WO2023228475A1 - 電池 - Google Patents

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WO2023228475A1
WO2023228475A1 PCT/JP2023/002791 JP2023002791W WO2023228475A1 WO 2023228475 A1 WO2023228475 A1 WO 2023228475A1 JP 2023002791 W JP2023002791 W JP 2023002791W WO 2023228475 A1 WO2023228475 A1 WO 2023228475A1
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WO
WIPO (PCT)
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pressing member
battery
shape
battery cell
exterior body
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/002791
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
紀幸 内田
英一 古賀
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2023228475A1 publication Critical patent/WO2023228475A1/ja

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular

Definitions

  • the present disclosure relates to batteries.
  • Patent Document 1 discloses a battery characterized in that pressure is applied substantially uniformly to each of the front and back surfaces of an electrode body of a battery cell by the elastic force of an exterior body whose center is convex inward. ing.
  • Patent Document 2 discloses a battery characterized by having a pressing part that locally presses at least one of the front surface and the back surface of an object (battery cell) housed in an exterior body.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 when the battery cell is housed in the exterior body or when the battery cell is locally pressed, the load is concentrated on the surface of the battery cell that is in contact with the exterior body. , damage to the battery cells may occur. For this reason, it has been difficult to obtain a battery with high reliability.
  • the present disclosure provides a battery with high reliability.
  • a battery according to one aspect of the present disclosure includes a battery cell including a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a battery cell provided above the battery cell, and including a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • a plate-shaped first pressing member for pressing the first pressing member has a planar first surface facing the battery cell side; and a surface facing back to the first surface. and a second surface having a convex shape.
  • a highly reliable battery can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a plurality of battery cells included in the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the first pressing member according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view in which the first pressing member according to Embodiment 1 and a cylinder having a curved surface shape are overlapped.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a housing process according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the components of the battery according to the first embodiment separated for explanation, and a side view of the first pressing member.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a battery according to Comparative Example 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the exterior body and battery unit included in the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a battery according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member according to Example 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a perspective view of the first pressing member according to Example 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a perspective view in which the first pressing member according to Example 1 of Embodiment 1 and a sphere having a curved surface shape are overlapped.
  • FIG. 14 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member according to Example 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 15 is a perspective view of the first pressing member according to Example 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 16 is a front view and a perspective view of the first pressing member according to Example 3 of Embodiment 1.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a battery unit included in the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a perspective view of a battery unit included in the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 3.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a battery according to Embodiment 4.
  • a plurality of battery cells are stacked, each having a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • One of the important qualities of batteries is high battery efficiency. By pressing the battery cells uniformly from the thickness direction, the contact resistance of the battery cells is lowered and battery efficiency is improved.
  • the positive electrode active material layer, negative electrode active material layer, and solid electrolyte layer may rupture, resulting in a decrease in electrical conductivity, or the layers of the battery cell may peel off, resulting in a decrease in electrical conductivity, or the positive electrode Damage such as tearing of the electric body or negative electrode current collector may occur. For this reason, it has been difficult to obtain a battery with high reliability.
  • the present disclosure provides a battery with high reliability.
  • the battery according to the first aspect of the present disclosure includes: A battery cell including a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode; a plate-shaped first pressing member that is provided above the battery cell and presses the battery cell; The first pressing member is a first surface facing the battery cell and having a planar shape; and a second surface that is opposite to the first surface and has a convex shape.
  • the first surface of the first pressing member on the battery cell side has a planar shape and the second surface has a convex shape
  • the planar first surface can be prevented from being deformed by the reaction force when the battery cell is pressed. suppressed. Therefore, the flat first surface uniformly presses the battery cells from above, thereby suppressing damage to the battery cells. In other words, a highly reliable battery is realized.
  • the contact resistance in the battery cells can be reduced and battery efficiency can be improved.
  • the battery according to the first aspect may include an exterior body that accommodates the battery cell and the first pressing member,
  • the first pressing member may be arranged between the exterior body and the battery cell.
  • the battery cell is pressed by the exterior body via the first pressing member. Also in this case, since the battery cells are uniformly pressed by the first pressing member, damage to the battery cells is suppressed. In other words, a highly reliable battery is realized.
  • the first pressing member may have higher rigidity than the exterior body.
  • the first pressing member is pressed by the exterior body, the first surface of the first pressing member becomes more difficult to deform.
  • the battery cells are pressed more uniformly by the first pressing member, damage to the battery cells is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • a plate-shaped second pressing member may be provided below the battery cell and press the battery cell,
  • the second pressing member is a third surface facing the battery cell and having a planar shape; It may have a fourth surface that is a surface opposite to the third surface.
  • the battery cell is uniformly pressed from below by the planar third surface. Therefore, since the battery cell is uniformly pressed from above and below by the planar first surface and the planar third surface, damage to the battery cell is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the fourth surface may have a planar shape.
  • the battery cell is evenly pressed from below by the planar third surface. Therefore, since the battery cell is uniformly pressed from above and below by the planar first surface and the planar third surface, damage to the battery cell is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the second surface and the fourth surface may have the same shape.
  • the first pressing member and the second pressing member have substantially the same shape. Therefore, there is no need to separately make the first pressing member and the second pressing member during manufacturing, so manufacturing can be simplified.
  • the second surface and the fourth surface may have mutually different shapes.
  • the battery cell is uniformly pressed from below by the planar third surface. Therefore, since the battery cell is uniformly pressed from above and below by the planar first surface and the planar third surface, damage to the battery cell is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the battery cell may include an exterior body that accommodates the battery cell, the first pressing member, and the second pressing member, The first pressing member and the second pressing member may have higher rigidity than the exterior body.
  • the first pressing member and the second pressing member are pressed by the exterior body, the first surface of the first pressing member and the third surface of the second pressing member are more difficult to deform.
  • the battery cells are pressed more uniformly by the first pressing member and the second pressing member, the occurrence of damage to the battery cells is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the pressure inside the exterior body may be lower than atmospheric pressure.
  • the battery according to the first aspect includes a plurality of the battery cells, The plurality of battery cells may be stacked, The first pressing member may be provided above a battery cell located uppermost among the plurality of battery cells.
  • a battery with high reliability and battery efficiency can be provided. Even in such a stacked battery in which a plurality of battery cells are stacked, the plurality of battery cells are evenly pressed from above by the planar first surface. Therefore, occurrence of damage to the plurality of battery cells is suppressed. In other words, a highly reliable battery is realized. Moreover, since a plurality of battery cells can be pressed uniformly, contact resistance in a plurality of battery cells can be lowered and battery efficiency can be improved.
  • the battery according to the tenth aspect may be provided below the battery cell located lowest among the plurality of battery cells, and may include a plate-shaped second pressing member that presses the plurality of battery cells,
  • the second pressing member is a third surface facing the plurality of battery cells and having a planar shape; It may have a fourth surface that is a surface opposite to the third surface.
  • the plurality of battery cells are uniformly pressed from below by the planar third surface. Therefore, since the plurality of battery cells are uniformly pressed from above and below by the planar first surface and the planar third surface, damage to the plurality of battery cells is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the convex shape may include one curved surface,
  • the shape of the one curved surface may be a part of a spherical surface or a part of a side surface of a cylinder.
  • the first pressing member can press the battery cells more uniformly, so that damage to the battery cells can be further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the convex shape may include a plurality of curved surfaces,
  • the shape of each of the plurality of curved surfaces may be the shape of a part of a side surface of a cylinder.
  • the first pressing member can press the battery cells more uniformly, so that damage to the battery cells can be further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like in each figure do not necessarily match. Further, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted or simplified.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis indicate three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the x-axis and the z-axis correspond to a direction parallel to a first side of the rectangle and a second side perpendicular to the first side, respectively.
  • the y-axis corresponds to the stacking direction of the plurality of battery cells.
  • the "stacking direction” corresponds to the direction normal to the main surfaces of the positive electrode, negative electrode, and solid electrolyte layer.
  • planar view refers to a view from a direction perpendicular to the main surface of a battery cell, unless otherwise specified, such as when used alone.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upper direction (vertically upward) or the lower direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacked structure. Used as a term defined by the relative positional relationship. Additionally, the terms “above” and “below” are used not only when two components are spaced apart and there is another component between them; This also applies when two components are placed in close contact with each other. In the following description, the negative side of the y-axis will be referred to as “downward” or “lower side,” and the positive side of the y-axis will be referred to as “upper” or “upper side.”
  • ordinal numbers such as “first” and “second” do not mean the number or order of components, unless otherwise specified, and to avoid confusion between similar components, It is used to distinguish between elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a plurality of battery cells 30 included in the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a plurality of battery cells 30, and FIG. 1B is a cross-sectional perspective view of a plurality of battery cells 30.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the battery 1
  • FIG. 2B is a cross-sectional perspective view of the battery 1.
  • the battery 1 includes a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10, a second pressing member 20, and an exterior. body 60.
  • the plurality of battery cells 30 are stacked, and the battery 1 is a stacked battery. Further, the plurality of battery cells 30 are electrically connected in series to constitute the battery 1. Note that the plurality of battery cells 30, the conductive adhesive 50, the first pressing member 10, and the second pressing member 20 may be collectively referred to as a battery unit 1a.
  • Battery 1 is an all-solid-state battery. Although the battery 1 includes a plurality of (two in Embodiment 1) battery cells 30, the battery 1 is not limited to this, and may include one or three or more battery cells 30.
  • Each of the plurality of battery cells 30 includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer 130 disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode includes a positive electrode active material layer 120 and a positive electrode current collector 220.
  • the negative electrode includes a negative electrode current collector 210 and a negative electrode active material layer 110.
  • the positive electrode, negative electrode, and solid electrolyte layer 130 correspond to power generation elements. In other words, it can be said that each of the plurality of battery cells 30 has a power generation element.
  • the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120 are opposed to each other with the solid electrolyte layer 130 interposed therebetween.
  • the positive electrode active material layer 120, the solid electrolyte layer 130, and the negative electrode active material layer 110 are laminated in this order along the thickness direction (y-axis negative direction) of the battery cell 30. More specifically, the positive electrode current collector 220, the positive electrode active material layer 120, the solid electrolyte layer 130, the negative electrode active material layer 110, and the negative electrode current collector 210 are arranged along the thickness direction of the battery cell 30. They are stacked in this order.
  • the battery 1 is a stacked battery including a plurality of battery cells 30, and the battery cells 30 are arranged in series.
  • the negative electrode current collector 210 of one battery cell 30 here, the battery cell 30 on the positive side of the y-axis
  • the positive electrode current collector of the other battery cell 30 here, the battery cell 30 on the negative side of the y-axis
  • a conductive adhesive 50 is provided between the body 220 and the conductive adhesive 50 . By providing this conductive adhesive 50, conductivity between the plurality of battery cells 30 is ensured.
  • a negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 110 for example, a negative electrode active material such as graphite or metallic lithium can be used.
  • a negative electrode active material such as graphite or metallic lithium
  • various materials that can extract and insert ions such as lithium (Li) or magnesium (Mg), can be used.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • an inorganic solid electrolyte for example, a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte can be used.
  • a sulfide solid electrolyte for example, a mixture of lithium sulfide (Li 2 S) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) can be used.
  • a conductive material such as acetylene black, a binding binder such as polyvinylidene fluoride, or the like may be used.
  • the negative electrode active material layer 110 can be prepared by applying and drying a paste-like paint in which the material contained in the negative electrode active material layer 110 is kneaded together with a solvent onto the surface of the negative electrode current collector 210. In order to increase the density of the negative electrode active material layer 110, the negative electrode plate including the negative electrode active material layer 110 and the negative electrode current collector 210 may be pressed after drying.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 110 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the positive electrode active material layer 120 is a layer containing a positive electrode material such as an active material, for example.
  • the positive electrode material is a material that constitutes the opposite electrode of the negative electrode material.
  • the positive electrode active material layer 120 includes, for example, a positive electrode active material.
  • Examples of the positive electrode active material contained in the positive electrode active material layer 120 include lithium cobaltate composite oxide (LCO), lithium nickelate composite oxide (LNO), lithium manganate composite oxide (LMO), and lithium-manganese.
  • -Cathode active materials such as nickel composite oxide (LMNO), lithium-manganese-cobalt composite oxide (LMCO), lithium-nickel-cobalt composite oxide (LNCO), and lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (LNMCO) Substances can be used.
  • the material of the positive electrode active material various materials that can extract and insert ions such as Li or Mg can be used.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte may be used.
  • a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte can be used.
  • a mixture of Li 2 S and P 2 S 5 can be used.
  • the surface of the positive electrode active material may be coated with a solid electrolyte.
  • a conductive material such as acetylene black, carbon black, graphite, carbon fiber, or a binding binder such as polyvinylidene fluoride may be used.
  • the positive electrode active material layer 120 can be produced by applying and drying a paste-like paint in which the material contained in the positive electrode active material layer 120 is kneaded together with a solvent onto the surface of the positive electrode current collector 220. In order to increase the density of the positive electrode active material layer 120, the positive electrode plate including the positive electrode active material layer 120 and the positive electrode current collector 220 may be pressed after drying.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 120 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the solid electrolyte layer 130 is arranged between the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120.
  • the solid electrolyte layer 130 is in contact with each of the negative electrode active material layer 110 and the positive electrode active material layer 120.
  • Solid electrolyte layer 130 is a layer containing an electrolyte material.
  • As the electrolyte material generally known electrolytes for batteries can be used.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 130 may be 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, or 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer 130 may include a solid electrolyte.
  • a solid electrolyte such as an inorganic solid electrolyte can be used.
  • a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte can be used.
  • a mixture of Li 2 S and P 2 S 5 can be used.
