雙極型電池的製作方法

2023-06-10 20:38:36

專利名稱：雙極型電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及雙極型電池。
背景技術：
JP - 2004 - 319156 一 A中公開有經由電解質層層疊有多個在集電體的表面、背面形成有電極層的雙極型電極的雙極型電池。
但是，在這種雙極型電池中，當萬一存在外部短路等的任何異常因素時，發電元件有可能過度升溫。如果發電元件變成高溫，則電解質(電解液)氣化，可能使外裝材料的內壓上升。發明內容
本發明著眼於這種現有的問題點，本發明的目的在於，提供一種雙極型電池，在產生氣體而使外裝材料的內壓上升的情況下，限制電流量，防止過大的電流流動。
根據本發明的某方式，具有經由電解質層層疊有多個在集電體的表面、背面形成有電極層的雙極型電極的發電元件。而且，提供一種雙極型電池，其具有彈性金屬部，其以與發電元件抵接的方式設置，在未作用外力的狀態下相對於發電元件點接觸 或線接觸，在作用外力的狀態下與發電元件面接觸；外裝材料，其以收裝發電元件及彈性金屬部的方式設置，內部氣壓比大氣壓低，利用內部氣壓與大氣壓的壓力差使彈性金屬部與發電元件面接觸。
關於本發明的實施方式、本發明的優點，下面與附帶的附圖一同進行詳細說明。


圖1是表示本發明的雙極型電池的第一實施方式的圖2是說明第一實施方式的作用效果的圖3是表示本發明的雙極型電池的第二實施方式的圖4是說明第二實施方式的作用效果的圖5是表示本發明的雙極型電池的第三實施方式的電極片的彈性金屬部的圖6是表示本發明的雙極型電池的第四實施方式的電極片的彈性金屬部的圖7是表示本發明的雙極型電池的第五實施方式的圖8是表示本發明的雙極型電池的其它實施方式的電極片的彈性金屬部的圖9是表示本發明的雙極型電池的另一實施方式的電極片的彈性金屬部的圖。
具體實施方式
(第一實施方式)
圖1是表示本發明的雙極型電池的第一實施方式的圖，圖1 (A)是裝配狀態的縱剖面圖，圖1 (B)是未作用外力的狀態下的電極片的彈性金屬部的立體圖，圖1 (C)是圖1(B)的C 一 C剖面圖。
雙極型電池I包含發電元件10、電極片20、外裝材料30。
發電元件10包含雙極型電極11、電解質層12、密封件13。
雙極型電極11包含集電體111、正極112、負極113。正極112形成於集電體111 的單面(圖1 (A)中下面)。負極113形成於集電體111的相反面(圖1 (A)中上面)。
集電體111例如由金屬、導電性高分子材料、添加了導電性填料的非導電性高分子材料等的導電性材料形成。作為適合集電體111的材料的金屬，示例有鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、鈦、銅等。另外，也可以是鎳和鋁的金屬包層材料、銅和鋁的金屬包層材料、或這些金屬的組合的鍍敷材料等。另外，也可以是在金屬表面覆蓋了鋁的箔。考慮電子傳導性及電池工作電位，特別優選鋁、不鏽鋼、銅。
另外，作為適合集電體111的材料的導電性高分子材料，示例有聚苯胺、聚吡咯、 聚噻吩、聚乙炔、聚對苯撐、聚苯亞乙烯、聚丙烯腈及聚噁二唑等。這種導電性高分子材料即使不添加導電性填料也具有足夠的導電性，因此，可以使製造工序容易，另外，可以使集電體111輕量。但是，也可以根據需要添加導電性填料。
另外，作為適合集電體111的材料的添加導電性填料的非導電性高分子材料，示例有聚乙烯(PE ;高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE))、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醯胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡膠(SBR)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVdF)以及聚苯乙烯(PS)等。這種非導電性高分子材料的耐電位性及耐溶劑性優異。
