JP4462245B2

JP4462245B2 - ２次電池、積層２次電池および組電池

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Publication number: JP4462245B2
Application number: JP2006196979A
Authority: JP
Inventors: 好志中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: EP2043179B1; US20090263709A1; EP2043179A4; CN101490873A; US8206848B2; JP2008027660A; EP2043179A1; CN101490873B; WO2008010364A1

Description

本発明は、２次電池、２次電池を複数積層して構成された積層２次電池およびこの積層２次電池を積層して構成された組電池に関する。

従来から、電気自動車（ＥＶ）やハイブリット電気自動車（ＨＥＶ）等のモータの駆動源として搭載され、複数の単位２次電池を積層して構成する積層２次電池が各種提案されている（下記特許文献１〜３参照）。単位２次電池は、電解質層と、この電解質層の一方の表面に形成された正極層と、電解質層の他方の表面に形成された負極層と、正極層および負極層の表面上に設けられた集電体とを備えている。

そして、たとえば、特開２００５−１７４８４４号公報に記載された積層２次電池は、複数の単位２次電池を積層して構成されており、単位２次電池の積層方向に位置する一方の端面に正極用集電板が設けられ、他方の端面に負極用集電板が設けられている。

この正極用集電板および負極集電板には、電流を取り出すための正極用タブまたは負極用タブが設けられている。
特開２００５−１７４８４４号公報特開２００５−１７４６９１号公報特開平９−１９９１７７号公報

単位２次電池および積層２次電池に設けられた正極用集電板および負極用集電板に流れる電流は、正極用タブまたは負極用タブまでの電気的抵抗が最も小さい経路に集中する。このため、正極用集電板および負極用集電板のうち、電気的抵抗が最も小さい経路が位置する部分においては温度が上昇する。

負極集電板および正極集電板の一部で温度が上昇すると、負極集電板および正極集電板と隣接する単位２次電池の一部において電極反応が活性化され、その部分について部分劣化が生じる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、正極用集電板および負極用集電板を流れる電流が一部に集中することを抑制して、部分劣化の抑制が図られた単位２次電池、この単位２次電池を積層して構成した積層２次電池およびこの積層２次電池を積層して構成された組電池を提供することである。

本発明に係る２次電池は、板状の電解質層と、電解質層の一方の主表面に形成された正極と、電解質層の他方の主表面に形成された負極と、正極または負極に隣接して設けられた集電電極と、集電電極のうち、正極または負極と接触する接触領域と、集電電極に形成され、正極または負極と接触しない端子部と、端子部に形成され導電性部材が接続される接続部とを備え、接触領域のうち接続部に最も近接する第１部分と、接続部との間の第１電流経路を構成する端子部の断面積よりも、接触領域の周縁部であって端子部に沿って延びる領域内に位置し、接続部までの距離が第１電流経路の経路長より長い第２部分と、接続部との間の第２電流経路を構成する端子部の断面積の方が大きくなるように形成する。好ましくは、上記第２電流経路が位置する端子部の厚みを、第１電流経路が位置する端子部の厚みより厚く形成する。好ましくは、上記端子部の一部を巻回することで、第２電流経路として機能する部分を形成する。好ましくは、上記端子部に第１電流経路と第２電流経路とを規定する複数の開口部を形成し、開口部によって規定された第２電流経路の幅は、開口部によって規定された第１電流経路の幅よりも大きくなるように形成する。好ましくは、上記端子部が正極または負極の端面から外方に向けて張り出すように形成する。好ましくは、上記第１電流経路の電気的抵抗と、第２電流経路の電気的抵抗とを等しくする。

本発明に係る積層２次電池は、上記２次電池を複数積層して形成された積層２次電池であって、集電電極が、２次電池の積層方向の位置する端面に設けられる。

本発明に係る組電池は、上記積層２次電池を複数積層して形成された組電池であって、積層２次電池は、正極同士または負極同士が対向するように積層された第１と第２の積層２次電池を有し、集電電極は、第１の積層２次電池と第２の積層２次電池との間に設けられ、第１の積層２次電池と第２の積層２次電池とを電気的に接続する第１集電電極と、第１集電電極が設けられた表面と反対側に位置する表面に設けられ、第１集電電極と極性の異なる第２集電電極とを有し、端子部は、第１集電電極に形成された第１端子部と、第２集電電極に形成された第２端子部とを有する。

