TWI481519B - Bipolar battery - Google Patents

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TWI481519B
TWI481519B TW100125977A TW100125977A TWI481519B TW I481519 B TWI481519 B TW I481519B TW 100125977 A TW100125977 A TW 100125977A TW 100125977 A TW100125977 A TW 100125977A TW I481519 B TWI481519 B TW I481519B
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Motoharu Obika
Hideaki Horie
Yoshiaki Nitta
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Nissan Motor
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Description

雙極性電池
本發明係關於雙極型電池。
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。
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，可能因為電解質(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。
(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13。
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111，例如，以金屬、導電性高分子材料、添加著導電性填料之非導電性高分子材料等之導電性材料來形成。集電體111之材料，適合的金屬，例如，鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、鈦、銅等。此外，亦可以為鎳及鋁之包覆材、銅及鋁之包覆材、或該等金屬之組合之電鍍材等。此外，亦可以為於金屬表面覆蓋著鋁之箔。考慮電子傳導性及電池作動電位，又以鋁、不鏽鋼、銅為佳。
此外，適合做為集電體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，因為即使未添加導電性填料也有充份之導電性，故製造工程容易，此外，可以使集電體111輕量化。但是，必要時，亦可添加導電性填料。
此外，適合做為集電體111材料之添加著導電性填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)、Polyether 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。
導電性填料，只要為導電性物質，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。適合做為導電性填料之材料的金屬等，例如，從由Ni、Ti、Al、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。適合做為導電性填料之材料的導電性碳，例如，以含有從由乙炔碳、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 nano balloon、及富勒烯所構成之群組所選擇之至少1種為佳。導電性填料之添加量，只要可對集電體111賦予充份導電性之量即可，並無特別限制，一般而言，為5～35質量%程度。
集電體111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，通常為1～100μm程度。
正極112，如上面所述，形成於集電體111之一面(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，LiCoO2 等之Li‧Co系複合氧化物、LiNiO2 等之Li‧Ni系複合氧化物、尖晶石LiMn2 O4 等之Li‧Mn系複合氧化物、LiFeO2 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LiFePO4 等之過渡金屬及鋰之磷酸鹽及硫酸鹽；V2 O5 、MnO2 、TiS2 、MoS2 、MoO3 等過渡金屬氧化物及硫化物；PbO2 、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，應為1～100μm，最好為1～20μm。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，正極活物質為2次粒子時，構成2次粒子之1次粒子的平均粒子徑應在10nm～1μm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，可以為球狀(粉末狀)可以為板狀、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，以提高離子傳導性為目的，而含有電解質、鋰鹽、導電助劑等。
電解質，可以為固體高分子電解質、高分子凝膠電解質、以及層積該等所得者等。亦即，正極亦可以為多層構造，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)為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)，只要為通常鋰離子電池所使用者即可，例如，可以使用含有從LiPF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiAsF6 、LiTaF6 、LiAlCl4 、Li2 B10 Cl10 等之無機酸陰離子鹽、及LiCF3 SO3 、Li(CF3 SO2 )2 N、Li(C2 F5 SO2 )2 N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酸鹽類；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-甲基鏋喃、1,4-二氧六圜、1,2-二甲氧乙烷、1,2-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(PMMA)。但是，並未受限於此。此外，PAN、PMMA，因為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，係將其當做做為高分子凝膠電解質使用之不具鋰離子傳導性的高分子。
鋰鹽，例如，LiPF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiAsF6 、LiTaF6 、LiAlCl4 、Li2 B10 Cl10 等之無機酸陰離子鹽、Li(CF3 SO2 )2 N、Li(C2 F5 SO2 )2 N等之有機酸陰離子鹽，或該等之混合物等。但是並未受限於此。
導電助劑，係以提高活物質層之導電性為目的所調合之添加物。導電助劑，例如，乙炔碳、碳黑、石墨。但是，並未受限於此。
正極之正極活物質、電解質(最好為固體高分子電解質)、鋰鹽、導電助劑之調合量，應考慮電池之使用目的(輸出重視、能量重視等)、離子傳導性來決定。例如，正極內之電解質，尤其是，固體高分子電解質之調合量太少時，活物質層內之離子傳導電阻及離子擴散電阻變大，將導致電池性能降低。另一方面，正極內之電解質，尤其是，固體高分子電解質之調合量太多時，電池之能量密度降低。所以，考慮該等重要因素，配合目的來決定固體高分子電解質量。
正極之厚度，並無特別限制，針對調合量而言，只要考慮電池之使用目的(輸出重視、能量重視等)、離子傳導性來決定即可。一般而言，正極活物質層之厚度為10～500μm程度。
負極113，如上面所述，形成於集電體111之一面(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、充電時吸留離子之組成。負極活物質，只要為鋰之吸留及放出為可逆即可，並無特別限制，負極活物質，例如，應為Si及Sn等之金屬、或TiO、Ti2 O3 、TiO2 、或SiO2 、SiO、SnO2 等之金屬氧化物、Li4/3 Ti5/3 O4 或Li7 MnN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、Al、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、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種以上之元素為佳，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，因為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，以提高離子傳導性為目的，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。該電解質，可以為多層構造，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，為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，因為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，尚可包含於正極及/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，為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為10～100μm程度。但是，電解質之形狀，為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蓋之方式來形成也很容易，從機能、性能面而言，不必任何部位皆為大致一定之厚度。
