JP5631537B2 - Bipolar secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、双極型二次電池に関する。   The present invention relates to a bipolar secondary battery.

近年、環境や燃費の観点から、ハイブリッド自動車や電気自動車、さらには燃料電池自動車が製造・販売され、新たな開発が続けられている。これらのいわゆる電動車両においては、放電・充電ができる電源装置の活用が不可欠である。この電源装置としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等が利用される。特に、リチウムイオン二次電池はそのエネルギー密度の高さや繰り返し充放電に対する耐久性の高さから、電動車両に好適と考えられ、各種の開発が鋭意進められている。ただし、上記したような各種自動車のモータ駆動用電源に適用するためには、大出力を確保するために、複数の二次電池を直列に接続して用いる必要がある。   In recent years, hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles have been manufactured and sold from the viewpoints of environment and fuel efficiency, and new developments are continuing. In these so-called electric vehicles, it is indispensable to use a power supply device capable of discharging and charging. As the power supply device, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, or the like is used. In particular, lithium ion secondary batteries are considered suitable for electric vehicles because of their high energy density and high durability against repeated charging and discharging, and various developments have been intensively advanced. However, in order to apply to the power sources for driving motors of various automobiles as described above, it is necessary to use a plurality of secondary batteries connected in series in order to ensure a large output.

しかしながら、接続部を介して電池を接続した場合、接続部の電気抵抗によって出力が低下してしまう。また、接続部を有する電池は空間的にも不利益を有する。即ち、接続部によって、電池の出力密度やエネルギー密度の低下がもたらされる。   However, when a battery is connected via the connection portion, the output is reduced due to the electrical resistance of the connection portion. Further, the battery having the connection portion has a disadvantage in terms of space. That is, the connection portion causes a reduction in the output density and energy density of the battery.

この問題を解決するものとして、双極型リチウムイオン二次電池（双極型二次電池）が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。双極型二次電池は、集電体の片面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成された双極型電極が、電解質層を介して複数積層された構成を有する。   As a solution to this problem, a bipolar lithium ion secondary battery (bipolar secondary battery) has been developed (see, for example, Patent Document 1). The bipolar secondary battery has a configuration in which a plurality of bipolar electrodes each having a positive electrode active material layer formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface are stacked via an electrolyte layer. .

上述の特許文献１に記載されるような双極型二次電池は、電池内で積層方向に直列に接続されているため、電池を高電圧化、低抵抗化することができる。さらに、直列時の接続部がないことにより、電池をコンパクト化することができ、これによって高出力密度化が可能になる。
特開平１１−２０４１３６号公報 Since the bipolar secondary battery as described in Patent Document 1 is connected in series in the stacking direction in the battery, the battery can be increased in voltage and resistance. Furthermore, since there is no connection part at the time of series, a battery can be reduced in size, and this enables high output density.
JP-A-11-204136

上記特許文献１に記載されるように双極型電極を積層して双極型二次電池を製造する際には、通常、各電極間の短絡を防止するために、絶縁性のシール材を集電体とセパレータとの間に配置する。   When a bipolar secondary battery is manufactured by laminating bipolar electrodes as described in Patent Document 1 above, an insulating sealing material is usually collected to prevent a short circuit between the electrodes. Place between the body and the separator.

しかしながら、集電体の端部が固定されていないと、集電体のエッジ部分に外力による応力が加わる。このような状態で電池を使用し続けると、集電体のエッジ部分同士がセパレータを貫通し、内部短絡を引き起こす要因となる。   However, if the end of the current collector is not fixed, stress due to external force is applied to the edge portion of the current collector. If the battery continues to be used in such a state, the edge portions of the current collector pass through the separator, causing an internal short circuit.

本発明の目的は、外力により集電体同士の内部短絡を防止することが可能な双極型二次電池を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a bipolar secondary battery capable of preventing an internal short circuit between current collectors due to an external force.

上記目的を達成するための本発明は、集電体の外周縁と接するシール部を有し、セパレータは、シール部の端部を超えて延在し、シール部は、隣り合う２つのセパレータにおける外周部の間に配置され、集電体は、正極活物質層の端部および負極活物質層の端部の両方の端部に対して外方に位置して露出する露出部を備え、シール部は、前記露出部の全体を包み込んでなる双極型二次電池である。 The present invention for achieving the above object, has a sealing portion in contact with the outer periphery of the collector, the separator, and extending beyond the end of the seal portion, the seal portion is in the two separators adjacent The current collector is disposed between the outer peripheral portions, and the current collector is provided with an exposed portion that is exposed outwardly with respect to both ends of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. parts are by bipolar secondary battery ing wraps the entirety of the exposed portion.

本発明によれば、集電体の外周部をシール部によって固定しているので、外力による集電体同士の内部短絡を防止することができる。   According to the present invention, since the outer peripheral portion of the current collector is fixed by the seal portion, an internal short circuit between the current collectors due to an external force can be prevented.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る双極型二次電池１０の全体構造を模式的に示す概略断面図、図２は、第１の実施形態に係る双極型二次電池１０の要部を示す拡大断面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the entire structure of a bipolar secondary battery 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of the bipolar secondary battery 10 according to the first embodiment. It is an expanded sectional view showing an important section.