本発明に係る２次電池においては、第１電流経路の断面積より経路長の長い第２電流経路の断面積の方が大きいため、集電電極を流れる電流が特定の経路に集中することを抑制することができる。これにより、集電電極が局部的に熱くなることを抑制することができ、集電電極に近接する単位２次電池の局部的な劣化を抑制することができる。

（実施の形態１）
図１から図６を用いて、本実施の形態１に係る電極シート（２次電池）、バイポーラ２次電池（積層２次電池）４および組電池１００について説明する。図１は、本実施の形態１に係る組電池１００の斜視図である。この図１に示されるように、組電池１００は、複数のバイポーラ２次電池４と、複数の負極集電電極２１および正極集電電極２３とを備えている。

負極集電電極２１には、配線Ｕ１が接続される端子部Ｔ１が形成されており、正極集電電極２３にも、同様に配線Ｕ２が接続される端子部Ｔ２が形成されている。端子部Ｔ１、Ｔ２には、バイポーラ２次電池から放電される電流を外部に供給したり、充電する際に電流をバイポーラ２次電池４に供給したりする配線Ｕ１、Ｕ２が接続される接続孔（接続部）ａ１、ｂ１が形成されている。

図２は、組電池１００内の構成を詳細に示す断面図である。この図２に示されるように、バイポーラ２次電池４は、複数の電極シート（単位電池）２５と、各電極シート２５間に設けられた集電箔２９とを順次積層して形成されている。なお、各電極シート２５の積層方向と、バイポーラ２次電池４の積層方向は一致しており、いずれも、組電池１００の厚み方向となっている。

電極シート２５は、板状に形成された電解質層２７と、電解質層２７の一方の主表面（第１主表面）２７ａ上に形成された負極活物質層２６と、電解質層２７の他方の主表面（第２主表面）２７ｂ上に形成された正極活物質層２８とを備えている。そして、各電極シート２５は、集電箔２９を介して直列に積層されている。

バイポーラ２次電池４は、板状に形成された負極集電電極２１または板状に形成された正極集電電極２３を介して複数積層されている。負極集電電極２１および正極集電電極２３は、バイポーラ２次電池４間およびこのバイポーラ２次電池４の積層方向に位置する組電池１００の両端に設けられている。

組電池１００の一端に設けられた負極集電電極２１の主表面には、積層方向に隣り合うバイポーラ２次電池４の負極活物質層２６が形成されており、他端に設けられた正極集電電極２３の主表面には、積層方向に隣り合うバイポーラ２次電池４の正極活物質層２８が形成されている。

図１において、たとえば、複数のバイポーラ２次電池４のうち、バイポーラ２次電池（第１の２次電池）４Ａとバイポーラ２次電池（第２の２次電池）４Ｂとの間には、負極集電電極（第１集電電極）２１が形成されている。この負極集電電極２１が設けられたバイポーラ２次電池４Ａの表面と反対側に位置するバイポーラ２次電極４Ａの表面には、正極集電電極（第２集電電極）２３が設けられている。

そして、正極集電電極２３を介して隣り合うバイポーラ２次電池４は、図２に示す正極活物質層（正極）２８同士が対向するように配置されており、正極集電電極２３の表裏面には、隣り合うバイポーラ２次電池４の正極活物質層２８が接続されている。さらに、負極集電電極２１を介して隣り合うバイポーラ２次電池４は、負極活物質層２６同士が対向するように配置されており、負極集電電極２１の表裏面には、隣り合うバイポーラ２次電池の負極活物質層２６が接続されている。すなわち、各バイポーラ２次電池４は、並列接続されている。

図１および図２において、負極集電電極２１は、負極集電電極２１に対して電極シート２５の積層方向に隣接する電極シート２５の負極活物質層２６と接触する接触領域Ｒ１を備えている。また、正極集電電極２３は、正極集電電極２３に対して電極シート２５の積層方向に隣接する電極シート２５の正極活物質層２８と接触する接触領域Ｒ２を備えている。そして、端子部Ｔ１、Ｔ２は、電極シート２５の積層方向に位置するバイポーラ２次電池４の端面から外方に向けて張り出している。