  • a sulfide solid electrolyte such as Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 or Li 2 S-GeS 2 may be used, or an additive may be added to the sulfide.
  • a sulfide to which at least one of Li 3 N, LiCl, LiBr, Li 3 PO 4 and Li 4 SiO 4 is added may be used.
  • oxide solid electrolyte in the case of a material that can conduct lithium ions, for example, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ), Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 (LATP). Alternatively, (La, Li)TiO 3 (LLTO) or the like is used.
  • the solid electrolyte layer 130 may also contain a binding binder such as polyvinylidene fluoride.
  • the negative electrode active material layer 110, the positive electrode active material layer 120, and the solid electrolyte layer 130 are maintained in a parallel plate shape.
  • the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 are each electrically conductive members.
  • the negative electrode current collector 210 and the positive electrode current collector 220 may each be, for example, a conductive thin film.
  • metals such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), copper (Cu), and nickel (Ni) can be used, for example.
  • the negative electrode current collector 210 is placed in contact with the negative electrode active material layer 110.
  • the negative electrode current collector for example, metal foil such as SUS foil, Cu foil, Ni foil, etc. can be used.
  • the thickness of the negative electrode current collector 210 is, for example, 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the negative electrode current collector 210 may include, for example, a current collector layer that is a layer containing a conductive material in a portion that is in contact with the negative electrode active material layer 110.
  • plan view shape of the battery cell 30 is rectangular, but the shape is not limited to this.
  • the conductive adhesive 50 is a layer for bonding two adjacent battery cells 30, and for example, a conductive adhesive paste, a conductive adhesive film, or an anisotropic conductive film can be used.
  • the conductive adhesive paste is, for example, a paste-like adhesive in which conductive particles are dispersed in a thermosetting adhesive resin material such as epoxy resin, acrylic resin, or urethane resin.
  • the conductive adhesive film and the anisotropic conductive film are formed into a film shape by dispersing conductive particles in a thermosetting adhesive resin material.
  • the first pressing member 10 is a member provided above the battery cell 30.
  • the first pressing member 10 is provided above the battery cell 30 located uppermost among the plurality of battery cells 30 (here, the battery cell 30 on the positive side of the y-axis).
  • the main surface on the y-axis positive side of the battery cell 30 on the y-axis positive side is the upper surface 31, the first pressing member 10 is provided in contact with the upper surface 31 of the battery cell 30.
  • the first pressing member 10 is a plate-shaped member having a first surface 11 facing the battery cell 30 side and a second surface 12 facing back to the first surface 11. 30) Press.
  • the first surface 11 is a surface facing the battery cell 30 side (that is, a surface facing downward), and is a planar main surface. That is, the first surface 11, which is the surface in contact with the upper surface 31 of the battery cell 30, is a flat surface without unevenness, protrusions, or the like.
  • the second surface 12 is a surface facing away from the battery cells 30 (that is, a surface facing upward), and is a main surface having a convex shape.
  • the convex surface may be composed of one or more curved surfaces, or may be composed of a combination of multiple planes.
  • the convex shape can also be said to be a dome shape.
  • FIG. 3 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member 10 according to the first embodiment. More specifically, FIG. 3(a) is a plan view of the first pressing member 10, FIG. 3(b) is a front view of the first pressing member 10, and FIG. 3(c) is a plan view of the first pressing member 10.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view of the first pressing member 10 according to the first embodiment.
  • the convex shape of the second surface 12 according to the first embodiment is a shape that includes one curved surface, and more specifically, a shape that is composed of only one curved surface.
  • the convex shape according to the first embodiment is a shape that protrudes in the positive direction of the y-axis, that is, in the upward direction. More specifically, the shape of one curved surface is the shape of a part of the side surface of a cylinder.
  • the second surface 12 has an arch-like shape. , it can also be said to be arcuate.
  • the shape of the second surface 12 is a straight line. The situation is as follows.
  • the shape of one curved surface is the shape of a part of the side surface of a cylinder, and more specifically, the shape of the cylinder is cut off along the central axis outside the central axis. This will be explained in more detail using FIG. 5.
  • FIG. 5 is a perspective view in which the first pressing member 10 according to Embodiment 1 and the cylinder S having a curved surface shape are superimposed.
  • the convex shape of the second surface 12 is exaggerated for the sake of explanation, that is, it is shown so as to protrude more in the positive direction of the y-axis.
  • the shape of one convex curved surface of the second surface 12 matches the shape of the cylinder S cut off along the central axis A outside of the central axis A.
  • one curved surface can be said to be a cylindrical curved surface.
  • a convex shape (one curved surface) is provided on the entire second surface 12.
  • the second surface 12 does not have a region that is not convex.
  • the shape of one curved surface is the shape of a part of the side surface of a cylinder
  • the direction in which one curved surface extends is a direction parallel to the central axis A of the cylinder S. , it is the x-axis direction.
  • the central axis A passes through the center P of the bottom surface of the cylinder S.
  • the shape of one curved surface is a shape obtained by cutting off a cylinder S along the central axis A outside the central axis A, and is also referred to as a semicylindrical shape.
  • the two bottom surfaces of the cylinder S according to the shape of the curved surface are perfectly circular, but are not limited to this, and may be elliptical.
  • the convex shape of the second surface 12 includes an apex portion 13 at the center portion 14 of the second surface 12 when viewed from the front.
  • the center portion 14 and end portions 15 of the first pressing member 10 are shown as rectangles with broken lines.
  • the thickness of the first pressing member 10 is the thickest at the center portion 14 when viewed from the front, and becomes thinner toward the end portions 15. Specifically, as shown in FIG. 3B, the thickness D3 of the central portion 14 where the apex portion 13 is located is greater than the thickness D4 of the end portion 15. In other words, when viewed from the front, the first pressing member 10 has a shape in which the thickness increases continuously from the end portions 15 toward the center portion 14. Further, when viewed from the front, the first pressing member 10 may have a shape in which the thickness increases stepwise from the end portion 15 toward the center portion 14.
  • the shape of the first pressing member 10 in plan view is the same as the shape of the battery cell 30 in plan view, and is rectangular.
  • the size of the first pressing member 10 in a plan view is the same as the size of the battery cell 30 in a plan view. That is, in the first embodiment, the first surface 11 of the first pressing member 10 covers the entire upper surface 31 of the battery cell 30. Note that the shape of the first pressing member 10 in plan view is not limited to this. Further, in the first embodiment, since the second surface 12 is provided with a convex shape (one curved surface) over the entire surface, the area where the battery cell 30 and the first pressing member 10 overlap in plan view is It can also be said that all of them are provided with the convex shape that the second surface 12 has.
  • the first pressing member 10 is preferably made of a metal material or a resin material.
  • the first pressing member 10 may be made of, for example, a stainless steel material as the metal material, but is not limited to this, and may be made of aluminum or a resin material as the metal material if the purpose is to reduce the weight.
  • the first pressing member 10 preferably has higher rigidity than the exterior body 60.
  • the materials constituting each of the first pressing member 10 and the exterior body 60 may be determined after considering the longitudinal elastic modulus and the section modulus. Note that in order to achieve high rigidity in the first pressing member 10, it is more advantageous for the first pressing member 10 to have a larger longitudinal elastic modulus. Further, for example, it is preferable that a material having a higher elastic modulus be used as the material constituting the first pressing member 10, and it is preferable that the first pressing member 10 is thicker. This achieves higher rigidity.
  • the second pressing member 20 is a member provided below the battery cell 30.
  • the second pressing member 20 is provided below the battery cell 30 located lowest among the plurality of battery cells 30 (here, the battery cell 30 on the negative side of the y-axis).
  • the main surface on the negative side of the y-axis of the battery cell 30 on the negative side of the y-axis is the lower surface 32
  • the second pressing member 20 is provided in contact with the lower surface 32 of the battery cell 30.
  • the second pressing member 20 is a plate-shaped member having a third surface 21 facing the battery cell 30 side and a fourth surface 22 facing back to the third surface 21. 30) Press.
  • the third surface 21 is a surface facing the battery cell 30 side (that is, a surface facing upward), and is a planar main surface. That is, the third surface 21, which is the surface in contact with the lower surface 32 of the battery cell 30, is a flat surface without unevenness, protrusions, or the like.
  • the fourth surface 22 is a main surface facing away from the battery cells 30 (that is, a surface facing downward).
  • the fourth surface 22 is a surface having a convex shape, and the second surface 12 and the fourth surface 22 have the same shape. That is, the first pressing member 10 and the second pressing member 20 according to the first embodiment have substantially the same shape, and the shape of the second pressing member 20 is such that the first pressing member 10 is It corresponds to the shape reversed in the axial direction).
  • the convex shape of the fourth surface 22 is a shape that protrudes in the negative direction of the y-axis, that is, toward the bottom, and is located near the center of the fourth surface 22 when viewed from the front.
  • the apex portion 23 is included.
  • a convex shape (one curved surface) is provided on the entire surface of the fourth surface 22. In other words, the fourth surface 22 does not have a region that is not convex.
  • the second pressing member 20 has a rectangular shape in plan view, similar to the plan view shape of the battery cell 30.
  • the size of the second pressing member 20 in a plan view is the same as the size of the battery cell 30 in a plan view. That is, in the first embodiment, the third surface 21 of the second pressing member 20 covers the entire lower surface 32 of the battery cell 30. Note that the shape of the second pressing member 20 in plan view is not limited to this. Further, in the first embodiment, since the entire surface of the fourth surface 22 is provided with a convex shape (one curved surface), the area where the battery cell 30 and the second pressing member 20 overlap in plan view is It can be said that all of them are provided with the convex shape that the fourth surface 22 has.
  • the second pressing member 20, like the first pressing member 10, is preferably made of a metal material or a resin material.
  • the second pressing member 20 may be made of, for example, a stainless steel material as the metal material, but is not limited to this, and may be made of aluminum or a resin material as the metal material when the purpose is to reduce the weight.
  • the second pressing member 20 preferably has higher rigidity than the exterior body 60.
  • the materials constituting each of the second pressing member 20 and the exterior body 60 may be determined after considering the longitudinal elastic modulus and the section modulus. Note that in order to achieve high rigidity in the second pressing member 20, it is more advantageous for the second pressing member 20 to have a larger longitudinal elastic modulus. Further, for example, it is preferable that a material having a higher elastic modulus be used as the material constituting the second pressing member 20, and it is also preferable that the second pressing member 20 is thicker. This achieves higher rigidity.
  • the exterior body 60 is a container that houses the battery cells 30, the first pressing member 10, and the second pressing member 20.
  • the exterior body 60 houses the battery unit 1a (a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10, and a second pressing member 20).
  • the exterior body 60 is a square can-shaped container.
  • the exterior body 60 is preferably made of a metal material, but may be made of a resin material. Examples of metal materials include aluminum, aluminum alloy, iron, and stainless steel. It is. Note that the exterior body 60 may be composed of, for example, a plurality of laminate films.
  • the exterior body 60 has a square can shape, it can be said that the exterior body 60 has a rectangular parallelepiped shape. Therefore, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the exterior body 60 is a rectangular frame shape, and FIG. 2 shows two side walls, a top wall located on the positive side of the y-axis, and a bottom wall located on the negative side of the y-axis. is shown. Further, the vicinity of the center of the upper wall of the exterior body 60 is referred to as an upper wall center portion 61, and the vicinity of the center of the bottom wall of the exterior body 60 is referred to as a bottom wall center portion 62.
  • the lengths of the battery unit 1a (the plurality of battery cells 30, the conductive adhesive 50, the first pressing member 10 and the second pressing member 20) and the exterior body 60 in the y-axis direction are , have length D1 and length D2, respectively.
  • the length D1 of the battery unit 1a corresponds to the length in the y-axis direction between the apex portion 13 of the first pressing member 10 and the apex portion 23 of the second pressing member 20.
  • the length D2 of the exterior body 60 corresponds to the length of the inner dimension between the top wall of the exterior body 60 and the bottom wall of the exterior body 60 in the y-axis direction.
  • the length D2 of the exterior body 60 is slightly shorter than the length D1 of the battery unit 1a. Note that after the battery unit 1a is housed in the exterior body 60, the length D2 of the exterior body 60 matches the length D1 of the battery unit 1a.
  • a battery unit 1a (a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10, and a second pressing member 20) is housed in an exterior body 60. There is.
  • the method for manufacturing the battery 1 includes a unit creation step of creating such a battery unit 1a.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the accommodation process according to the first embodiment.
  • this manufacturing method includes a housing step in which a battery unit 1a (a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10, and a second pressing member 20) is housed in an exterior body 60. including.
  • the length D2 of the exterior body 60 is slightly shorter than the length D1 of the battery unit 1a. Therefore, the battery unit 1a is housed in the exterior body 60 by being pushed into the exterior body 60 while being applied with force. At this time, the exterior body 60 may be slightly deformed.
  • the apex portion 13 of the first pressing member 10 and the apex portion 23 of the second pressing member 20 accommodated in this accommodation process are located at the upper wall center portion 61 and the bottom wall center portion of the exterior body 60, respectively. 62 respectively. More specifically, the apex portion 13 contacts the inner surface of the upper wall center portion 61, and the apex portion 23 contacts the inner surface of the bottom wall center portion 62.
  • the length D2 is slightly shorter than the length D1, so this contact causes the first pressing member 10 to apply an external force in the negative direction of the y-axis by the upper wall central portion 61.
  • the second pressing member 20 receives an external force F in the positive direction of the y-axis from the bottom wall central portion 62. Therefore, the first surface 11 of the first pressing member 10 presses the upper surface 31 of the battery cell 30, and the third surface 21 of the second pressing member 20 presses and pinches the lower surface 32 of the battery cell 30.