導電性填料如果是具有導電性的物質則就沒有特別限定，但如果是金屬等或導電性碳等，則導電性、耐電位性、鋰離子遮斷性優異。作為適合導電性填料的材料的金屬等，示例選自N1、T1、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、Sb、及K構成的組中的至少一種金屬、包含這些金屬的合金、或包含這些金屬的金屬氧化物等。作為適合導電性填料的材料的導電性碳， 優選含有選自乙炔黑、硬化物、黑珍珠(black pearl)、碳納米光纖、科琴黑、碳納米管、碳納米角、碳納米球、及富勒烯構成的組中的至少一種。導電性填料的添加量只要是可以對集電體111賦予足夠的導電性的量，則就沒有特別限制，通常為5 35質量％左右。
集電體111的大小根據電池的使用用途進行設定。例如，如果是用於要求高能量密度的大型的電池，則使用面積大的集電體111。關於集電體111的厚度也沒有特別限制。 集電體111的厚度通常為I 100 μ m左右。
如上所述，正極112形成於集電體111的單面(圖1 (A)中下面)。正極112是包含正極活性物質的層。正極活性物質為在放電時吸收離子、在充電時放出離子的組成。作為優選的一例，例舉過渡金屬和鋰的複合氧化物即鋰一過渡金屬複合氧化物。具體而言為 LiCoO2等的Li · Co系複合氧化物、LiNiO2等的Li · Ni系複合氧化物、尖晶石LiMn2O4等的 Li Mn系複合氧化物、LiFeO2等的Li Fe系複合氧化物及由其它元素取代了這些過渡金屬的一部分的物質。鋰一過渡金屬複合氧化物的反應性、循環特性優異，製造成本低。另外， 也可以使用LiFePO4等的過渡金屬和鋰的磷酸化合物及硫酸化合物；V205、Mn02、TiS2、MoS2、 MoO3等的過渡金屬氧化物及硫化物；Pb02、A g 0、Ni00H等。這種正極活性物質可以單獨使用，也可以以兩種以上的混合物使用。正極活性物質的平均粒子直徑沒有特別限制，但從正極活性物質的高容量化、反應性、循環耐久性的觀點觸發，優選為I 100 μ m、更優選為I 20μ m。只要在這種範圍內，則二次電池就能夠抑制在高輸出條件下的充放電時的電池的內部電阻的增大，能夠取出足夠的電流。此外，在正極活性物質為2次粒子的情況下，優選構成2次粒子的I次粒子的平均粒子直徑在IOnm I μ m的範圍，但未必限定於上述範圍。 但是，根據製造方法，正極活性物質也可以不是通過凝集、塊狀等而2次粒子化的結構。此外，正極活性物質根據種類及製造方法等而取得的形狀不同，例如有球狀(粉末狀)、板狀、 針狀、柱狀、角狀等，但不限於此，可以以任意的形狀使用。優選可以適當選擇可提高充放電特性等電池特性的最佳的形狀。
根據需要，活性物質層也可以含有其它物質。例如，為提高離子傳導性，也可以含有電解質、裡鹽、導電助劑等。
作為電解質，有固體高分子電解質、高分子凝膠電解質及層疊這些電解質的物質等。即，也可以將正極設為多層構造，在集電體側和電解質側也可以形成改變構成正極的電解質的種類及活性物質的種類和粒徑、以及他們的配合比的層。優選構成高分子凝膠電解質的聚合物和電解液的比率(質量比)在20 80 98 2的、電解液的比率較小的範圍。
高分子凝膠電解質是在具有離子傳導性的固體高分子電解質中含有通常鋰離子電池所使用的電解液的物質，另外，在不具有鋰離子傳導性的高分子的骨架中也可以保持同樣的電解液。