図３は、正極集電電極２３の端子部Ｔ２の詳細を示す平面図である。この図３に示されるように、端子部Ｔ２には、接触領域Ｒ２から接続孔ｂ１に向けて流れる電流の電流経路ｌ１、ｌ２、ｌ３を規定する複数の開口部６１〜６４（６０）と、図１に示す配線Ｕ１が接続される接続孔ｂ１とが形成されている。

開口部６１〜６４は、接続孔ｂ１の周囲に形成されており、接触領域Ｒ２と接続孔ｂ１との間に複数の電流経路ｌ１、ｌ２、ｌ３を規定する。電流経路ｌ１〜ｌ３のうち最も経路長の短い電流経路（第１電流経路）ｌ１は、接触領域Ｒ２の周縁部のうち、最も接続孔ｂ１に近接する部分（第１部分）ｔ１と、接続孔ｂ１との間に位置している。

電流経路ｌ１〜ｌ３のうち、電流経路ｌ１以外の他の電流経路ｌ２、ｌ３は、接触領域Ｒ２の周縁部であって端子部Ｔ１に沿って延びる外周縁部ｄ２内（領域内）に位置し、接続孔ｂ１までの距離が、電流経路ｌ１の経路長より長い部分（第２部分）ｔ２、ｔ３と、接続孔ｂ１までの間に位置している。なお、電流経路ｌ１〜ｌ３のうち、最も端子部Ｔ２の外周側に位置する電流経路ｌ３は、開口部６１〜６４のうち、最も端子部Ｔ２の周縁部側に位置する開口部６４と端子部Ｔ２の外周縁部とによって規定されている。

そして、電流経路ｌ１〜ｌ３のうち、経路長が長くなるに従って、電流経路ｌ１〜ｌ３の経路幅ｈ１〜ｈ３は、順次大きくなるように形成されている。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。この図４および図３において、端子部Ｔ２の厚さＷは、全面にわたって略均一とされている。このため、電流経路ｌ１が位置する端子部Ｔ２の断面積よりも、電流経路ｌ２，ｌ３が位置する端子部Ｔ２の断面積の方が大きくなっている。このため、各電流経路ｌ１〜ｌ３の電気的抵抗が略等しくなっており、接触領域Ｒ２から接続孔ｂ１に向けて流れる電流が、各電流経路ｌ１〜ｌ３を略均等に流れ、特定の電流経路に電流が集中することを抑制することができる。

すなわち、接触領域Ｒ２の外周縁部のうち端子部Ｔ２側に位置するいずれの部分からであっても、接続孔ｂ１までの電気的抵抗が均等になるようにされている。このため、端子部Ｔ２の特定の部分のみが熱くなることを抑制することができる。

これにより、図２において、正極集電電極２３に対して電極シート２５の積層方向に隣接または近接する電極シート２５の一部の温度が周囲よりも高くなることを抑制することができ、電極シート２５の部分劣化を抑制することができる。なお、各電流経路の電気的抵抗が等しいとは、電気的抵抗が一致している場合のみならず、特定の電流経路に電流が集中しない程度に各電流経路の抵抗が近似する場合も含む。

なお、本実施の形態１においては、接続孔ｂ１が端子部Ｔ２の対称軸線上に位置しており、接触領域Ｒ２の外周縁部ｄ２が、対称軸線に対して対称となるように延在しているため、図３に示すように、開口部６１〜６４は、接続孔ｂ１を中心として放射状に配置されていると共に、端子部Ｔ２の対称軸線を中心として対称的に配置されているが、これに限られない。

すなわち、開口部６１，６２，６３，６４は、接続孔ｂ１と接触領域Ｒ２の外周縁部ｄ２までの間に位置する電流経路の経路長が長くなるに従って、当該電流経路の幅が大きくなるように電流経路の幅を規定している。図１において、負極集電電極２１についても、正極集電電極２３と同様の開口部６１〜６４が形成されており、複数の電流経路が規定されている。