密封件13，係在上下之集電體111之間，配置於正極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，適合為丙烯酸樹脂、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，可以為相同材質，也可以為不同材質。此外，也可為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而為凸形(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21，彈性金屬部21全面接觸(面接觸)發電要素10。
彈性金屬部21，如上所示，係依是否有外力作用而變形之彈性部材。
外裝材30，收容發電要素10。外裝材30需要柔軟性。外裝材30之材料，可以有各種考量，例如，以聚丙烯膜覆蓋鋁、不銹鋼、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10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，為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10。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，因為周圍被熱熔，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，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21，彈性金屬部21全面接觸發電要素10(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，為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 * +1 /2H 2 →Alkyl ↑　‧‧‧(1)
此外，過充電電壓域時，產生下式(2-1)～(2-4)之反應。
【化2】
3CoO 2 →Co 3 O 4 +O 2 ↑　‧‧‧(2-1)
ROCO 2 R +3O 2 →3CO 2 ↑+3H 2 O 　‧‧‧(2-2)
ROCO 2 R +H 2 O →2ROH +CO 2 ↑　‧‧‧(2-3)
LiPF 6 +H 2 O →LiF +2HF ↑+POF 3 　‧‧‧(2-4)
此外，過放電電壓域時，產生下式(3-1)或(3-2)之反應。
【化3】
ROCO 2 R +e - +Li + +1 /2H 2 →ROCO 2 Li ↓+Alkyl ↑　‧‧‧(3-1)
ROCO 2 R +2e - +2Li + +H 2 →Li 2 CO 3 ↓+R -R ↑　‧‧‧(3-2)
如上所示，通常運轉、過充電中、過放電中，發生氣體。因為彈性金屬部21全面接觸發電要素10(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，因為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。因為密封件附近，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10(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，可能因為電解質(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21，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21，在無外力作用之狀態時，為中心附近朝下方向凸出且周緣面21a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被進行密封。此時，大氣壓介由外裝材作用於電極耳片之彈性金屬部21，使電極耳片之彈性金屬部21處於平面狀態。此時，彈性金屬部21之周端咬入外裝材之高分子膜層而可能導致其受損。
相對於此，本實施形態時，電極耳片之彈性金屬部21，在無外力作用之狀態時，周緣面21a係配置於一平面上之形狀。此種構造時，電極耳片之彈性金屬部21，至少周緣面21a隨時保持抵接於外裝材30。所以，製造本發明之雙極型電池時，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。
(第4實施形態)
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6(A)圖係電極耳片之彈性金屬部的斜視圖，第6(B)圖係第6(A)圖之B-B剖面圖。
本實施形態之電極耳片的彈性金屬部21，係配設於周緣覆蓋著絕緣性樹脂之部位21b。
此種構造時，電極耳片之彈性金屬部21，至少絕緣樹脂覆膜部21b保持抵接於外裝材30。製造本發明之雙極型電池時，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，萬一，外裝材之高分子膜層受損，因為有絕緣樹脂覆膜部21b，外裝材之金屬層與電極耳片之彈性金屬部21不會發生短路。
(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，發電區域為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10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21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。因為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之端部成為形成為捲曲狀。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，發電區域為2處，正極112及負極113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10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，亦可以為，發電區域為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，即使萬一因為外部短路等之某種異常重要因素，導致發電要素10過昇溫而使電解質(電解液)汽化時，彈性金屬部21產生如第9(B)圖所示之變形。如此，因為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21，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，亦可以形成為線狀凸出。
此外，上述各實施形態時，彈性金屬部21，係以電極耳片20之一部分來進行說明。如上所示，若為一體形成，因為不會增加構件點數，有利於生產性，然而，與可以為與電極耳片20分離之其他構件。
此外，電池，並未限制為可充電之二次電池。亦可以為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。
1．．．雙極型電池
10．．．發電要素
11．．．雙極型電極
12．．．電解質層
13．．．密封件
20‧‧‧電極耳片
21‧‧‧彈性金屬部
21a‧‧‧周緣面
21b‧‧‧周緣覆蓋著絕緣性樹脂之部位
21c‧‧‧中心面
30‧‧‧外裝材
111‧‧‧集電體
112‧‧‧正極
113‧‧‧負極
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。
1．．．雙極型電池
10．．．發電要素
11．．．雙極型電極
12．．．電解質層
13．．．密封件
20．．．電極耳片
21．．．彈性金屬部
30．．．外裝材
111．．．集電體
112．．．正極
113．．．負極

Claims (8)

  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(111)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(10)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)。
  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(21)，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(21)，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(10)。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之雙極型電 池，其中前述彈性金屬部(21)，係以將前述發電要素(10)所發電之電力取出至前述外裝材(30)之外部為目的之電極耳片(20)的一部分。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載之雙極型電池，其中前述彈性金屬部(21)，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或2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或2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(10)，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(21)，以抵接於前述發電要素(10)之方式配設，越接近發電要素(10)中心越強力推壓，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。
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