  • the battery 1 according to the first embodiment and the battery 1x according to the comparative example will be compared using FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 is a sectional view showing the components of the battery 1 according to the first embodiment separated for explanation, and a side view of the first pressing member 10.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a battery 1x according to Comparative Example 1.
  • FIG. 7(a) is a sectional view showing the components of the battery 1 separated for explanation
  • FIG. 7(b) is a front view of the first pressing member 10.
  • the thickness D3 of the central portion 14 of the first pressing member 10 is thicker than the thickness D4 of the end portion 15 of the first pressing member 10.
  • a battery 1x according to a comparative example shown in FIG. 8 includes a battery unit 1ax and an exterior body 60.
  • the battery unit 1ax has the same configuration as the battery unit 1a except that it includes a first pressing member 10x and a second pressing member 20x instead of the first pressing member 10 and the second pressing member 20.
  • the first surface 11x and the second surface 12x of the first pressing member 10x each have a planar shape, and each is a flat surface without unevenness, projections, etc.
  • the third surface 21x and the fourth surface 22x of the second pressing member 20x each have a planar shape, and each is a flat surface without unevenness, projections, etc.
  • center portion 14x and end portions 15x of the first pressing member 10x are shown by broken line rectangles in FIG.
  • center portion 24x and end portions 25x of the second pressing member 20x are indicated by broken line rectangles in FIG.
  • the thickness of the central portion 14x and the thickness of the end portions 15x in front view are the same, and in the second pressing member 20x, the thickness of the central portion 24x and the thickness of the end portions 25x in front view are the same. is the same.
  • the battery 1x includes a first pressing member 10x and a second pressing member 20x.
  • the external force F from the exterior body 60 is applied to the battery unit 1ax.
  • the force with which the first pressing member 10x and the second pressing member 20x press the plurality of battery cells 30 is large at the end portions 15x and 25x, and small at the center portion 14x and the center portion 24x.
  • Damage means, for example, that at least one layer among the positive electrode active material layer 120, the negative electrode active material layer 110, and the solid electrolyte layer 130 is torn, and electrical conductivity is reduced at the torn location.
  • damage means that the positive electrode active material layer 120 is peeled off from the positive electrode current collector 220, the negative electrode active material layer 110 is peeled off from the negative electrode current collector 210, or one battery cell 30 is peeled off from another battery cell 30. This means that the electrical conductivity decreases at the peeled location. Also, for example, it means that at least one of the positive electrode current collector 220 and the negative electrode current collector 210 is torn. As described above, since damage occurs in the battery 1x, it is difficult for the battery 1x to have high reliability.
  • the battery 1 includes a battery cell 30 and a first pressing member 10.
  • the battery 1 includes a plurality of battery cells 30.
  • Battery cell 30 includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer 130 disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the first pressing member 10 is a plate-shaped member that is provided above the battery cell 30 and presses the battery cell 30.
  • the first pressing member 10 has a planar first surface 11 facing toward the battery cell 30 and a convex second surface 12 facing away from the first surface 11 .
  • the first surface 11 of the first pressing member 10 on the battery cell 30 side has a planar shape and the second surface 12 has a convex shape, that is, the second surface 12 protrudes upward,
  • the thickness of the first pressing member 10 becomes thicker than when the second surface 12 does not protrude. Therefore, even if an external force F is applied to the first pressing member 10, the first pressing member 10 is difficult to deform due to the reaction force of the external force F, and more specifically, the planar first surface 11 is difficult to deform. . That is, the first pressing member 10 can press the battery cell 30 uniformly from above the battery cell 30 without deforming the planar first surface 11. Therefore, occurrence of damage to the battery cells 30 is suppressed. In other words, the battery 1 with high reliability is realized. Moreover, since the battery cells 30 can be pressed uniformly, the contact resistance in the battery cells 30 can be lowered and battery efficiency can be improved.
  • the thickness D3 of the center portion 14 where the apex portion 13 is located is greater than the thickness D4 of the end portion 15.
  • the first pressing member 10 when viewed from the front, has a shape in which the thickness increases continuously from the end portions 15 toward the center portion 14. As a result, the stress generated in the x-axis direction and the z-axis direction becomes almost uniform, and the first pressing member 10 uniformly presses the battery cell 30 from above the battery cell 30 without deforming the planar first surface 11. Can be pressed.
  • the first pressing member 10 is larger than the first pressing member 10x. , it was possible to reduce the weight by about 20%.
  • the convex apex portion 13 of the second surface 12 is located at the center portion 14 of the second surface 12 .
  • the apex portion 13 which is the most protruding portion, comes into contact with the exterior body 60 and is pressed. More specifically, the apex portion 13 located in the center portion 14 is pressed against the upper wall center portion 61 of the exterior body 60 . Thereby, the first pressing member 10 can press the battery cells 30 more uniformly from above the battery cells 30.
  • the shape of the first pressing member 10 in plan view is the same as the shape of the battery cell 30 in plan view. Therefore, in the first embodiment, the first surface 11 of the first pressing member 10 covers the entire upper surface 31 of the battery cell 30. In other words, when the apex portion 13 located at the center portion 14 is pressed against the upper wall center portion 61 of the exterior body 60, the first surface 11 presses the entire upper surface 31 of the battery cell 30. Thereby, the first pressing member 10 can press the battery cells 30 more uniformly from above the battery cells 30.
  • the battery 1 includes an exterior body 60 that houses the battery cells 30 and the first pressing member 10.
  • the first pressing member 10 is arranged between the exterior body 60 and the battery cell 30.
  • the battery cell 30 is pressed by the exterior body 60 via the first pressing member 10. Also in this case, since the battery cells 30 are uniformly pressed by the first pressing member 10, the occurrence of damage to the battery cells 30 is suppressed. In other words, the battery 1 with high reliability is realized.
  • the first pressing member 10 has higher rigidity than the exterior body 60.
  • the first pressing member 10 is pressed by the exterior body 60, the first surface 11 of the first pressing member 10 becomes more difficult to deform.
  • the battery cells 30 are pressed more uniformly by the first pressing member 10, damage to the battery cells 30 is further suppressed. In other words, the battery 1 with higher reliability is realized.
  • the battery 1 includes a plate-shaped second pressing member 20 that is provided below the battery cell 30 and presses the battery cell 30.
  • the second pressing member 20 has a planar third surface 21 which is a surface facing the battery cell 30 side, and a fourth surface 22 which is a surface facing back to the third surface 21.
  • the battery cell 30 is uniformly pressed from below by the third surface 21 having a planar shape. Therefore, since the battery cells 30 are uniformly pressed from above and below by the planar first surface 11 and the planar third surface 21, the occurrence of damage to the battery cells 30 is further suppressed. . In other words, the battery 1 with higher reliability is realized.
  • the second surface 12 and the fourth surface 22 have the same shape.
  • the first pressing member 10 and the second pressing member 20 have substantially the same shape. Therefore, it is not necessary to separately make the first pressing member 10 and the second pressing member 20 during manufacturing, so manufacturing can be simplified.
  • the battery 1 includes an exterior body 60 that houses the battery cells 30, the first pressing member 10, and the second pressing member 20.
  • the first pressing member 10 and the second pressing member 20 have higher rigidity than the exterior body 60.
  • the first pressing member 10 and the second pressing member 20 are pressed by the exterior body 60, the first surface 11 of the first pressing member 10 and the third surface 21 of the second pressing member 20 are more difficult to deform. Become. In other words, since the battery cells 30 are pressed more uniformly by the first pressing member 10 and the second pressing member 20, damage to the battery cells 30 is further suppressed. In other words, the battery 1 with higher reliability is realized.
  • the battery 1 according to the first embodiment includes a plurality of battery cells 30.
  • the plurality of battery cells 30 are stacked.
  • the first pressing member 10 is provided above the battery cell 30 located uppermost among the plurality of battery cells 30 (in the first embodiment, the battery cell 30 on the positive side of the y-axis).
  • a battery 1 with high reliability and battery efficiency can be provided. Even in such a stacked battery (battery 1) in which a plurality of battery cells are stacked, the plurality of battery cells 30 are uniformly pressed from above by the planar first surface 11. Therefore, occurrence of damage to the plurality of battery cells 30 is suppressed. In other words, the battery 1 with high reliability is realized. Moreover, since the plurality of battery cells 30 can be pressed uniformly, the contact resistance in the plurality of battery cells 30 can be reduced and battery efficiency can be improved.
  • the battery 1 according to the first embodiment is provided below the battery cell 30 located lowest among the plurality of battery cells 30 (the battery cell 30 on the negative side of the y-axis in the first embodiment), A plate-shaped second pressing member 20 that presses the battery cell 30 is provided.
  • the second pressing member 20 has a planar third surface 21 which is a surface facing the plurality of battery cells 30, and a fourth surface 22 which is a surface facing away from the third surface 21.
  • the plurality of battery cells 30 are uniformly pressed from below by the planar third surface 21. Therefore, since the plurality of battery cells 30 are uniformly pressed from above and below by the planar first surface 11 and the planar third surface 21, the occurrence of damage to the plurality of battery cells 30 is further suppressed. . In other words, the battery 1 with higher reliability is realized.
  • the convex shape is a shape including one curved surface.
  • the shape of one curved surface is the shape of a part of the side surface of the cylinder S.
  • the first pressing member 10 can press the battery cells 30 more uniformly, so that damage to the battery cells 30 is further suppressed. In other words, the battery 1 with higher reliability is realized.
  • the exterior body 60 is not limited to a square can-shaped container.
  • the battery 1 may include an exterior body 60a made of two laminate films.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the exterior body 60a and the battery unit 1a included in the battery 1 according to the first embodiment. In this way, by packaging the battery unit 1a with the exterior body 60a composed of two laminate films, an external force F may be applied to the first pressing member 10 and the second pressing member 20.
  • the inside of the exterior body 60a is the area of the gap between the exterior body 60a and the battery unit 1a, and is the area A1 shown in FIG. In the battery 1 shown in FIG. 9, the pressure inside the exterior body 60a, that is, the pressure in the area A1, is lower than atmospheric pressure.
  • the inside (area A1) of the exterior body 60a, which is wrapped with two laminate films, is under negative pressure, and is preferably lower than the outside of the exterior body 60a.
  • the pressure inside the exterior body 60a is preferably lower than atmospheric pressure.
  • an external force F that presses the first pressing member 10 and the second pressing member 20 is generated due to the difference between the pressure inside the exterior body 60a (area A1) and the atmospheric pressure.
  • the battery cell 30 is uniformly pressed from above and below by the planar first surface 11 and third surface 21. Therefore, occurrence of damage to the battery cells 30 is suppressed. In other words, the battery 1 with high reliability is realized.
  • the exterior body 60a when the upper surface 31 and the lower surface 32 of the plurality of battery cells 30 are pressed substantially uniformly, the elastic force of the exterior body 60a can be utilized. Therefore, a separate configuration for pressing the battery 1 is not required, so that the battery 1 can be made smaller.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a battery 1b according to a modification of the first embodiment.
  • the battery 1b includes a battery unit 1ab having a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10, and a second pressing member 20b, and an exterior body 60.
  • the fourth surface 22b of the second pressing member 20b has a planar shape.
  • the second pressing member 20b has the same configuration as the second pressing member 20, except that the fourth surface 22b is a planar main surface and is a flat surface without unevenness, protrusions, or the like.
  • the third surface 21 having a planar shape prevents the battery cell 30 from being pushed downward. Pressed evenly from Therefore, since the battery cells 30 are uniformly pressed from above and below by the planar first surface 11 and the planar third surface 21, the occurrence of damage to the battery cells 30 is further suppressed. . In other words, a battery 1b with higher reliability is realized.
  • the shape of the first pressing member 10 is not limited to the above. Other examples of the first pressing member according to Embodiment 1 will be described below. In Examples 1 to 3 of Embodiment 1 below, the first pressing members of Examples 1 to 3 of Embodiment 1, the first pressing member 10 of Embodiment 1, and We will explain the differences between the two, and omit or simplify the explanation of the common points.
  • Example 1 First, the configuration of the first pressing member 10c according to Example 1 of Embodiment 1 will be described.
  • FIG. 11 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member 10c according to Example 1 of Embodiment 1. More specifically, FIG. 11(a) is a plan view of the first pressing member 10c, FIG. 11(b) is a front view of the first pressing member 10c, and FIG. 11(c) is a plan view of the first pressing member 10c.
  • FIG. FIG. 12 is a perspective view of the first pressing member 10c according to Example 1 of Embodiment 1.
  • the first pressing member 10c is a member having a first surface 11 and a second surface 12c.
  • the convex shape of the second surface 12c according to Example 1 of Embodiment 1 is a shape that includes one curved surface, and more specifically, a shape that is composed of only one curved surface. be.
  • the convex shape according to Example 1 of Embodiment 1 is a shape that protrudes in the positive direction of the y-axis, that is, in the upward direction. More specifically, the shape of one curved surface is the shape of a part of a spherical surface.
  • FIG. 13 is a perspective view in which the first pressing member 10c according to Example 1 of Embodiment 1 and the sphere B having a curved surface shape are superimposed.
  • the convex shape of the second surface 12c is exaggerated for the sake of explanation, that is, it is shown to protrude more in the positive direction of the y-axis.
  • the shape of one convex curved surface of the second surface 12c matches the shape of the partially cut off surface of the sphere B.
  • a convex shape (one curved surface) is provided on the entire second surface 12c. That is, for example, the second surface 12c does not have a region that is not convex.
  • FIG. 11(a) shows a plurality of virtual circles indicated by dashed lines.
  • One virtual line is a line composed of a collection of points having the same distance in the y-axis direction between the first surface 11 and the second surface 12c, and is a so-called contour line.
  • the innermost virtual circle is assumed to be a virtual circle C1
  • the outermost virtual circle is assumed to be a virtual circle C1.