そして、接続孔ａ１から、接触領域Ｒ１の外周縁部のうち端子部Ｔ１に沿って延在する外周縁部ｄ１までの間に位置する複数の電流経路は、いずれも電気的抵抗が等しくなるようにされている。このため、端子部Ｔ１においても、接続孔ａ１から接触領域Ｒ１の外周縁部ｄ１に向けて流れる電流が、特定の電流経路に集中することを抑制することができ、上記端子部Ｔ２と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、本実施の形態１においては、各バイポーラ２次電池４の積層方向の端面に配置された正極集電電極２３および負極集電電極２１に複数の開口部６１〜６４を形成して、端子部Ｔ１，Ｔ２に流れる電流の均等化を図ることとしているが、端子部Ｔ１，Ｔ２に適用する場合に限られない。

図２において、たとえば、各集電箔２９が、バイポーラ２次電池４の周面から外方に突出するように形成され、各集電箔２９に配線が接続される場合には、各集電箔２９の突出部分に、上記開口部６１〜６４と同様の開口部を形成して、電流の均一化を図ることも考えられる。

続いて、バイポーラ２次電池４を構成する各部材について詳細に説明する。集電箔２９は、たとえば、アルミニウムから形成されている。この場合、集電箔２９の表面に設けられる活物質層が固体高分子電解質を含んでも、集電箔２９の機械的強度を十分に確保することができる。集電箔２９は、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）もしくはこれらの合金等、アルミニウム以外の金属の表面にアルミニウムを被膜することによって形成されてもよい。

正極活物質層２８は、正極活物質層および固体高分子電解質を含む。正極活物質層２８は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでもよい。

正極活物質層としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用することができる。正極活物質層として、たとえば、ＬｉＣｏＯ_２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ_２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ_２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。その他、ＬｉＦｅＰＯ_４等の遷移金属とリチウムとのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２、ＭｏＯ_３等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ_２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。

固体高分子電解質は、イオン伝導性を示す高分子であれば、特に限定されず、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体などが挙げられる。このようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２等のリチウム塩を容易に溶解する。固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の少なくとも一方に含まれる。より好ましくは、固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の双方に含まれる。

支持塩としては、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等を使用することができる。

負極活物質層２６は、負極活物質層および固体高分子電解質を含む。負極活物質層は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでもよい。

負極活物質層としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる材料を使用することができる。但し、固体電解質を使用する場合、負極活物質層として、カーボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を用いることが好ましい。より好ましくは、負極活物質層は、カーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物である。さらに好ましくは、遷移金属はチタンである。つまり、負極活物質層は、チタン酸化物もしくはチタンとリチウムとの複合酸化物であることがさらに好ましい。

電解質層２７を形成する固体電解質としては、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体等、固体高分子電解質を使用することができる。固体電解質は、イオン伝導性を確保するための支持塩（リチウム塩）を含む。支持塩としては、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。

さらに、正極活物質層２８、負極活物質層２６および電解質層２７を形成する材料の具体例を表１から表３に示す。表１は、電解質層２７が有機系固体電解質である場合の具体例を示し、表２は、電解質層２７が無機系固体電解質である場合の具体例を示し、表３は、電解質層２７がゲル状電解質である場合の具体例を示す。

多くの場合、２次電池に用いられる電解質は液体である。たとえば鉛蓄電池の場合には電解液に稀硫酸が用いられる。正極集電電極２３および負極集電電極２１はある程度の強度を有する。本実施の形態１では複数のバイポーラ２次電池４の各々は正極集電電極２３および負極集電電極２１により挟まれる。正極集電電極２３および負極集電電極２１をバイポーラ２次電池４に挟んだときに正極集電電極２３とバイポーラ２次電池４との隙間、あるいは負極集電電極２１とバイポーラ２次電池４との隙間をなくすことができる。これによって組電池１００の強度を確保することができる。

図５は、上記のように構成されたバイポーラ２次電池４を備える組電池１００をケーシング１０１内に収納して構成された電池パック１２０の斜視図である。この図５に示されるように、電池パック１２０は、ケーシング１０１と、このケーシング１０１内に収納された組電池１００とを備え、端子部Ｔ１，Ｔ２がケーシング１０１に形成されたスリットから外方に突出するように形成されている。

図６は、本実施の形態１に係る組電池１００を搭載した自動車を示す断面模式図である。

図６において、自動車１はたとえば充放電可能な電源を動力源とする電気自動車、あるいは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な電源とを動力源とするハイブリッド車両等である。図１に示す組電池１００はこれらの自動車に電源として搭載されている。