在此，作為高分子凝膠電解質中含有的電解液(電解質鹽及增塑劑)，只要是通常鋰離子電池中使用的電解液即可，例如可以使用含有選自LiPF6、LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiTaF6, LiAlCl4, Li2B10Cl10 等無機酸陰離子鹽、LiCF3SO3^ Li (CF3SO2) 2N、Li (C2F5SO2) 2N 等有機酸陰離子鹽中的至少一種鋰鹽(電解質鹽)，且使用了混合有選自碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯等環狀碳酸酯類；碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等鏈狀碳酸酯類；四氫呋喃、 2-甲基四氫呋喃、1，4 一二噁烷、1，2- 二甲氧基乙烷、1，2- 二丁氧基乙烷等醚類；Y - 丁內酯等內酯類；乙腈等腈類；丙酸甲酯等酯類；二甲基甲醯胺等醯胺類；醋酸甲酯、甲酸甲酯中的一種或兩種以上的非質子性溶劑等有機溶劑(增塑劑)而得到的電解液等。但不限定於此。
作為不具有用於高分子凝膠電解質的鋰離子傳導性的高分子，例如有聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。但不限定於此。此外， PAN、PMMA由於並不是完全沒有鋰離子傳導性，所以也可以作為具有離子傳導性的高分子， 在此，作為不具有用於高分子凝膠電解質的鋰離子傳導性的高分子進行示例。
鋰鹽例如是LiPF6, LiBF4' LiClO4' LiAsF6, LiTaF6' LiAlCl4, Li2B10Cl10 等無機酸陰離子鹽、Li (CF3SO2) 2N、Li (C2F5SO2)2N等的有機酸陰離子鹽、或它們的混合物等。但不限定於此。
導電助劑是為提高活性物質層的導電性而配合的添加物。作為導電助劑例如有乙炔黑、炭黑、石墨。但不限定於此。
正極中的、正極活性物質、電解質(優選固體高分子電解質)、鋰鹽、導電助劑的配合量應考慮電池的使用目的(重視輸出、重視能量等)、離子傳導性而決定。例如，如果正極內的電解質、特別是固體高分子電解質的配合量過少，則活性物質層內的離子傳導電阻及離子擴散電阻增大，電池性能降低。另一方面，如果正極內的電解質、特別是固體高分子電解質的配合量過多，則電池的能量密度降低。因此，考慮這些原因，決定與目的相一致的固體高分子電解質量。
正極的厚度沒有特別限定，對配合量進行敘述，只要考慮電池的使用目的(重視輸出、重視能量等)、離子傳導性決定即可。一般的正極活性物質層的厚度為10 500μπι左右。
如上所述，負極113形成於集電體111的單面(圖1 (A)中上面)。負極113是含有負極活性物質的層。負極活性物質為放電時可放出離子，充電時可吸留離子的組成。負極活性物質只要能夠可逆地吸收及放出鋰，則沒有特別限制，但作為負極活性物質的例子， 優選 Si 及 Sn 等金屬、或 TiO、Ti203、TiO2、或 Si02、SiO、SnO2 等金屬氧化物、Li473Ti573O4 或 Li7MnN等鋰和過渡金屬的複合氧化物、L1- Pb系合金、Li 一 Al系合金、L1、或天然石墨、 人造石墨、炭黑、活性炭、碳纖維、焦炭、軟碳、或硬碳等碳材料等。另外，負極活性物質優選含有與鋰合金化的元素。通過使用與鋰合金化的元素，能夠得到具有相比目前的碳系材料高的能量密度的高容量及優異的輸出特性的電池。這種負極活性物質可以單獨使用，也可以以兩種以上的混合物使用。
作為上述的與鋰合金化的元素，例如有S1、Ge、Sn、Pb、Al、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、 Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、A g、Au、Cd、H g、Ga、Tl、C、N、Sb、B1、O、S、Se、Te、Cl 等。其中，從能夠構成容量及能量密度優異的電池的觀點考慮，優選含有碳材料 以及/或選自S1、Ge、Sn、Pb、 Al、In、及Zn構成的組中的至少一種以上的元素，特別優選含有碳材料、S1、或Sn的元素。 它們可以單獨使用一種，也可以並用兩種以上。