  • the distance between the first surface 11 and the second surface 12c in the y-axis direction becomes smaller from the virtual circle C1 toward the virtual circle C2. That is, as shown in FIG. 11(b), the thickness D3 of the central portion 14 where the apex portion 13 is located is greater than the thickness D4 of the end portion 15. Note that also in FIG. 11(c), the thickness of the center portion is greater than the thickness of the end portions.
  • the first pressing member 10c according to Example 1 of Embodiment 1 has a first surface 11 having a planar shape and a second surface 12c having a convex shape.
  • the convex shape of the second surface 12c is a shape including one curved surface, and the shape of one curved surface is a part of a spherical surface.
  • the first pressing member 10c can press the battery cells more uniformly, thereby further suppressing the occurrence of damage to the battery cells. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • FIG. 14 is a plan view, a front view, and a side view of the first pressing member 10d according to Example 2 of Embodiment 1. More specifically, FIG. 14(a) is a plan view of the first pressing member 10d, FIG. 14(b) is a front view of the first pressing member 10d, and FIG. 14(c) is a plan view of the first pressing member 10d.
  • FIG. FIG. 15 is a perspective view of the first pressing member 10d according to Example 2 of Embodiment 1.
  • the first pressing member 10d is a member having a first surface 11 and a second surface 12d.
  • the convex shape of the second surface 12d according to Example 2 of Embodiment 1 is a shape that includes a plurality of curved surfaces, and more specifically, a shape that is composed of only four curved surfaces. .
  • the convex shape according to Example 2 of Embodiment 1 is a shape that protrudes in the positive direction of the y-axis, that is, in the upward direction.
  • the four curved surfaces are respectively curved surfaces 121d, 122d, 123d and 124d.
  • the first pressing member 10d has a rectangular shape in plan view, and the four curved surfaces 121d to 124d correspond to areas partitioned by diagonal lines of the rectangle.
  • the shape of the two curved surfaces facing each other in plan view is the shape of part of the side surface of the cylinder. More specifically, the shape of the two opposing curved surfaces 121d and 124d constitutes a part of the side surface of one cylinder, and the shape of the two opposing curved surfaces 122d and 123d constitutes the shape of the other one. Constructs the shape of part of the side of the cylinder.
  • the central axis of one cylinder is parallel to the x-axis direction, and the central axis of the other cylinder is parallel to the z-axis direction. That is, the central axis of one cylinder and the central axis of another cylinder intersect, and more specifically, are perpendicular to each other.
  • a convex shape (four curved surfaces 121d to 124d) is provided on the entire second surface 12d. That is, for example, the second surface 12d does not have a region that is not convex.
  • the thickness D3 of the center portion 14 where the apex portion 13 is located is larger than the thickness D4 of the end portion 15. Note that also in FIG. 14(c), the thickness of the center portion is greater than the thickness of the end portions.
  • the first pressing member 10d according to Example 2 of Embodiment 1 has a first surface 11 having a planar shape and a second surface 12d having a convex shape.
  • the convex shape of the second surface 12d is a shape including a plurality of curved surfaces (more specifically, four curved surfaces 121d to 124d), and the shape of the plurality of curved surfaces is each a part of the side surface of the cylinder. It has the shape of
  • the first pressing member 10d can press the battery cells more uniformly, so that damage to the battery cells can be further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • Example 3 Furthermore, the configuration of the first pressing member 10f according to Example 3 of Embodiment 1 will be described.
  • FIG. 16 is a front view and a perspective view of the first pressing member 10f according to Example 3 of Embodiment 1. More specifically, FIG. 16(a) is a front view of the first pressing member 10f, and FIG. 16(b) is a perspective view of the first pressing member 10f.
  • the first pressing member 10f is a member having a first surface 11 and a second surface 12f.
  • the convex shape of the second surface 12f according to Example 3 of Embodiment 1 is a shape composed of a combination of a plurality of planes, and more specifically, a shape composed of only five planes. It is.
  • the convex shape according to Example 3 of Embodiment 1 is a shape that protrudes in the positive direction of the y-axis, that is, in the upward direction.
  • the five planes are planes extending in the x-axis direction.
  • a convex shape (five planes) is provided on the entire second surface 12f. That is, for example, the second surface 12f does not have a region that is not convex.
  • the thickness of the central portion where the apex portion 13 is located is greater than the thickness of the end portions.
  • the first pressing member 10f according to Example 3 of the first embodiment has the first surface 11 having a planar shape and the second surface 12f having a convex shape.
  • the convex shape of the second surface 12f is a shape composed of a combination of a plurality of planes.
  • the first pressing member 10f can press the battery cells more uniformly, so that damage to the battery cells can be further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the shape of the first pressing member is not limited to the shape of the first pressing member 10 shown in Embodiment 1.
  • the second pressing member may also have substantially the same configuration as the first pressing members 10c, 10d, and 10f.
  • a battery may be realized that includes a second pressing member having substantially the same configuration as the first pressing member 10c and the first pressing member 10 shown in the first embodiment.
  • the second surface and the fourth surface have different shapes. In this way, even if the second surface and the fourth surface have different shapes from each other, the battery cell is uniformly pressed from below by the planar third surface. Therefore, since the battery cell is uniformly pressed from above and below by the planar first surface and the planar third surface, damage to the battery cell is further suppressed. In other words, a battery with higher reliability is realized.
  • the shape of the first pressing member is not limited to the examples shown in Embodiment 1 and Examples 1 to 3, and the shape of the first pressing member is not limited to the examples shown in Embodiment 1 and Examples 1 to 3. It is only necessary to realize a shape that produces stress that does not cause deformation, taking into account cost and other factors.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a battery unit 1ag included in a battery 1g according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a perspective view of a battery unit 1ag included in a battery 1g according to the second embodiment.
  • a battery 1g according to the second embodiment includes a battery unit 1ag having a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10g and a second pressing member 20g, and an exterior body (not shown). There is. Note that the exterior body according to the second embodiment has the same configuration as the exterior body 60 according to the first embodiment.
  • the second surface 12g of the first pressing member 10g is a main surface having a convex shape.
  • the convex shape of the second surface 12g is a shape that includes a plurality of curved surfaces, and more specifically, a shape that is composed of only three curved surfaces 121g, 122g, and 123g.
  • the convex shape according to the second embodiment is a shape that protrudes in the positive direction of the y-axis, that is, in the upward direction. More specifically, the shape of each of the plurality of curved surfaces is the shape of a part of the side surface of a cylinder.
  • the central axis of the cylinder is parallel to the x-axis direction. That is, the central axes of the plurality of (three in this case) cylinders related to the plurality of curved surfaces are arranged in parallel.
  • the second pressing member 20g has substantially the same shape as the first pressing member 10g, and the shape of the second pressing member 20g is such that the first pressing member 10g is ) matches the inverted shape.
  • the fourth surface 22g of the second pressing member 20g is a main surface having a convex shape, and the convex shape of the fourth surface 22g is composed of only three curved surfaces 221g, 222g, and 223g. It is.
  • each of the three curved surfaces 121g to 123g is provided with an apex portion, that is, the convex shape of the second surface 12g has three apex portions.
  • each of the three curved surfaces 221g to 223g is provided with an apex portion, that is, the convex shape of the fourth surface 22g has three apex portions.
  • the first pressing member 10g has the first surface 11 having a planar shape and the second surface 12g having a convex shape.
  • the convex shape of the second surface 12g is a shape including a plurality of curved surfaces (more specifically, three curved surfaces 121g to 123g), and the shape of the plurality of curved surfaces is each a part of the side surface of the cylinder. It has the shape of
  • the first pressing member 10g can press the battery cells 30 more uniformly, so that damage to the battery cells 30 is further suppressed. In other words, a battery 1g having higher reliability is realized.
  • Embodiments 3 and 4 differ from Embodiment 1 in that they include an insulating layer 70.
  • the differences will be explained, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a battery 1h according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a battery 1j according to the fourth embodiment.
  • a battery 1h according to the third embodiment includes a battery unit 1a having a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10 and a second pressing member 20, two insulating layers 70, and an exterior body. 60.
  • a battery 1j according to the fourth embodiment includes a battery unit 1a having a plurality of battery cells 30, a conductive adhesive 50, a first pressing member 10 and a second pressing member 20, two insulating layers 70, and an exterior body. 60.
  • the difference between the battery 1h and the battery 1j is that the two insulating layers 70 are provided at different positions.
  • two insulating layers 70 are provided between the battery unit 1a and the exterior body 60. That is, one insulating layer 70 is provided above the first pressing member 10 and in contact with the first pressing member 10 and the exterior body 60. Further, another insulating layer 70 is provided below the second pressing member 20 and in contact with the second pressing member 20 and the exterior body 60.
  • two insulating layers 70 are provided between the plurality of battery cells 30 and the first pressing member 10 and the second pressing member 20. ing. That is, one insulating layer 70 is provided above the upper surface 31 of the battery cell 30 and below the first pressing member 10 so as to be in contact with the upper surface 31 and the first pressing member 10 . Further, another insulating layer 70 is provided below the lower surface 32 of the battery cell 30 and above the second pressing member 20 so as to be in contact with the lower surface 32 and the second pressing member 20.
  • the insulating layer 70 is a layer for ensuring electrical insulation between the exterior body 60 and the plurality of battery cells 30, and is made of, for example, a resin material. Further, the insulating layer 70 is preferably made of a flexible insulating film or the like.
  • the battery 1h shown in FIG. 19 includes the insulating layer 70, when the exterior body 60, the first pressing member 10, and the second pressing member 20 are made of conductive materials, the exterior body 60, the first pressing member 10, and the second pressing member 20 can be The second pressing member 20 can be electrically insulated.
  • a flexible insulating film or the like is used as the insulating layer 70, so that when the first pressing member 10 and the second pressing member 20 press the battery cell 30, The insulating layer 70 is deformed and the battery cells can be pressed more uniformly. Therefore, occurrence of damage to the battery cells 30 is suppressed. In other words, a highly reliable battery 1j is realized. Moreover, since the battery cells 30 can be pressed uniformly, the contact resistance in the battery cells 30 can be lowered and battery efficiency can be improved.
  • the present disclosure can be used as a battery for electronic devices, electric appliances, electric vehicles, etc.