自動車１はその搭乗空間（車室）５０内において、フロントシート１２とリアシート６とが配置されている。搭乗空間５０内において、フロントシート１２下に、図１に示す組電池１００を含む電池パック１２０が配置されている。電池パック１２０は、フロントシート１２下に配置されたカバー５および床面３００により囲まれた状態となっている。フロントシート１２の下は自動車１の他の部分に比較して電池パック１２０を収納する空間を確保しやすい。また多くの場合、車体は、衝突時につぶれる部分と、つぶれずに乗員を保護する部分から構成されている。つまりフロントシート１２の下に電池パック１２０を配置することにより車体が強い衝撃を受けた場合にも組電池１００を衝撃から保護できる。

（実施の形態２）
図７から図１０を用いて、本実施の形態２に係る組電池１００について説明する。なお、上記図１から図６に示された構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７は、本実施の形態２に係る組電池１００の斜視図である。この図７に示されるように、端子部Ｔ１の周縁部に巻体６６が形成されており、端子部Ｔ２には巻体６５が形成されている。

図８は、正極集電電極２３の斜視図であり、図９は、正極集電電極２３の端子部Ｔ２の詳細を示す平面図である。これら、図８および図９に示されるように、巻体６５は、接続孔ｂ１の周囲から、接触領域Ｒ２のうち、端子部Ｔ２の幅方向に位置する端部に向けて延在している。

外周縁部ｄ２の両端に位置する部分から接続孔ｂ１まで間に位置する電流経路ｌ４は、他の外周縁部ｄ２の部分から接続孔ｂ１との間に位置する電流経路と比較して経路長が長い一方で、巻体６５を含む構成となっている。

図１０は、図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。この図１０に示されるように、各電流経路ｌ１、ｌ４の経路幅を一定として、各電流経路ｌ１、ｌ４を比較すると、電流経路ｌ４の断面積は巻体６５を含むため、電流経路ｌ１の断面積より大きくなっている。

このため、電流経路ｌ４の電気的抵抗は、たとえば最も経路長の短い電流経路ｌ１の電気的抵抗と等しくまたは近似するようになっている。

そして、接続孔ｂ１と接触領域Ｒ２までの間に流れる電流は、電流経路ｌ１等の特定の電流経路に集中することなく、少なくとも電流経路ｌ４にも分散させることができる。このように、接続孔ｂ１と接触領域Ｒ２の外周縁部ｄ２との間に流れる電流を複数の電流経路に分散させることで、電流が集中的に流れる電流経路の発生を抑制して、端子部Ｔ２の局所的な発熱を抑制することができる。

巻体６５は、図９において、端子部Ｔ２と一体に形成され、外方に向けて突出する突出部６５ａを巻いて形成されており、容易に巻体６５を形成することができる。さらに、突出部６５ａの付根部分は、電流経路ｌ４に沿って延在しているため、突出部６５ａを巻回して形成される巻体６５を容易に電流経路ｌ３上に位置させることができ、巻体６５を電流経路ｌ４の一部として組み込むことができる。

なお、図７に示すように、負極集電電極２１および端子部Ｔ１にも、上記正極集電電極２３および端子部Ｔ２と同様に、巻体６６を形成して、端子部Ｔ１においても局所的な電流の集中を抑制する。

図１１は、本実施の形態２に係る組電池１００に設けられる正極集電電極２３の第１変形例を示す斜視図であり、図１２は、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。この図１１および図１２に示されるように、巻体６５に代えて、導電性の厚肉部６７を設けて、電流経路ｌ４の電気的抵抗と、電流経路ｌ１の電気的抵抗とが等しくなるようにしてもよい。なお、この厚肉部６７は、端子部Ｔ２と一体であってもよく、別体であってもよい。また、複数箇所に設けてもよく、複数箇所に形成する場合には、電流経路の経路長が短くなるほど、厚肉部６７の厚さを薄くするのが好ましい。

図１３は、本実施の形態２に係る組電池１００に設けられる正極集電電極２３の第２変形例を示す斜視図であり、図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。この図１３に示されるように、電流経路が長くなるに従って、電流経路が位置する端子部Ｔ２の厚さが厚くなるように形成してもよい。