此外，負極活性物質的粒子徑及形狀沒有特別限定，由於可以得到與上述的正極活性物質相同的方式，所以在此省略詳細的說明。另外，與正極活性物質層相同，根據需要， 為提高其它物質、例如離子傳導性，也可以含有電解質、鋰鹽、導電助劑等。
電解質層12例如是高分子凝膠電解質的層。該電解質也可以為多層構造，也可以在正極側和負極側形成改變電解質的種類及成分配合比的層。在使用高分子凝膠電解質的情況下，構成高分子凝膠電解質的聚合物和電解液的比率(質量比)在20 80 2 98這樣電解液的比率較大的範圍。
作為這種高分子凝膠電解質，在具有離子傳導性的固體高分子電解質中含有通常鋰離子電池中使用的電解液，但也可以包含在不具有鋰離子傳導性的高分子的骨架中保持同樣的電解液的物質。對於其而言，與作為正極中含有的電解質的一種所說明的高分子凝膠電解質相同，因此省略說明。
這些固體高分子電解質或高分子凝膠電解質除構成電池的高分子電解質外，如上所述也可以包含於正極及/或負極中，但也可以根據構成電池的高分子電解質、正極、負極而使用不同的高分子電解質，也可以使用相同的高分子電解質，也可以根據層而使用不同的高分子電解質。
構成電池的電解質的厚度沒有特別限定。但是，為得到緊湊的雙極型電池，優選在能夠確保作為電解質的功能的範圍內極其薄。通常的固體高分子電解質層的厚度為10 100 μ m左右。但是，電解質的形狀利用製造方法上的特徵，也容易以覆蓋電極(正極或負極) 的上面以及側面外周部的方式形成，從功能、性能面考慮，也不取決於部位，不需要總是設為大致一定的厚度。
密封件13位於上下的集電體111之間，並被配置在正極112、負極113及電解質層 12的周圍。密封件13防止集電體彼此的接觸及單電池層的端部的短路。密封件13的材料考慮絕緣性、相對於固體電解質的脫落的密封性及相對於水分透溼的密封性(密封性)、在電池工作溫度下的耐熱性等進行選擇。例如，優選丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、橡膠、尼龍樹脂等。其中，考慮耐腐蝕性、耐藥品性、製作容易度(制膜性)、經濟性，特別優選聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂。電極片20包含與發電元件10抵接的彈性金屬部21。電極片20的一端露出外裝材料30的外部。電極片20例如由鋁、銅、鈦、鎳、不鏽鋼(SUS)、它們的合金等形成。考慮耐蝕性、製作容易度、經濟性等，特別優選鋁。正極的電極片20及負極的電極片20也可以是同一材質，也可以是不同的材質。另外，也可以是層疊了多層材質不同的結構。
電極片20的彈性金屬部21如圖1 (B)及圖1 (C)所示，在未外力的狀態下，以中心附近從發電元件10離開的方式(即圖1 (B)及圖1 (C)中朝向上方)凸起。
另外，在圖1 (A)所示的裝配狀態下，外裝材料以內部氣壓比大氣壓低的狀態、例如大致真空狀態被密封。在該狀態下，大氣壓對彈性金屬部21作用，彈性金屬部21的整面與發電元件10切面(面接觸)。
彈性金屬部21為通過這樣作用外力與否而可變形的彈性部件。
外裝材料30收納發電元件10。外裝材料30較軟。外裝材料30的材料有各種考慮，但例如是由聚丙烯薄膜覆蓋了鋁、不鏽鋼、鎳、銅等金屬(包含合金)的高分子一金屬複合層疊薄膜的片材。外裝材料30在收納了發電元件10後，周圍通過熱熔敷而接合。在圖1 (A)所示的裝配狀態下，外裝材料30的內部比大氣壓低，大致為真空。
圖2是說明本實施方式的作用效果的圖，圖2 (A)表示通常狀態，圖2 (B)表示異常狀態。
