雙極型電池，其 中 前述彈性金屬部（2 1 )，無外力作用之狀態時，朝向發 電要素（10)凸出，有外力之狀態時’以面接觸發電要素 (10)。 3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之雙極型電 池，其中 前述發電要素（10)，含有分割成複數之發電區域， 前述彈性金屬部（2 1)’無外力作用之狀態時，朝向發 電要素（10)之各發電區域凸出’有外力之狀態時’以面接 觸發電要素（1 〇)。 4. 如申請專利範圍第1至3項之任1項所記載之雙 ⑧ -24- 201208910 極型電池，其中 前述彈性金屬部（2 1 )，係以將前述發電要素（1 〇)所發 電之電力取出至前述外裝材（3 0)之外部爲目的之電極耳片 (20)的一部分。 5 ·如申請專利範圍第1至4項之任1項所記載之雙 極型電池，其中 前述彈性金屬部（2 1 )，無外力作用之狀態時，周緣面 係配置於一平面上之形狀。 6. 如申請專利範圍第1至4項之任1項所記載之雙 極型電池，其中 前述彈性金屬部（21)，周緣以離開前述外裝材（30)之 方式捲曲。 7. 如申請專利範圍第1至6項之任1項所記載之雙 極型電池，其中 前述彈性金屬部（21)，更含有配設於周緣之絕緣樹脂 覆膜部。 8. 一種雙極型電池，含有： 發電要素（1〇)，介由電解質層’層積著複數之於集電 體之表背形成有電極層之雙極型電極；- 彈性金屬部（2 1)，以抵接於前述發電要素（1〇)之方式 配設，越接近發電要素（1〇)中心越強力推壓；以及 外裝材（3〇)，以收容前述發電要素（1〇)及彈性金屬部 (2 1)之方式配設。 -25-