すなわち、図１４に示すように、経路長の最も短い電流経路ｌ１が位置する部分から、端子部Ｔ２の外周縁部に向かうに従って、端子部Ｔ２の厚さが厚くなるように、端子部Ｔ２の表面に湾曲面７０を形成してもよい。

このような湾曲面７０を形成することにより、接続孔ｂ１から接触領域Ｒ２の外周縁部ｄ２までの間を流れる電流を、端子部Ｔ２の略全面に均等に分散させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、電解質層と正極と負極とを備える２次電池、この２次電池を積層して形成される積層２次電池およびこの積層２次電池を複数備える組電池に好適である。

実施の形態１に係る組電池の斜視図である。組電池内の構成を詳細に示す断面図である。正極集電電極の端子部の詳細を示す平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。バイポーラ２次電池を備える組電池をケーシング内に収納して構成された電池パックの斜視図である。実施の形態１に係る組電池を搭載した自動車を示す断面模式図である。実施の形態２に係る組電池の斜視図である。正極集電電極の斜視図である。正極集電電極の端子部の詳細を示す平面図である。図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。実施の形態２に係る組電池に設けられる正極集電電極の第１変形例を示す斜視図である。図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。実施の形態２に係る組電池に設けられる正極集電電極の第２変形例を示す斜視図である。図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。

符号の説明

１自動車、４バイポーラ２次電池、２１負極集電電極、２３正極集電電極、２５電極シート、２６負極活物質層、２７電解質層、２８正極活物質層、２９集電箔、６１，６２，６３，６４開口部、６５，６６巻体、６７厚肉部、１００組電池、１０１ケーシング、ａ１，ｂ１接続孔、ｄ１，ｄ２外周縁部、ｄ２接触領域、ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４電流経路、Ｔ１，Ｔ２端子部。

Claims

板状の電解質層と、
前記電解質層の一方の主表面に形成された正極と、
前記電解質層の他方の主表面に形成された負極と、
前記正極または前記負極に隣接して設けられた集電電極と、
前記集電電極のうち、前記正極または前記負極と接触する接触領域と、
前記集電電極に形成され、前記正極または前記負極と接触しない端子部と、
前記端子部に形成され導電性部材が接続される接続部と、
を備え、
前記接触領域のうち前記接続部に最も近接する第１部分と、前記接続部との間の第１電流経路を構成する前記端子部の断面積よりも、
前記接触領域の周縁部であって前記端子部に沿って延びる領域内に位置し、前記接続部までの距離が前記第１電流経路の経路長より長い第２部分と、前記接続部との間の第２電流経路を構成する前記端子部の断面積の方が大きい、２次電池。
前記第２電流経路が位置する前記端子部の厚みを、前記第１電流経路が位置する前記端子部の厚みより厚く形成する、請求項１に記載の２次電池。
前記端子部の一部を巻回することで、前記第２電流経路として機能する部分を形成する、請求項１に記載の２次電池。
前記端子部に前記第１電流経路と前記第２電流経路とを規定する複数の開口部を形成し、前記開口部によって規定された前記第２電流経路の幅は、前記開口部によって規定された前記第１電流経路の幅よりも大きい、請求項１に記載の２次電池。
前記端子部は、前記正極または前記負極の端面から外方に向けて張り出す、請求項１から請求項４のいずれかに記載の２次電池。
前記第１電流経路の電気的抵抗と、前記第２電流経路の電気的抵抗とが等しい、請求項１から請求項５のいずれかに記載の２次電池。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の２次電池を複数積層して形成された積層２次電池であって、
前記集電電極は、前記２次電池の積層方向の位置する端面に設けられた、積層２次電池。
請求項７に記載の積層２次電池を複数積層して形成された組電池であって、
前記積層２次電池は、正極同士または負極同士が対向するように積層された第１と第２の積層２次電池を有し、
前記集電電極は、前記第１の積層２次電池と前記第２の積層２次電池との間に設けられ、前記第１の積層２次電池と前記第２の積層２次電池とを電気的に接続する第１集電電極と、前記第１集電電極が設けられた表面と反対側に位置する表面に設けられ、前記第１集電電極と極性の異なる第２集電電極とを有し、
前記端子部は、前記第１集電電極に形成された第１端子部と、前記第２集電電極に形成された第２端子部とを有する、組電池。