在彈性金屬部21的整面與發電元件10切面(面接觸)的狀態下，電流在整面上一致地流動。在萬一有外部短路等任何異常因素時，發電元件10可能過度升溫。如果發電元件10變成高溫，則電解質(電解液)氣化而外裝材料的內壓上升。於是，如圖2 (B)所示，彈性金屬部21變形為中心凸起的形狀，從發電元件10離開。於是，電流僅在周邊附近流動， 因此，限制電流量，防止過大的電流流動。
此外，外裝材料30雖然周圍被熱熔敷，但如果減小一部分的熱熔敷幅度，則其稱為軟閥。於是，在電解質(電解液)氣化，外裝材料的內部氣壓上升時，從該軟閥排出內部氣壓，因此，通過大氣壓可以抑制外裝材料的內部氣壓，能夠防止外裝材料的內部氣壓過大。
(第二實施方式)
圖3是表示本發明的雙極型電池的第二實施方式的圖，圖3 (A)是裝配狀態的縱剖面圖，圖3 (B)是未作用外力的狀態下的電極片的彈性金屬部的立體圖，圖3 (C)是圖3 (B)的C 一 C剖面圖。
此外，下面，對於實現與上述相同的功能的部分標註同一符號，省略重複的說明。
如圖3 (B)及圖3 (C)所示，本實施方式的電極片20的彈性金屬部21在未作用外力的狀態下，朝向發電元件10 (圖3 (B)及圖3 (C)中在下方)，中心附近凸起。
另外，在圖3 (A)所示的裝配狀態下，外裝材料在內部氣壓比大氣壓低的狀態、例如大致真空狀態下被密封。在該狀態下，大氣壓對彈性金屬部21作用，彈性金屬部21的整面與發電元件10切面(面接觸)。因此，彈性金屬部21越靠發電元件10的中心附近越被強力推壓。
在此，為容易理解本實施方式，說明電池的化學反應。
在通常運轉電壓範圍內，產生下式(I)的化學反應。
[式I]
R*+1/2 —Alkyl 丨· · · (I)
另外，在過充電電壓區域，產生下式(2 — I) (2 — 4)的反應。
[式2]
3Co02 — Co；504+02 t · · · (2-1)
R0C02R+302—3C02 +3Η20 · · · (2-2)
roco2r+h2o—2R0H+C02 t · · · (2-3)
LiPF6+H20 --LiF+2HF 丨 +POF3 · · · (2-4)
進而，在過放電電壓區域，產生次式(3 -1)或(3 - 2)的反應。
[式3]
R0C02R+e>Li++l/2H2 — ROCO2Li 丨 +Alkyl t · · · (3-1)
R0C02R+2e>2Li++H2 — Li2CO3 丨 +R-R 丨· · ·(3-2)
這樣，在通常運轉、過充電中、過放電中產生氣體。由於彈性金屬部21的整面與發電元件10切面(面接觸)，所以如果在電解質層中不殘留氣體，則整面一致地流過電流，但當這樣產生的氣體到達電解質層時，阻礙電流的流動，並且在其周圍，電流增大。於是，局部產生電流密度高的區域。當電流密度局部變高時，鋰離子可能電析並析出。於是，局部發生劣化。而且，可能陷入劣化向周圍擴散這樣的惡循環。
另外，如果重複充電放電，則特別是在初期在負極的表面形成覆蓋膜或將電解液分解等，從而可能產生氣體。在所產生的氣體到達電解質層時，阻礙電流的流動。另外，可能陷入因所產生的氣體而引起電解質層不均勻和進一步產生氣體這樣的惡循環。
與之相對，本實施方式的電極片20的彈性金屬部21在未作用外力的狀態下，如圖 3 (B)及圖3 (C)所示，中心附近朝向發電元件10 (圖3 (B)及圖3 (C)中下方)凸起。因此，在圖3 (A)所示的裝配狀態下，發電元件10越是靠近中心附近，越承受來自彈性金屬部21的大的推壓力。因此，電解質層中產生的氣體容易移動到推壓力小的周邊的密封件附近。 由此，能夠防止因氣體而阻礙電流的流動。由於在密封件附近本身未流過電流，所以即使氣體滯留也不會產生不良。
圖4是說明本實施方式的作用效果的圖，圖4 (A)表示通常狀態，圖4 (B)表示異常狀態。