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Abstract

本開示の一様態に係る電池は、正極、負極、および、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層を含む電池セルと、前記電池セルの上方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第1押圧部材と、を備え、前記第1押圧部材は、前記電池セル側に向く面であって平面形状の第1面と、前記第1面に背向する面であって凸面形状を有する第2面とを有する。

Description

電池
 本開示は、電池に関する。
 特許文献1には、中央が内側に向けて凸状の外装体の弾性力により、電池セルの電極体の表面および裏面のそれぞれに、略均一に押圧を加えることを特徴とする電池が開示されている。
 特許文献2には、外装体に収容される被収容物(電池セル)の表面または裏面の少なくとも一方を局所的に押圧する押圧部を有することを特徴とする電池が開示されている。
特開2020―155244号公報 特開2020-194743号公報
 従来技術においては、電池セルの接触抵抗を低減し性能を向上させるため、電池セルに対し均一に押圧する方法が求められている。しかし、特許文献1および特許文献2においては、電池セルを外装体内に収納する場合、または、電池セルが局所的に押圧される場合に、外装体に接触した電池セルの面に荷重が集中し、電池セルの損傷が発生してしまう場合がある。このため、高い信頼性を有する電池を得ることが困難であった。
 そこで、本開示は、高い信頼性を有する電池を提供する。
 本開示の一様態に係る電池は、正極、負極、および、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層を含む電池セルと、前記電池セルの上方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第1押圧部材と、を備え、前記第1押圧部材は、前記電池セル側に向く面であって平面形状の第1面と、前記第1面に背向する面であって凸面形状を有する第2面とを有する。
 本開示によれば、高い信頼性を有する電池を提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る電池が備える複数の電池セルの断面図である。 図2は、実施の形態1に係る電池の断面図である。 図3は、実施の形態1に係る第1押圧部材の平面図、正面図および側面図である。 図4は、実施の形態1に係る第1押圧部材の斜視図である。 図5は、実施の形態1に係る第1押圧部材と、湾曲面の形状に係る円柱とが重ねられた斜視図である。 図6は、実施の形態1に係る収容工程を説明する図である。 図7は、実施の形態1に係る電池の構成要素を説明のために離間して示した断面図と、第1押圧部材の側面図とである。 図8は、比較例1に係る電池を示す断面図である。 図9は、実施の形態1に係る電池が備える外装体と電池ユニットとの断面図である。 図10は、実施の形態1の変形例に係る電池の断面図である。 図11は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材の平面図、正面図および側面図である。 図12は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材の斜視図である。 図13は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材と、湾曲面の形状に係る球体とが重ねられた斜視図である。 図14は、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材の平面図、正面図および側面図である。 図15は、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材の斜視図である。 図16は、実施の形態1の実施例3に係る第1押圧部材の正面図および斜視図である。 図17は、実施の形態2に係る電池が備える電池ユニットの断面図である。 図18は、実施の形態2に係る電池が備える電池ユニットの斜視図である。 図19は、実施の形態3に係る電池の断面図である。 図20は、実施の形態4に係る電池の断面図である。
 (本開示の基礎となった知見)
 それぞれが正極集電体、正極活物質層、負極集電体、負極活物質層、および、正極活物質層と負極活物質層との間にある固体電解質層を有する複数の電池セルが積層された電池の重要品質の一つが、高い電池効率である。電池セルを厚み方向から均一に押圧することで、電池セルの接触抵抗を下げ、電池効率の向上が達成される。
 しかしながら、電池セルを押圧する際に問題が発生する場合がある。例えば、電池セルに接し押圧する外装体の中央が内側に凸状の場合、または、外装体の中央が内側に凸状で電池セルの上面および下面の一方を局所的に押圧する形状の場合について考える。この場合、電池セルを外装体内に収納する際、または、電池セルが局所的に押圧される際に、外装体と接触した電池セルの面に荷重が集中してしまう。これにより、電池セルにおいて、正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層が断裂し電気伝導性が低下したり、電池セルが有する層などが剥離し電気伝導性が低下したり、正極集電体または負極集電体が破れたりするなどの損傷が発生してしまう。このため、高い信頼性を有する電池を得ることが困難であった。
 そこで、本開示は、高い信頼性を有する電池を提供する。
 以下に、本開示に係る電池の複数の例について示す。
 本開示の第1態様に係る電池は、
 正極、負極、および、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層を含む電池セルと、
 前記電池セルの上方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第1押圧部材と、を備え、
 前記第1押圧部材は、
  前記電池セル側に向く面であって平面形状の第1面と、
  前記第1面に背向する面であって凸面形状を有する第2面とを有する。
 これにより、信頼性および電池効率の高い電池が提供できる。第1押圧部材の電池セル側の第1面が平面形状であり第2面が凸面形状を有することで、電池セルが押圧される時の反力によって平面形状の第1面が変形することが抑制される。よって、平面形状の第1面によって電池セルが電池セルの上方から均一に押圧され、電池セルの損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池が実現される。また、均一に電池セルを押圧することができることから、電池セルにおける接触抵抗を下げ、電池効率を向上させることができる。
 本開示の第2態様において、例えば、第1態様に係る電池では、
 前記電池セルおよび前記第1押圧部材を収容する外装体を備えてもよく、
 前記第1押圧部材は、前記外装体と前記電池セルとの間に配置されてもよい。
 これにより、電池セルは、第1押圧部材を介して、外装体によって押圧されることとなる。この場合においても、第1押圧部材によって均一に電池セルが押圧されるため、電池セルの損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第3態様において、例えば、第2態様に係る電池では、
 前記第1押圧部材は、前記外装体より高い剛性を有してもよい。
 これにより、第1押圧部材が外装体によって押圧されても、第1押圧部材の第1面がより変形し難くなる。つまり第1押圧部材によってより均一に電池セルが押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つに係る電池では、
 前記電池セルの下方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第2押圧部材を備えてもよく、
 前記第2押圧部材は、
  前記電池セル側に向く面であって平面形状の第3面と、
  前記第3面に背向する面である第4面とを有してもよい。
 これにより、平面形状である第3面によって電池セルが電池セルの下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面および平面形状の第3面によって電池セルの上方および下方から、電池セルが均一に押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第5態様において、例えば、第4態様に係る電池では、前記第4面は、平面形状であってもよい。
 このように、第4面が平面形状であっても、平面形状である第3面によって電池セルが電池セルの下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面および平面形状の第3面によって電池セルの上方および下方から、電池セルが均一に押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第6態様において、例えば、第4態様に係る電池では、
 前記第2面および前記第4面は、同一形状であってもよい。
 これにより、第1押圧部材と第2押圧部材とが実質的に同一の形状となる。このため、製造時に、第1押圧部材と第2押圧部材とが作り分けられる必要がないため、製造を簡略化することができる。
 本開示の第7態様において、例えば、第4態様に係る電池では、前記第2面および前記第4面は、互いに異なる形状であってもよい。
 このように、第2面および第4面が互いに異なる形状であっても、平面形状である第3面によって電池セルが電池セルの下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面および平面形状の第3面によって電池セルの上方および下方から、電池セルが均一に押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第8態様において、例えば、第4から第7態様のいずれか1つに係る電池では、
 前記電池セル、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材を収容する外装体を備えてもよく、
 前記第1押圧部材および前記第2押圧部材は、前記外装体より高い剛性を有してもよい。
 これにより、第1押圧部材および第2押圧部材が外装体によって押圧されても、第1押圧部材の第1面および第2押圧部材の第3面がより変形し難くなる。つまり第1押圧部材および第2押圧部材によってより均一に電池セルが押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第9態様において、例えば、第2または第3態様に係る電池では、
 前記外装体の内部の圧力は、大気圧より低くなるようにしてもよい。
 これにより、外装体がラミネートフィルムによって構成されている場合に、外装体の内部の圧力と大気圧との差によって、第1押圧部材を押圧する外力が生じる。この外力により第1押圧部材が押圧されることで、平面形状の第1面によって電池セルが電池セルの上方から均一に押圧され、電池セルの損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第10態様において、例えば、第1態様に係る電池では、複数の前記電池セルを備え、
 前記複数の電池セルは積層されてもよく、
 前記第1押圧部材は、前記複数の電池セルのうち最も上方に位置する電池セルの上方に設けられていてもよい。
 これにより、信頼性および電池効率の高い電池が提供できる。このような複数の電池セルが積層された積層電池においても、平面形状の第1面によって複数の電池セルが上方から均一に押圧される。よって、複数の電池セルの損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池が実現される。また、均一に複数の電池セルを押圧することができることから、複数の電池セルにおける接触抵抗を下げ、電池効率を向上させることができる。
 開示の第11態様において、例えば、第10態様に係る電池では、
 前記複数の電池セルのうち最も下方に位置する電池セルの下方に設けられてもよく、前記複数の電池セルを押圧する板形状の第2押圧部材を備えてもよく、
 前記第2押圧部材は、
  前記複数の電池セル側に向く面であって平面形状の第3面と、
  前記第3面に背向する面である第4面とを有してもよい。
 これにより、平面形状である第3面によって複数の電池セルが下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面および平面形状の第3面によって複数の電池セルが、上方および下方から均一に押圧されるため、複数の電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第12態様において、例えば、第1から第11態様のいずれか1つに係る電池では、
 前記凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状であってもよく、
 前記1個の湾曲面の形状は、球面の一部の形状、または、円柱の側面の一部の形状であってもよい。
 これにより、第1押圧部材はより均一に電池セルを押圧することができるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 本開示の第13態様において、例えば、第1から第11態様のいずれか1つに係る電池では、
 前記凸面形状は、複数の湾曲面を含む形状であってもよく、
 前記複数の湾曲面の形状は、それぞれ円柱の側面の一部の形状であってもよい。
 これにより、第1押圧部材はより均一に電池セルを押圧することができるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 以下では、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
 なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、工程、工程の順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
 また、本明細書において、平行または直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形または直方体などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 また、本明細書および図面において、x軸、y軸およびz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。x軸およびz軸はそれぞれ、電池の電池セルの平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1辺、および、当該第1辺に直交する第2辺に平行な方向に一致する。y軸は、複数の電池セルの積層方向に一致する。
 また、本明細書において、「積層方向」は、正極、負極、および、固体電解質層の主面法線方向に一致する。また、本明細書において、「平面視」とは、単独で使用される場合など特に断りのない限り、電池セルの主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
 また、本明細書において、「上方」および「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)および下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」および「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。以下の説明では、y軸の負側を「下方」または「下側」とし、y軸の正側を「上方」または「上側」とする。
 また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りのない限り、構成要素の数または順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、構成要素を区別する目的で用いられている。
 (実施の形態1)
 まずは、実施の形態1に係る電池1の構成について図1および図2を用いて説明する。
 図1は、実施の形態1に係る電池が備える複数の電池セル30の断面図である。図2は、実施の形態1に係る電池1の断面図である。
 より具体的には、図1の(a)は、複数の電池セル30の断面図であり、図1の(b)は、複数の電池セル30の断面斜視図である。図2の(a)は、電池1の断面図であり、図2の(b)は、電池1の断面斜視図である。
 図1および図2に示されるように、実施の形態1に係る電池1は、複数の電池セル30と、導電性接着剤50と、第1押圧部材10と、第2押圧部材20と、外装体60とを備えている。複数の電池セル30は積層されており、電池1は積層電池である。また、複数の電池セル30は、電気的に直列接続されて、電池1を構成している。なお、複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20をまとめて電池ユニット1aと記載する場合がある。
 電池1は全固体電池である。なお、電池1は、複数の(実施の形態1では2個の)電池セル30を備えたがこれに限られず、1個または3個以上の電池セル30を備えてもよい。
 複数の電池セル30のそれぞれは、正極、負極、および、正極と負極との間に配置される固体電解質層130を含む。ここでは、正極は、正極活物質層120と、正極集電体220と、を含む。負極は、負極集電体210と、負極活物質層110と、を含む。また、正極、負極、および、固体電解質層130は、発電要素に相当する。つまり複数の電池セル30のそれぞれは、発電要素を有している、とも言える。
 負極活物質層110と正極活物質層120とは、固体電解質層130を介して対向している。正極活物質層120と、固体電解質層130と、負極活物質層110とは、電池セル30の厚み方向(y軸負方向)に沿ってこの順に積層されている。より具体的には、正極集電体220と、正極活物質層120と、固体電解質層130と、負極活物質層110と、負極集電体210とは、電池セル30の厚み方向に沿ってこの順に積層されている。