另外，在彈性金屬部21的整面與發電元件10切面(面接觸)的狀態下，電流整面一致地流動。在萬一有外部短路等任何異常因素時，發電元件10可能過升溫。如果發電元件 10變成高溫，則電解質(電解液)氣化，外裝材料的內壓上升。於是，如圖4 (B)所示，彈性金屬部21保留保留中心附近，其它區域從發電元件10離開，中心附近朝向發電元件變形為凸的形狀。於是，電流僅在中心附近流動，因此，限制電流量，防止過大的電流流動。
(第三實施方式)
圖5是表示本發明的雙極型電池的第三實施方式的電極片的彈性金屬部的圖，圖5(A)是電極片的彈性金屬部的立體圖，圖5 (B)是圖5 (A)的B-B剖面圖。
本實施方式的電極片的彈性金屬部21為在未作用外力的狀態下，中心附近朝向下方凸起，並且周緣面21a配置於一平面上的形狀。
如上所述，外裝材料在內部氣壓比大氣壓低的狀態被密封。此時，大氣壓經由外裝材料對電極片的彈性金屬部21作用，使電極片的彈性金屬部21成為平面狀態。此時，彈性金屬部21的周端齧入外裝材料的高分子薄膜層中等，從而可能產生損傷。
與之相對，在本實施方式中，電極片的彈性金屬部21為在未作用外力的狀態下周緣面21a配置於一平面上的形狀。當為這樣的構造，電極片的彈性金屬部21至少是周緣面 21a總是與外裝材料30抵接。因此，能夠防止在製造本發明的雙極型電池時，彈性金屬部 21的周端損傷外裝材料的高分子薄膜層。
(第四實施方式)
圖6是表示本發明的雙極型電池的第四實施方式的電極片的彈性金屬部的圖，圖6(A)是電極片的彈性金屬部的立體圖，圖6 (B)是圖6 (A)的B— B剖面圖。
本實施方式的電極片的彈性金屬部21在周緣設有塗布了絕緣性的樹脂的部位 21b。
當為這樣的構造，電極片的彈性金屬部21的至少絕緣樹脂塗布部21b總是與外裝材料30抵接。因此，能夠防止在製造本發明的雙極型電池時，彈性金屬部21的周端損傷外裝材料的高分子薄膜層。另外，即使萬一外裝材料的高分子薄膜層損傷，由於存在絕緣樹脂塗布部21b，外裝材料的金屬層和電極片的彈性金屬部21不會發生短路。
(第五實施方式)
圖7是表示本發明的雙極型電池的第五實施方式的圖，圖7 (A)是裝配狀態的縱剖面圖，圖7 (B)是表示雙極型電極及其周圍的密封的平面圖，圖7 (C)是未作用外力的狀態下的電極片的彈性金屬部的剖面圖。
本實施方式的雙極型電池I被分割成多個發電元件10的發電區域。具體而言，如圖7 (A)及圖7 (B)所示，以有兩處發電區域的方式分割有兩個正極112及負極113。
而且，如圖7 (C)所示，電極片的彈性金屬部21以在未作用外力的狀態下朝向發電元件10的各發電區域的中心附近凸起的方式形成。另外，周緣面21a及中心面21c為配置於一平面上的形狀。
在裝配狀態下，如圖7 (A)所示，發電元件10的各發電區域越是靠中心附近，越承受來自彈性金屬部21的大的推壓力。換言之，彈性金屬部21越是靠發電元件10的發電區域的中心附近越被強力推壓。因此，在電解質層產生的氣體容易向推壓力小的周邊區域(未形成電極的區域)移動。由於在這種區域本身沒有電流流動，因此，即使滯留氣體也不會產生不良情況。
並不限於以上說明的實施方式，在不脫離其技術思想的範圍內可以進行各種變形及變更，當然，這些內容也包含於本發明的技術範圍內。
例如，如圖8所示，也可以使彈性金屬部21的端部捲曲。即使這樣，在製造雙極型電池時，也能夠防止彈性金屬部21的周端損傷外裝材料的高分子薄膜層。
另外，在第五實施方式中，以發電區域為兩處的方式分割有兩個正極112及負極 113。而且，電極片的彈性金屬部21也可以以在未作用外力的狀態下朝向發電元件10的各發電區域的中心附近凸起的方式形成。但是，如圖9所示，也可以以發電區域在一處，電極片的彈性金屬部21在兩處凸起的方式形成。即使為這種構成，在萬一存在外部短路等任何異常的因素，發電元件10過升溫而電解質(電解液)氣化時，彈性金屬部21如圖9 (B)所示那樣變形。於是，由於電流僅在凸形狀附近流動，因此，限制了電流量，防止過大的電流流過。