 電池1は、上記の通り、複数の電池セル30を備える積層電池であり、電池セル30は直列配列している。電池1においては、一方の電池セル30(ここではy軸正側の電池セル30)の負極集電体210と他方の電池セル30(ここではy軸負側の電池セル30)の正極集電体220との間に導電性接着剤50が設けられている。この導電性接着剤50が設けられることで複数の電池セル30の間の導電性が確保されている。
 負極活物質層110に含有される負極活物質としては、例えば、グラファイト、金属リチウムなどの負極活物質が用いられうる。負極活物質の材料としては、リチウム(Li)またはマグネシウム(Mg)などのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
 また、負極活物質層110の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、硫化リチウム(LiS)および五硫化二リン(P)の混合物が用いられうる。また、負極活物質層110の含有材料としては、例えばアセチレンブラックなどの導電材、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
 負極活物質層110の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、負極集電体210の面上に塗工乾燥することにより、負極活物質層110が作製されうる。負極活物質層110の密度を高めるために、乾燥後に、負極活物質層110および負極集電体210を含む負極板をプレスしておいてもよい。負極活物質層110の厚みは、例えば、5μm以上300μm以下であるが、これに限らない。
 正極活物質層120は、例えば活物質などの正極材料を含む層である。正極材料は、負極材料の対極を構成する材料である。正極活物質層120は、例えば、正極活物質を含む。
 正極活物質層120に含有される正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム複合酸化物(LCO)、ニッケル酸リチウム複合酸化物(LNO)、マンガン酸リチウム複合酸化物(LMO)、リチウム‐マンガン‐ニッケル複合酸化物(LMNO)、リチウム‐マンガン‐コバルト複合酸化物(LMCO)、リチウム‐ニッケル‐コバルト複合酸化物(LNCO)、リチウム‐ニッケル‐マンガン‐コバルト複合酸化物(LNMCO)などの正極活物質が用いられうる。
 正極活物質の材料としては、LiまたはMgなどのイオンを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
 また、正極活物質層120の含有材料としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられてもよい。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiSおよびPの混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層120の含有材料としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバーなどの導電材料、または、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられてもよい。
 正極活物質層120の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、正極集電体220の面上に塗工乾燥することにより、正極活物質層120が作製されうる。正極活物質層120の密度を高めるために、乾燥後に、正極活物質層120および正極集電体220を含む正極板をプレスしておいてもよい。正極活物質層120の厚みは、例えば、5μm以上300μm以下であるが、これに限らない。
 固体電解質層130は、負極活物質層110と正極活物質層120との間に配置される。固体電解質層130は、負極活物質層110と正極活物質層120との各々に接する。固体電解質層130は、電解質材料を含む層である。電解質材料としては、一般に公知の電池用の電解質が用いられうる。固体電解質層130の厚みは、5μm以上300μm以下であってもよく、または、5μm以上100μm以下であってもよい。
 固体電解質層130は固体電解質を含んでいてもよい。
 固体電解質としては、例えば、無機系固体電解質などの固体電解質が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiSおよびPの混合物が用いられうる。また、硫化物固体電解質としては、LiS-SiS、LiS-BまたはLiS-GeSなどの硫化物が用いられてもよく、あるいは、上記硫化物に添加剤としてLiN、LiCl、LiBr、LiPOおよびLiSiOのうち少なくとも1種が添加された硫化物が用いられてもよい。酸化物固体電解質としては、リチウムイオンを伝導できる材料の場合、例えば、LiLaZr12(LLZ)、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO(LATP)または(La,Li)TiO(LLTO)などが用いられる。なお、固体電解質層130は、電解質材料に加えて、例えばポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含有してもよい。
 実施の形態1では、負極活物質層110、正極活物質層120、固体電解質層130は平行平板状に維持されている。
 負極集電体210と正極集電体220とはそれぞれ、導電性を有する部材である。負極集電体210と正極集電体220とはそれぞれ、例えば、導電性を有する薄膜であってもよい。負極集電体210と正極集電体220とを構成する材料としては、例えば、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)などの金属が用いられうる。
 負極集電体210は、負極活物質層110に接して配置される。負極集電体としては、例えば、SUS箔、Cu箔、Ni箔などの金属箔が用いられうる。負極集電体210の厚みは、例えば、5μm以上100μm以下であるが、これに限らない。なお、負極集電体210は、負極活物質層110に接する部分に、例えば、導電性材料を含む層である集電体層を備えてもよい。
 また、図1および図2が示すように、電池セル30の平面視形状が矩形であるが、これに限られない。
 続いて、導電性接着剤50について説明する。
 導電性接着剤50は、隣り合う2個の電池セル30を接着するための層であり、例えば、導電性接着剤ペースト、導電性接着フィルムまたは異方性導電フィルムを用いることができる。導電性接着剤ペーストは、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはウレタン樹脂等の熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させたペースト状の接着剤である。導電性接着フィルムおよび異方性導電フィルムは、熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させてフィルム状に形成されたものである。
 さらに、第1押圧部材10について説明する。
 第1押圧部材10は、電池セル30の上方に設けられる部材である。第1押圧部材10は、複数の電池セル30のうち最も上方に位置する電池セル30(ここではy軸正側の電池セル30)の上方に設けられる。ここでは、y軸正側の電池セル30のy軸正側の主面を上面31とすると、第1押圧部材10は、電池セル30の上面31に接して設けられる。
 第1押圧部材10は、電池セル30側を向く第1面11および第1面11に背向する第2面12を有する板形状の部材であって、電池セル30(ここでは複数の電池セル30)を押圧する。
 第1面11は、電池セル30側を向く面(つまり下方を向く面)であって、平面形状の主面である。つまり、電池セル30の上面31に接する面である第1面11は、凹凸および突起などを有していない平坦面である。
 第2面12は、電池セル30とは反対側を向く面(つまり上方を向く面)であって、凸面形状を有する主面である。凸面とは、1個以上の湾曲面で構成されてもよく、複数の平面の組み合わせで構成されていてもよい。また、凸面形状とは、ドーム形状とも言える。
 ここで実施の形態1に係る第2面12について図3および図4を用いて説明する。
 図3は、実施の形態1に係る第1押圧部材10の平面図、正面図および側面図である。より具体的には、図3の(a)は第1押圧部材10の平面図、図3の(b)は第1押圧部材10の正面図、図3の(c)は第1押圧部材10の側面図である。図4は、実施の形態1に係る第1押圧部材10の斜視図である。
 実施の形態1に係る第2面12が有する凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状であり、より具体的には、1個の湾曲面のみで構成されている形状である。実施の形態1に係る凸面形状は、y軸正方向、つまりは上方に向けて、突出している形状である。より具体的には、1個の湾曲面の形状は、円柱の側面の一部の形状である。
 ここで1個の湾曲面の形状について説明する。
 図3の(b)が示すように、1個の方向(x軸方向)から第1押圧部材10を見ると、つまりは、正面視すると、第2面12の形状はアーチ状となっており、また、円弧状であるともいえる。一方で、図3の(c)が示すように、他の1個の方向(z軸方向)から第1押圧部材10を見ると、つまりは、側面視すると、第2面12の形状は直線状となっている。
 1個の湾曲面の形状は、円柱の側面の一部の形状であり、より具体的には、円柱を中心軸より外側で中心軸に沿って切り落とした形状である。これについて図5を用いてより詳細に説明する。
 図5は、実施の形態1に係る第1押圧部材10と、湾曲面の形状に係る円柱Sとが重ねられた斜視図である。
 図5が示す第1押圧部材10においては、第2面12の凸面形状は説明のために誇張されて、つまりは、よりy軸正方向に突出しているように図示されている。図5が示すように、第2面12が有する凸面形状である1個の湾曲面の形状は、円柱Sを中心軸Aより外側で中心軸Aに沿って切り落とした形状と一致する。換言すると、1個の湾曲面は、シリンドリカル形状の曲面であるともいえる。
 また、図2~図5が示すように、第2面12の全面に凸面形状(1個の湾曲面)が設けられている。つまり換言すると、第2面12は、凸面形状でない領域を有していない。
 なお、1個の湾曲面の形状が円柱の側面の一部の形状である場合に、1個の湾曲面が延びる方向とは円柱Sの中心軸Aと平行な方向であり、実施の形態1においては、x軸方向である。中心軸Aは、円柱Sの底面の中心Pを通る。また、1個の湾曲面の形状は、円柱Sを中心軸Aより外側で中心軸Aに沿って切り落とした形状であり、カマボコ形状であるともいう。また、湾曲面の形状に係る円柱Sの2つの底面は、真円形状であるが、これに限られず、楕円形状であってもよい。
 さらに、図3の(b)が示すように、第2面12が有する凸面形状は、正面視での第2面12の中央部14に、頂点部13を含む。図3の(b)には、第1押圧部材10の中央部14および端部15が、破線の矩形で示されている。
 第1押圧部材10の厚みは、正面視での中央部14が最も厚く、端部15ほど薄くなる。具体的には、図3の(b)が示すように、頂点部13が位置する中央部14の厚みD3は、端部15の厚みD4よりも大きい。換言すると、正面視では、第1押圧部材10は、端部15から中央部14に向けて、連続的に厚みが増す形状である。また、正面視では、第1押圧部材10は、端部15から中央部14に向けて、段階的に厚みが増す形状であってもよい。
 第1押圧部材10の平面視形状は、電池セル30の平面視形状と同じく矩形である。第1押圧部材10の平面視での大きさは、電池セル30の平面視での大きさと同じである。つまり、実施の形態1においては、第1押圧部材10の第1面11は、電池セル30の上面31の全てを覆う。なお、第1押圧部材10の平面視形状は、これに限られない。また、実施の形態1においては、第2面12の全面に凸面形状(1個の湾曲面)が設けられているため、平面視で、電池セル30と第1押圧部材10との重なる領域の全てに、第2面12が有する凸面形状が設けられているとも言える。
 第1押圧部材10は、金属材料または樹脂材料によって構成されているとよい。第1押圧部材10は、例えば、金属材料としてステンレス材料によって構成されるとよいが、これに限られず、軽量化を目的とする場合には金属材料としてアルミニウムまたは樹脂材料によって構成されるとよい。第1押圧部材10は、外装体60よりも高い剛性を有しているとよい。例えば、縦弾性係数および断面係数が考慮されたうえで、第1押圧部材10および外装体60のそれぞれを構成する材料が決定されるとよい。なお、第1押圧部材10において、高い剛性を実現するためには、第1押圧部材10の縦弾性係数が大きいほど有利である。また、例えば、第1押圧部材10を構成する材料として、より弾性率の高い材料が用いられるとよく、また、第1押圧部材10の厚みがより厚いとよい。これにより、より高い剛性が実現される。
 次に、第2押圧部材20について説明する。
 図2が示すように、第2押圧部材20は、電池セル30の下方に設けられる部材である。第2押圧部材20は、複数の電池セル30のうち最も下方に位置する電池セル30(ここではy軸負側の電池セル30)の下方に設けられる。ここでは、y軸負側の電池セル30のy軸負側の主面を下面32とすると、第2押圧部材20は、電池セル30の下面32に接して設けられる。
 第2押圧部材20は、電池セル30側を向く第3面21および第3面21に背向する第4面22を有する板形状の部材であって、電池セル30(ここでは複数の電池セル30)を押圧する。
 第3面21は、電池セル30側を向く面(つまり上方を向く面)であって、平面形状の主面である。つまり、電池セル30の下面32に接する面である第3面21は、凹凸および突起などを有していない平坦面である。
 第4面22は、電池セル30とは反対側を向く主面(つまり下方を向く面)である。実施の形態1においては、第4面22は凸面形状を有する面であり、第2面12と第4面22とは、同一形状である。つまり、実施の形態1に係る第1押圧部材10および第2押圧部材20は、実質的には同一の形状であり、第2押圧部材20の形状は、第1押圧部材10を上下方向(y軸方向)に反転させた形状と一致する。
 また、図2に示されるように、第4面22が有する凸面形状は、y軸負方向、つまりは下方に向けて突出している形状であり、正面視での第4面22の中央付近に頂点部23を含む。また、第4面22の全面に凸面形状(1個の湾曲面)が設けられている。つまり換言すると、第4面22は、凸面形状でない領域を有していない。
 第2押圧部材20の平面視形状は、電池セル30の平面視形状と同じく矩形である。第2押圧部材20の平面視での大きさは、電池セル30の平面視での大きさと同じである。つまり、実施の形態1においては、第2押圧部材20の第3面21は、電池セル30の下面32の全てを覆う。なお、第2押圧部材20の平面視形状は、これに限られない。また、実施の形態1においては、第4面22の全面に凸面形状(1個の湾曲面)が設けられているため、平面視で、電池セル30と第2押圧部材20との重なる領域の全てに、第4面22が有する凸面形状が設けられているとも言える。
 第2押圧部材20は、第1押圧部材10と同じく、金属材料または樹脂材料によって構成されているとよい。第2押圧部材20は、例えば、金属材料としてステンレス材料によって構成されるとよいが、これに限られず、軽量化を目的とする場合には金属材料としてアルミニウムまたは樹脂材料によって構成されるとよい。また、第2押圧部材20は、外装体60よりも高い剛性を有しているとよい。例えば、縦弾性係数および断面係数が考慮されたうえで、第2押圧部材20および外装体60のそれぞれを構成する材料が決定されるとよい。なお、第2押圧部材20において、高い剛性を実現するためには、第2押圧部材20の縦弾性係数が大きいほど有利である。また、例えば、第2押圧部材20を構成する材料として、より弾性率の高い材料が用いられるとよく、また、第2押圧部材20の厚みがより厚いとよい。これにより、より高い剛性が実現される。
 さらに、外装体60について説明する。
 外装体60は、電池セル30と第1押圧部材10と第2押圧部材20とを収容する容器である。実施の形態1においては、外装体60は、電池ユニット1a(複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20)を収容する。
 ここでは、外装体60は、角缶型形状の容器である。外装体60は、金属材料により構成されているとよいが、樹脂材料によって構成されていてもよい。金属材料の例としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄またはステンレスなどである。である。なお、外装体60は、例えば複数のラミネートフィルムによって構成されていてもよい。
 また、外装体60が角缶型形状であるため、外装体60は直方体形状を有するとも言える。そのため、図2が示すように外装体60の断面形状は矩形の枠形状であり、図2には2個の側壁とy軸正側に位置する上壁とy軸負側に位置する底壁とが示されている。また、外装体60の上壁の中央付近を上壁中央部61、および、外装体60の底壁の中央付近を底壁中央部62とする。
 ここで、図2が示すように、電池ユニット1a(複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20)および外装体60のy軸方向の長さを、それぞれ長さD1および長さD2とする。
 より具体的には、電池ユニット1aの長さD1は、第1押圧部材10の頂点部13と第2押圧部材20の頂点部23と間のy軸方向の長さに相当する。また、外装体60の長さD2は、外装体60の上壁と外装体60の底壁との間の内寸のy軸方向の長さに相当する。
 電池ユニット1aが外装体60に収容される前においては、外装体60の長さD2は、電池ユニット1aの長さD1よりもわずかに短い。なお、電池ユニット1aが外装体60に収容された後においては、外装体60の長さD2は、電池ユニット1aの長さD1と一致する。
 次に、電池1の製造方法について説明する。
 図2が示すように、実施の形態1においては、電池ユニット1a(複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20)が外装体60に収容されている。電池1の製造方法は、このような電池ユニット1aを作成するユニット作成工程を有する。
 次に、図6を用いて、製造方法を説明する。
 図6は、実施の形態1に係る収容工程を説明する図である。
 この製造方法は、図6が示すように、電池ユニット1a(複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20)が外装体60に収容される収容工程を含む。
 なお、上記の通り、電池ユニット1aが外装体60に収容される前においては、外装体60の長さD2は、電池ユニット1aの長さD1よりもわずかに短い。このため、電池ユニット1aは、力を与えられながら外装体60に押し込まれることで、外装体60に収容される。このとき、外装体60は、わずかに変形することがある。
 この収容工程により収容された第1押圧部材10の頂点部13および第2押圧部材20の頂点部23それぞれは、図2に示すように、外装体60の上壁中央部61および底壁中央部62のそれぞれに接触する。より具体的には、頂点部13は上壁中央部61の内側面に、頂点部23は底壁中央部62の内側面に接触する。
 上記の通り、電池ユニット1aの収容前には、長さD2は長さD1よりもわずかに短いため、この接触により、第1押圧部材10は上壁中央部61によりy軸負方向への外力Fを、第2押圧部材20は底壁中央部62によりy軸正方向への外力Fを受ける。よって、第1押圧部材10の第1面11が電池セル30の上面31を、第2押圧部材20の第3面21が電池セル30の下面32を押圧して挟み込む。
 ここで、図7および図8を用いて、実施の形態1に係る電池1と、比較例に係る電池1xとについて比較する。
 図7は、実施の形態1に係る電池1の構成要素を説明のために離間して示した断面図と、第1押圧部材10の側面図とである。図8は、比較例1に係る電池1xを示す断面図である。
 図7の(a)は、電池1の構成要素を説明のために離間して示した断面図であり、図7の(b)は、第1押圧部材10の正面図である。図7の(a)では、説明のため、外装体60と第1押圧部材10および第2押圧部材20とが、第1押圧部材10および第2押圧部材20と複数の電池セル30とが、離間して示されている。
 図7に示すように、また図2で説明したように、第1押圧部材10の第1面11は平面形状であり、第1押圧部材10の第2面12は1個の湾曲面(円柱の側面の一部)のみによって構成されている。よって、第1押圧部材10の中央部14の厚みD3は、第1押圧部材10の端部15の厚みD4より厚くなっている。
 図8が示す比較例に係る電池1xは、電池ユニット1axと外装体60とを備える。電池ユニット1axは、第1押圧部材10および第2押圧部材20のかわりに第1押圧部材10xおよび第2押圧部材20xを備える点を除いて、電池ユニット1aと同じ構成を有する。
 第1押圧部材10xが有する第1面11xおよび第2面12xは、それぞれ平面形状であり、それぞれ凹凸および突起などを有していない平坦面である。
 第2押圧部材20xが有する第3面21xおよび第4面22xは、それぞれ平面形状であり、それぞれ凹凸および突起などを有していない平坦面である。
 また、第1押圧部材10xの中央部14xおよび端部15xは、図8においては、破線の矩形で示されている。同様に、第2押圧部材20xの中央部24xおよび端部25xは、図8においては、破線の矩形で示されている。
 第1押圧部材10xにおいては正面視での中央部14xの厚みと端部15xの厚みとは同じであり、第2押圧部材20xにおいては正面視での中央部24xの厚みと端部25xの厚みとは同じである。
 図8に示すように、電池1xが第1押圧部材10xおよび第2押圧部材20xを備える。これにより、比較例に係る電池ユニット1axが外装体60に収容されると、外装体60からの外力Fが電池ユニット1axに与えられる。この場合、第1押圧部材10xおよび第2押圧部材20xが複数の電池セル30を押圧する力は、端部15xおよび端部25xで大きく、中央部14xおよび中央部24xで小さい。
 この結果、端部15xおよび端部25xに、押圧する力つまりは荷重が集中するため、電池1xにおいて、損傷が発生してしまう。ここでの損傷とは、例えば、正極活物質層120、負極活物質層110および固体電解質層130のうち少なくとも1層が断裂し、その断裂した箇所にて電気伝導性が低下することを意味する。また例えば、損傷とは、正極活物質層120が正極集電体220から、負極活物質層110が負極集電体210から、または、1つの電池セル30が他の1つの電池セル30から剥離し、その剥離した箇所にて電気伝導性が低下することを意味する。また例えば、正極集電体220および負極集電体210のうち少なくとの一方が破れることを意味する。このように、電池1xにおいて、損傷が発生してしまうため、電池1xでは、高い信頼性を有することは困難である。
 しかしながら、実施の形態1に係る電池1は、電池セル30と、第1押圧部材10とを備える。電池1は、複数の電池セル30を備える。電池セル30は、正極、負極、および、正極と負極との間に配置される固体電解質層130を含む。第1押圧部材10は、電池セル30の上方に設けられ、電池セル30を押圧する板形状の部材である。第1押圧部材10は、電池セル30側に向く面であって平面形状の第1面11と、第1面11に背向する面であって凸面形状を有する第2面12とを有する。
 このように、第1押圧部材10の電池セル30側の第1面11が平面形状であり第2面12が凸面形状を有することで、つまり、第2面12が上方に突出しているため、例えば第2面12が突出していない場合に比べて、第1押圧部材10の厚みが厚くなる。このため、第1押圧部材10に外力Fが与えられても外力Fの反力によって、第1押圧部材10は変形し難く、より具体的には、平面形状の第1面11が変形し難い。つまり第1押圧部材10は、平面形状の第1面11を変形させずに、電池セル30の上方から均一に電池セル30を押圧することができる。このため、電池セル30の損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池1が実現される。また、均一に電池セル30を押圧することができることから、電池セル30における接触抵抗を下げ、電池効率を向上させることができる。
 さらに、実施の形態1においては、図3が示すように、頂点部13が位置する中央部14の厚みD3は、端部15の厚みD4よりも大きい。換言すると、正面視では、第1押圧部材10は、端部15から中央部14に向けて、連続的に厚みが増す形状である。これによりx軸方向およびz軸方向に発生する応力がほぼ均一となり、第1押圧部材10は、平面形状の第1面11を変形させずに、電池セル30の上方から均一に電池セル30を押圧することができる。例えば、平面視での電池セル30のサイズが2cm×2cmであり、かつ、電池の使用に問題の無い範囲の荷重を与える場合に、第1押圧部材10は、第1押圧部材10xに比べて、約20%の軽量化が可能であった。
 さらに、実施の形態1においては、第2面12が有する凸面形状の頂点部13は、第2面12の中央部14にある。例えば、外装体60として角缶型形状の容器が用いられる場合には、最も突出している部分である頂点部13が、外装体60と接し押圧される。より具体的には、中央部14に位置する頂点部13が外装体60の上壁中央部61に押圧される。これにより、第1押圧部材10は、電池セル30の上方からより均一に電池セル30を押圧することができる。
 また、第1押圧部材10の平面視形状は、電池セル30の平面視形状と同じである。よって実施の形態1においては、第1押圧部材10の第1面11は、電池セル30の上面31の全てを覆う。つまりは、中央部14に位置する頂点部13が外装体60の上壁中央部61に押圧される場合には、第1面11は、電池セル30の上面31の全てを押圧する。これにより、第1押圧部材10は、電池セル30の上方からより均一に電池セル30を押圧することができる。
 また、実施の形態1に係る電池1は、電池セル30および第1押圧部材10を収容する外装体60を備える。第1押圧部材10は、外装体60と電池セル30との間に配置される。
 これにより、電池セル30は、第1押圧部材10を介して、外装体60によって押圧されることとなる。この場合においても、第1押圧部材10によって均一に電池セル30が押圧されるため、電池セル30の損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池1が実現される。
 また、実施の形態1に係る電池1においては、第1押圧部材10は、外装体60より高い剛性を有する。
 これにより、第1押圧部材10が外装体60によって押圧されても、第1押圧部材10の第1面11がより変形し難くなる。つまり第1押圧部材10によってより均一に電池セル30が押圧されるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1が実現される。
 また、実施の形態1に係る電池1は、電池セル30の下方に設けられ、電池セル30を押圧する板形状の第2押圧部材20を備える。第2押圧部材20は、電池セル30側に向く面であって平面形状の第3面21と、第3面21に背向する面である第4面22とを有する。
 これにより、平面形状である第3面21によって電池セル30が電池セル30の下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面11および平面形状の第3面21によって電池セル30の上方および下方から、電池セル30が均一に押圧されるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1が実現される。
 また、実施の形態1に係る電池1においては、第2面12および第4面22は、同一形状である。
 これにより、第1押圧部材10と第2押圧部材20とが実質的に同一の形状となる。このため、製造時に、第1押圧部材10と第2押圧部材20とが作り分けられる必要がないため、製造を簡略化することができる。
 また、実施の形態1に係る電池1は、電池セル30、第1押圧部材10および第2押圧部材20を収容する外装体60を備える。第1押圧部材10および第2押圧部材20は、外装体60より高い剛性を有する。
 これにより、第1押圧部材10および第2押圧部材20が外装体60によって押圧されても、第1押圧部材10の第1面11および第2押圧部材20の第3面21がより変形し難くなる。つまり第1押圧部材10および第2押圧部材20によってより均一に電池セル30が押圧されるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1が実現される。
 また、実施の形態1に係る電池1は、複数の電池セル30を備える。複数の電池セル30は、積層されている。第1押圧部材10は、複数の電池セル30のうち最も上方に位置する電池セル30(実施の形態1ではy軸正側の電池セル30)の上方に設けられている。
 これにより、信頼性および電池効率の高い電池1が提供できる。このような複数の電池セルが積層された積層電池(電池1)においても、平面形状の第1面11によって複数の電池セル30が上方から均一に押圧される。よって、複数の電池セル30の損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池1が実現される。また、均一に複数の電池セル30を押圧することができることから、複数の電池セル30における接触抵抗を下げ、電池効率を向上させることができる。
 また、実施の形態1に係る電池1は、複数の電池セル30のうち最も下方に位置する電池セル30(実施の形態1ではy軸負側の電池セル30)の下方に設けられ、複数の電池セル30を押圧する板形状の第2押圧部材20を備える。第2押圧部材20は、複数の電池セル30側に向く面であって平面形状の第3面21と、第3面21に背向する面である第4面22とを有する。
 これにより、平面形状である第3面21によって複数の電池セル30が下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面11および平面形状の第3面21によって複数の電池セル30が、上方および下方から均一に押圧されるため、複数の電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1が実現される。
 また、実施の形態1に係る電池1においては、凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状である。1個の湾曲面の形状は、円柱Sの側面の一部の形状である。
 これにより、第1押圧部材10はより均一に電池セル30を押圧することができるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1が実現される。
 なお、外装体60は、角缶型形状の容器に限られない。例えば、電池1は、外装体60のかわりに、2枚のラミネートフィルムで構成される外装体60aを備えてもよい。図9は、実施の形態1に係る電池1が備える外装体60aと電池ユニット1aとの断面図である。このように、2枚のラミネートフィルムで構成される外装体60aで電池ユニット1aが包装されることにより、第1押圧部材10および第2押圧部材20に外力Fが加えられてもよい。
 外装体60aの内部とは、外装体60aと電池ユニット1aとの間の隙間の領域であり図9が示す領域A1である。図9が示す電池1においては、外装体60aの内部の圧力、つまりは、領域A1の圧力は、大気圧より低い。外装体60aである2枚のラミネートフィルムで包装された内部(領域A1)は、負圧であり、外装体60aの外部よりも低圧であるとよい。
 このように、外装体60aの内部の圧力は大気圧より低いとよい。
 これにより、外装体60aの内部(領域A1)の圧力と大気圧との差によって、第1押圧部材10および第2押圧部材20を押圧する外力Fが生じる。第1押圧部材10および第2押圧部材20が押圧されることで、平面形状の第1面11および第3面21によって電池セル30が電池セル30の上方および下方から均一に押圧される。従って、電池セル30の損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池1が実現される。
 特に、外装体60aの内部の圧力と、大気圧との差が大きいほど外力Fが大きくなり、より接触抵抗を低減することができる。
 また、外装体60aが用いられることで、複数の電池セル30の上面31および下面32が略均一に押圧される場合に、外装体60aの弾性力を利用することができる。このため、電池1の押圧のための別途の構成が不要になるので、電池1の小型化を図ることができる。
 [変形例]
 次に、実施の形態1の変形例に係る電池1bの構成について説明する。実施の形態1の変形例では、実施の形態1に対し、第2押圧部材20bの構成が異なる。以下、相違点について説明を行い、共通点の説明を省略もしくは簡略化する。
 図10は、実施の形態1の変形例に係る電池1bの断面図である。図10が示すように、電池1bは、複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20bを有する電池ユニット1abと、外装体60とを備えている。
 第2押圧部材20bが有する第4面22bは平面形状である。第2押圧部材20bは、第4面22bが平面形状の主面であり凹凸および突起などを有していない平坦面である点を除いては、第2押圧部材20と同じ構成を有する。
 このように、変形例に係る電池1bが備える第2押圧部材20bが有する第4面22bが平面形状である場合においても、平面形状である第3面21によって電池セル30が電池セル30の下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面11および平面形状の第3面21によって電池セル30の上方および下方から、電池セル30が均一に押圧されるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1bが実現される。
 なお、第1押圧部材10の形状は上記に限られない。以下では実施の形態1に係る第1押圧部材の他の実施例について説明する。以下の実施の形態1の実施例1~実施例3においては、実施の形態1の実施例1~実施例3のそれぞれの第1押圧部材と、実施の形態1に係る第1押圧部材10との相違点について説明を行い、共通点の説明を省略もしくは簡略化する。
 [実施例1]
 まずは、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材10cの構成について説明する。
 図11は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材10cの平面図、正面図および側面図である。より具体的には、図11の(a)は第1押圧部材10cの平面図、図11の(b)は第1押圧部材10cの正面図、図11の(c)は第1押圧部材10cの側面図である。図12は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材10cの斜視図である。
 第1押圧部材10cは、第1面11および第2面12cを有する部材である。実施の形態1の実施例1に係る第2面12cが有する凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状であり、より具体的には、1個の湾曲面のみで構成されている形状である。実施の形態1の実施例1に係る凸面形状は、y軸正方向、つまりは上方に向けて、突出している形状である。より具体的には、1個の湾曲面の形状は、球面の一部の形状である。
 図11の(b)が示すように、1個の方向(x軸方向)から第1押圧部材10cを見ると、つまりは、正面視すると、第2面12cの形状はアーチ状となっている。同様に、図11の(c)が示すように、他の1個の方向(z軸方向)から第1押圧部材10cを見ると、つまりは、側面視すると、第2面12cの形状はアーチ状となっている。