另外，在上述各實施方式中，彈性金屬部21以在未作用外力的狀態下中心附近朝向下方點狀凸起的方式形成，但也可以以線狀凸起的方式形成。
另外，在上述各實施方式中，彈性金屬部21作為電極片20的一部分進行了說明。 只要這樣一體形成，則可以不增加零件數量，因此，生產率優異，但也可以與電極片20分體。
另外，電池不限於可充電的二次電池。也可以是不能充電的一次電池。
而且，上述實施方式也可以適當組合。
本申請基於2010年7月26日在日本專利局申請的特願2010 — 166858主張優先權，該申請 的全部內容能夠通過參照而編入本說明書中。
權利要求
1.一種雙極型電池，具有 發電元件(10)，其經由電解質層(12)層疊多個雙極型電極(11)，該雙極型電極(11)在集電體(111)的表面、背面形成有電極層(112、113)； 彈性金屬部(21)，其以與所述發電元件(10)抵接的方式設置，在未作用外力的狀態下相對於發電元件(10)點接觸或線接觸,在作用外力的狀態下與發電元件(10)面接觸； 外裝材料(30)，其以收裝所述發電元件(10)及彈性金屬部(21)的方式設置，內部氣壓比大氣壓低，利用內部氣壓與大氣壓的壓力差使所述彈性金屬部(21)與發電元件(10)面接觸。
2.如權利要求1所述的雙極型電池，其中， 所述彈性金屬部(21)在未作用外力的狀態下朝向發電元件(10)凸起，在作用外力的狀態下與發電元件(10)面接觸。
3.如權利要求1或2所述的雙極型電池，其中， 所述發電元件(10)包含被分割成多個的發電區域， 所述彈性金屬部(21)在未作用外力的狀態下朝向發電元件(10)的各發電區域凸起，在作用外力的狀態下與發電元件(10)面接觸。
4.如權利要求1 3中任一項所述的雙極型電池，其中， 所述彈性金屬部(21)是用於將所述發電元件(10)所發出的電力向所述外裝材料(30)的外部取出的電極片(20)的一部分。
5.如權利要求1 4中任一項所述的雙極型電池，其中， 所述彈性金屬部(21)為在未作用外力的狀態下周緣面配置於一平面上的形狀。
6.如權利要求1 4中任一項所述的雙極型電池，其中， 所述彈性金屬部(21)以周緣從所述外裝材料(30)離開的方式捲曲。
7.如權利要求1 6中任一項所述的雙極型電池，其中， 所述彈性金屬部(21)還包含設於周緣的絕緣樹脂塗布部。
8.一種雙極型電池，包含 發電元件(10)，其經由電解質層層疊多個雙極型電極，該雙極型電極在集電體的表面、背面形成有電極層； 彈性金屬部(21)，其以與所述發電元件(10)抵接的方式設置，越是靠近發電元件(10)的中心附近越被強力推壓； 外裝材料(30)，其以收裝所述發電元件(10)及彈性金屬部(21)的方式設置。
全文摘要
雙極型電池(1)包括發電元件(10)，其經由電解質層(12)層疊多個雙極型電極(11)，該雙極型電極(11)在集電體(111)的表面、背面形成有電極層(112、113)；彈性金屬部(21)，其以與發電元件(10)抵接的方式設置，在未作用外力的狀態下相對於發電元件(10)點接觸或線接觸，在作用外力的狀態下與發電元件(10)面接觸；外裝材料(30)，其以收裝發電元件(10)及彈性金屬部(21)的方式設置，內部氣壓比大氣壓低，利用內部氣壓與大氣壓的壓力差使彈性金屬部(21)與發電元件(10)面接觸。
文檔編號H01M2/26GK103026534SQ201180036358
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月19日 優先權日2010年7月26日
發明者小比賀基治, 堀江英明, 新田芳明 申請人:日產自動車株式會社