 図13は、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材10cと、湾曲面の形状に係る球体Bとが重ねられた斜視図である。
 図13が示す第1押圧部材10cにおいては、第2面12cの凸面形状は説明のために誇張されて、つまりは、よりy軸正方向に突出しているように図示されている。図13が示すように、第2面12cが有する凸面形状である1個の湾曲面の形状は、球体Bの一部が切り落とされた表面の形状と一致する。
 また、図11~図13が示すように、第2面12cの全面に凸面形状(1個の湾曲面)が設けられている。つまり例えば、第2面12cは、凸面形状でない領域を有していない。
 さらに図11を用いて、第2面12cについて説明する。
 図11の(a)には、一点鎖線で示された複数の仮想円が図示されている。1個の仮想線は、第1面11と第2面12cとの間のy軸方向の距離が同じ点の集まりで構成されている線であり、所謂等高線である。最も内側の仮想円を仮想円C1とし、最も外側の仮想円を仮想円C1とする。仮想円C1から仮想円C2に向かうほど第1面11と第2面12cとの間のy軸方向の距離が小さくなる。つまり図11の(b)で示すように、頂点部13が位置する中央部14の厚みD3は、端部15の厚みD4よりも大きい。なお、図11の(c)においても、中央部の厚みは、端部の厚みよりも大きい。
 このように、実施の形態1の実施例1に係る第1押圧部材10cは、平面形状の第1面11と、凸面形状を有する第2面12cとを有する。第2面12cの凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状であり、1個の湾曲面の形状は、球面の一部の形状である。
 これにより、第1押圧部材10cはより均一に電池セルを押圧することができるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 [実施例2]
 次に、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材10dの構成について説明する。
 図14は、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材10dの平面図、正面図および側面図である。より具体的には、図14の(a)は第1押圧部材10dの平面図、図14の(b)は第1押圧部材10dの正面図、図14の(c)は第1押圧部材10dの側面図である。図15は、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材10dの斜視図である。
 第1押圧部材10dは、第1面11および第2面12dを有する部材である。実施の形態1の実施例2に係る第2面12dが有する凸面形状は、複数の湾曲面を含む形状であり、より具体的には、4個の湾曲面のみで構成されている形状である。実施の形態1の実施例2に係る凸面形状は、y軸正方向、つまりは上方に向けて、突出している形状である。
 ここで、4個の湾曲面をそれぞれ湾曲面121d、122d、123dおよび124dとする。図14の(a)が示すように、第1押圧部材10dの平面視形状は矩形であり、4個の湾曲面121d~124dは、当該矩形の対角線で仕切られた領域に相当する。
 ここでは、平面視で向かい合う2個の湾曲面の形状が、円柱の側面の一部の形状である。より具体的には、向かい合う2個の湾曲面121dおよび124dの形状が1個の円柱の側面の一部の形状を構成し、向かい合う2個の湾曲面122dおよび123dの形状が他の1個の円柱の側面の一部の形状を構成する。1個の円柱の中心軸はx軸方向と平行であり、他の1個の円柱の中心軸はz軸方向と平行である。つまり、1個の円柱の中心軸と、他の1個の円柱の中心軸とは、交差しており、より具体的には、直交している。
 図14の(b)が示すように、1個の方向(x軸方向)から第1押圧部材10dを見ると、つまりは、正面視すると、第2面12dの形状はアーチ状となっている。同様に、図14の(c)が示すように、他の1個の方向(z軸方向)から第1押圧部材10dを見ると、つまりは、側面視すると、第2面12dの形状はアーチ状となっている。
 また、図14および図15が示すように、第2面12dの全面に凸面形状(4個の湾曲面121d~124d)が設けられている。つまり例えば、第2面12dは、凸面形状でない領域を有していない。
 また、図14の(b)で示すように、頂点部13が位置する中央部14の厚みD3は、端部15の厚みD4よりも大きい。なお、図14の(c)においても、中央部の厚みは、端部の厚みよりも大きい。
 このように、実施の形態1の実施例2に係る第1押圧部材10dは、平面形状の第1面11と、凸面形状を有する第2面12dとを有する。第2面12dの凸面形状は、複数の湾曲面(より具体的には、4個の湾曲面121d~124d)を含む形状であり、複数の湾曲面の形状は、それぞれ円柱の側面の一部の形状である。
 これにより、第1押圧部材10dはより均一に電池セルを押圧することができるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 [実施例3]
 さらに、実施の形態1の実施例3に係る第1押圧部材10fの構成について説明する。
 図16は、実施の形態1の実施例3に係る第1押圧部材10fの正面図および斜視図である。より具体的には、図16の(a)は第1押圧部材10fの正面図、図16の(b)は第1押圧部材10fの斜視図である。
 第1押圧部材10fは、第1面11および第2面12fを有する部材である。実施の形態1の実施例3に係る第2面12fが有する凸面形状は、複数の平面の組み合わせで構成される形状であり、より具体的には、5個の平面のみで構成されている形状である。実施の形態1の実施例3に係る凸面形状は、y軸正方向、つまりは上方に向けて、突出している形状である。5個の平面は、x軸方向に延びる面である。
 図16の(a)が示すように、1個の方向(x軸方向)から第1押圧部材10fを見ると、つまりは、正面視すると、第2面12fの形状はアーチ状となっている。
 また、図16が示すように、第2面12fの全面に凸面形状(5個の平面)が設けられている。つまり例えば、第2面12fは、凸面形状でない領域を有していない。
 図16の(a)で示すように、頂点部13が位置する中央部の厚みは、端部の厚みよりも大きい。
 このように、実施の形態1の実施例3に係る第1押圧部材10fは、平面形状の第1面11と、凸面形状を有する第2面12fとを有する。第2面12fの凸面形状は、複数の平面の組み合わせで構成される形状である。
 これにより、第1押圧部材10fはより均一に電池セルを押圧することができるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 実施例1~3で示したように第1押圧部材の形状は、実施の形態1で示した第1押圧部材10に形状に限られない。また、第2押圧部材も、第1押圧部材10c、10dおよび10fと実質的に同じ構成であってもよい。例えば、第1押圧部材10cと実質的に同じ構成である第2押圧部材と、実施の形態1で示した第1押圧部材10とを備える電池が実現されてもよい。
 当該電池においては、第2面および第4面は、互いに異なる形状である。このように、第2面および第4面が互いに異なる形状であっても、平面形状である第3面によって電池セルが電池セルの下方から均一に押圧される。よって、平面形状の第1面および平面形状の第3面によって電池セルの上方および下方から、電池セルが均一に押圧されるため、電池セルの損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池が実現される。
 また、第1押圧部材の形状は、実施の形態1および実施例1~3で示した例に限定されず、断面二次モーメントを変化させ、第1押圧部材の平坦な面である第1面が変形しないような応力となる形状が、コストなど勘案して実現されればよい。
 (実施の形態2)
 次に、実施の形態2に係る電池1gの構成について説明する。実施の形態2では、実施の形態1に対し、第1押圧部材10gおよび第2押圧部材20gの構成が異なる。以下、相違点について説明を行い、共通点の説明を省略もしくは簡略化する。
 図17は、実施の形態2に係る電池1gが備える電池ユニット1agの断面図である。図18は、実施の形態2に係る電池1gが備える電池ユニット1agの斜視図である。実施の形態2に係る電池1gは、複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10gおよび第2押圧部材20gを有する電池ユニット1agと、外装体(不図示)とを備えている。なお、実施の形態2に係る外装体は、実施の形態1に係る外装体60と同じ構成を有する。
 第1押圧部材10gが有する第2面12gは、凸面形状を有する主面である。第2面12gが有する凸面形状は、複数の湾曲面を含む形状であり、より具体的には、3個の湾曲面121g、122gおよび123gのみで構成されている形状である。実施の形態2に係る凸面形状は、y軸正方向、つまりは上方に向けて、突出している形状である。より具体的には、複数の湾曲面の形状は、それぞれ円柱の側面の一部の形状である。ここで当該円柱の中心軸は、x軸方向と平行である。つまり、複数の湾曲面に係る複数の(ここでは3個の)円柱の中心軸は、平行に並んでいる。
 実施の形態2に係る第2押圧部材20gは、第1押圧部材10gと実質的には同一の形状であり、第2押圧部材20gの形状は、第1押圧部材10gを上下方向(y軸方向)に反転させた形状と一致する。つまり、第2押圧部材20gが有する第4面22gは、凸面形状を有する主面であり、第4面22gが有する凸面形状は3個の湾曲面221g、222gおよび223gのみで構成されている形状である。
 また、第1押圧部材10gにおいては、3個の湾曲面121g~123gのそれぞれには頂点部が設けられており、つまりは、第2面12gが有する凸面形状は3つの頂点部を有している。同様に、第2押圧部材20gにおいては、3個の湾曲面221g~223gのそれぞれには頂点部が設けられており、つまりは、第4面22gが有する凸面形状は3つの頂点部を有している。電池ユニット1agが外装体に挿入される場合には、第1押圧部材10gにおける3つの頂点部と第2押圧部材20gにおける3つの頂点部とが外装体と接することとなる。
 このように、実施の形態2に係る第1押圧部材10gは、平面形状の第1面11と、凸面形状を有する第2面12gとを有する。第2面12gの凸面形状は、複数の湾曲面(より具体的には、3個の湾曲面121g~123g)を含む形状であり、複数の湾曲面の形状は、それぞれ円柱の側面の一部の形状である。
 これにより、第1押圧部材10gはより均一に電池セル30を押圧することができるため、電池セル30の損傷の発生がより抑制される。つまりは、より高い信頼性を有する電池1gが実現される。
 (実施の形態3および4)
 次に、実施の形態3および4に係る電池1hおよび電池1jの構成について説明する。実施の形態3および4では、実施の形態1に対し、絶縁層70を備えている点が異なる。以下、相違点について説明を行い、共通点の説明を省略もしくは簡略化する。
 図19は、実施の形態3に係る電池1hの断面図である。図18は、実施の形態4に係る電池1jの断面図である。
 実施の形態3に係る電池1hは、複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20を有する電池ユニット1aと、2個の絶縁層70と、外装体60とを備えている。
 実施の形態4に係る電池1jは、複数の電池セル30、導電性接着剤50、第1押圧部材10および第2押圧部材20を有する電池ユニット1aと、2個の絶縁層70と、外装体60とを備えている。
 電池1hと電池1jとの相違点は、2個の絶縁層70が設けられる位置が異なる点である。
 図19が示す実施の形態3に係る電池1hにおいては、2個の絶縁層70は、電池ユニット1aと、外装体60との間に設けられている。つまり、1個の絶縁層70は第1押圧部材10の上方であって、第1押圧部材10および外装体60に接して設けられている。また、他の1個の絶縁層70は第2押圧部材20の下方であって、第2押圧部材20および外装体60に接して設けられている。
 一方で、図20が示す実施の形態4に係る電池1jにおいては、2個の絶縁層70は、複数の電池セル30と、第1押圧部材10および第2押圧部材20との間に設けられている。つまり、1個の絶縁層70は電池セル30の上面31の上方かつ第1押圧部材10の下方であって、上面31および第1押圧部材10に接して設けられている。また、他の1個の絶縁層70は電池セル30の下面32の下方かつ第2押圧部材20の上方であって、下面32および第2押圧部材20に接して設けられている。
 絶縁層70は、外装体60と複数の電池セル30との間の電気絶縁性を確保するための層であり、例えば、樹脂材料によって構成されている。また、絶縁層70は、可撓性を有する絶縁フィルムなどが用いられるとよい。
 図19が示す電池1hが絶縁層70を備えることで、外装体60と第1押圧部材10および第2押圧部材20とが導電性材料である場合に、外装体60と第1押圧部材10および第2押圧部材20とを電気的に絶縁することができる。
 また、図20が示す電池1jにおいては、絶縁層70として可撓性を有する絶縁フィルムなどが用いられることで、第1押圧部材10および第2押圧部材20が電池セル30を押圧する際に、絶縁層70が変形して、より均一に電池セルが押圧されることができる。このため、電池セル30の損傷の発生が抑制される。つまりは、高い信頼性を有する電池1jが実現される。また、均一に電池セル30を押圧することができることから、電池セル30における接触抵抗を下げ、電池効率を向上させることができる。
 (他の実施の形態)
 以上、本開示に係る電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
 また、上記の実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
 本開示は、電子機器、電気器具装置、電気車両などの電池として、利用されうる。
1、1b、1g、1h、1j、1x 電池
1a、1ab、1ag、1ax 電池ユニット
10、10c、10d、10f、10g、10x 第1押圧部材
11、11x 第1面
12、12c、12d、12f、12g、12x 第2面
13、23 頂点部
14、14x、24x 中央部
15、15x、25x 端部
20、20b、20g、20x 第2押圧部材
21、21x 第3面
22、22b、22g、22x 第4面
30 電池セル
31 上面
32 下面
50 導電性接着剤
60、60a 外装体
61 上壁中央部
62 底壁中央部
70 絶縁層
A1 領域
C1 仮想円
C2 仮想円
110 負極活物質層
120 正極活物質層
121d、122d、123d、124d、121g、122g、123g 湾曲面
130 固体電解質層
210 負極集電体
220 正極集電体
221g、222g、223g 湾曲面
A 中心軸
B 球体
F 外力
S 円柱

Claims (13)

  1.  正極、負極、および、前記正極と前記負極との間に配置される固体電解質層を含む電池セルと、
     前記電池セルの上方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第1押圧部材と、を備え、
     前記第1押圧部材は、
      前記電池セル側に向く面であって平面形状の第1面と、
      前記第1面に背向する面であって凸面形状を有する第2面とを有する
     電池。
  2.  前記電池セルおよび前記第1押圧部材を収容する外装体を備え、
     前記第1押圧部材は、前記外装体と前記電池セルとの間に配置される
     請求項1に記載の電池。
  3.  前記第1押圧部材は、前記外装体より高い剛性を有する
     請求項2に記載の電池。
  4.  前記電池セルの下方に設けられ、前記電池セルを押圧する板形状の第2押圧部材を備え、
     前記第2押圧部材は、
      前記電池セル側に向く面であって平面形状の第3面と、
      前記第3面に背向する面である第4面とを有する
     請求項1に記載の電池。
  5.  前記第4面は、平面形状である
     請求項4に記載の電池。
  6.  前記第2面および前記第4面は、同一形状である
     請求項4に記載の電池。
  7.  前記第2面および前記第4面は、互いに異なる形状である
     請求項4に記載の電池。
  8.  前記電池セル、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材を収容する外装体を備え、
     前記第1押圧部材および前記第2押圧部材は、前記外装体より高い剛性を有する
     請求項4に記載の電池。
  9.  前記外装体の内部の圧力は、大気圧より低い
     請求項2に記載の電池。
  10.  複数の前記電池セルを備え、
     前記複数の電池セルは積層され、
     前記第1押圧部材は、前記複数の電池セルのうち最も上方に位置する電池セルの上方に設けられている
     請求項1に記載の電池。
  11.  前記複数の電池セルのうち最も下方に位置する電池セルの下方に設けられ、前記複数の電池セルを押圧する板形状の第2押圧部材を備え、
     前記第2押圧部材は、
      前記複数の電池セル側に向く面であって平面形状の第3面と、
      前記第3面に背向する面である第4面とを有する
     請求項10に記載の電池。
  12.  前記凸面形状は、1個の湾曲面を含む形状であり、
     前記1個の湾曲面の形状は、球面の一部の形状、または、円柱の側面の一部の形状である
     請求項1~11のいずれか1項に記載の電池。
  13.  前記凸面形状は、複数の湾曲面を含む形状であり、
     前記複数の湾曲面の形状は、それぞれ円柱の側面の一部の形状である
     請求項1~11のいずれか1項に記載の電池。
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