図１および図２を参照して、双極型二次電池１０は、概説すれば、集電体１１の一方の面に正極活物質層１２が形成され他方の面に負極活物質層１３が形成された双極型電極１４を、電解質を含むセパレータ２０を挟んで複数直列に積層した双極型二次電池１０である。双極型二次電池１０は、集電体１１の外周縁と接するシール部３０を有している。シール部３０は、絶縁性のシール材によって形成してある。シール部３０は、集電体１１の外周部である端部１１ａを固定する。シール部３０は、２つのセパレータ２０、２０における外周部の間に配置されている。図示例にあっては、２つのセパレータ２０、２０は、隣り合うセパレータ同士である。以下、詳述する。   Referring to FIG. 1 and FIG. 2, bipolar secondary battery 10, in brief, has a positive electrode active material layer 12 formed on one surface of current collector 11 and a negative electrode active material layer 13 formed on the other surface. A bipolar secondary battery 10 in which a plurality of bipolar electrodes 14 are stacked in series with a separator 20 containing an electrolyte interposed therebetween. The bipolar secondary battery 10 has a seal portion 30 that contacts the outer peripheral edge of the current collector 11. The seal portion 30 is formed of an insulating seal material. The seal portion 30 fixes the end portion 11 a that is the outer peripheral portion of the current collector 11. The seal portion 30 is disposed between the outer peripheral portions of the two separators 20 and 20. In the illustrated example, the two separators 20 and 20 are adjacent separators. Details will be described below.

図１には、本発明を適用した、双極型リチウムイオン二次電池１０（以下、単に「双極型二次電池１０」ともいう）が示される。双極型二次電池１０は、充放電反応が進行する積層体である電池要素１５を、電池外装材４０（外装パッケージ）の内部に封止している。電池要素１５は、双極型電極１４を、セパレータ２０を挟んで複数直列に積層している。セパレータ２０は、電解質を含んでおり、電解質層を形成している。電池要素１５は、セパレータ２０を挟んで、隣合う双極型電極１４の正極活物質層１２と負極活物質層１３とが対向する。隣接する正極活物質層１２、セパレータ２０および負極活物質層１３は、一つの単電池層（単セル）１６を構成する。双極型二次電池１０の基本構成は、複数積層した単電池層１６を直列に接続した構成である。   FIG. 1 shows a bipolar lithium ion secondary battery 10 (hereinafter also simply referred to as “bipolar secondary battery 10”) to which the present invention is applied. In the bipolar secondary battery 10, a battery element 15, which is a stacked body in which a charge / discharge reaction proceeds, is sealed inside a battery exterior material 40 (exterior package). In the battery element 15, a plurality of bipolar electrodes 14 are stacked in series with the separator 20 interposed therebetween. The separator 20 contains an electrolyte and forms an electrolyte layer. In the battery element 15, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 of the adjacent bipolar electrode 14 face each other with the separator 20 interposed therebetween. The adjacent positive electrode active material layer 12, separator 20, and negative electrode active material layer 13 constitute one single battery layer (single cell) 16. The basic configuration of the bipolar secondary battery 10 is a configuration in which a plurality of unit cell layers 16 are connected in series.

電池要素１５の最外層に位置する正極側電極１４ａは、最外層集電体１７ａの片面に正極活物質層１２を配置した構造を有する。同様に、電池要素１５の最外層に位置する負極側電極１４ｂは、最外層集電体１７ｂの片面に負極活物質層１３を配置した構造を有する。正極側の最外層集電体１７ａは、正極端子リード４１を介して、正極タブ４２に接合している。負極側の最外層集電体１７ｂは、負極端子リード４３を介して、負極タブ４４に接合している。   The positive electrode 14a located in the outermost layer of the battery element 15 has a structure in which the positive electrode active material layer 12 is disposed on one surface of the outermost current collector 17a. Similarly, the negative electrode 14b located in the outermost layer of the battery element 15 has a structure in which the negative electrode active material layer 13 is disposed on one side of the outermost current collector 17b. The outermost layer current collector 17 a on the positive electrode side is joined to the positive electrode tab 42 via the positive electrode terminal lead 41. The outermost layer current collector 17 b on the negative electrode side is joined to the negative electrode tab 44 via the negative electrode terminal lead 43.

なお、正極側の最外層集電体１７ａを延長して正極タブ４２とし、電池外装材４０であるラミネートシートから導出してもよい。同様に、負極側の最外層集電体１７ｂを延長して負極タブ４４とし、上記のラミネートシートから導出してもよい。また、電池要素１５の最外層に、片面に活物質層を配置した最外層集電体１７ａ、１７ｂを位置させる構成に限定されるものではない。活物質層と端子リード４１、４３とを接触させても支障はない。したがって、両面に活物質層１２、１３を配置した上記で述べた双極型電極１４を、電池要素１５の最外層に位置させることもできる。この場合、最外層用の専用部品をなくすことができ、部品数が減るため製造上の効率がよくなる。   The outermost layer current collector 17a on the positive electrode side may be extended to form a positive electrode tab 42, which may be derived from a laminate sheet that is the battery outer packaging material 40. Similarly, the outermost layer current collector 17b on the negative electrode side may be extended to form a negative electrode tab 44, which may be derived from the laminate sheet. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the outermost layer current collectors 17 a and 17 b in which the active material layer is disposed on one side are positioned on the outermost layer of the battery element 15. There is no problem even if the active material layer and the terminal leads 41 and 43 are brought into contact with each other. Therefore, the bipolar electrode 14 described above in which the active material layers 12 and 13 are arranged on both surfaces can be positioned in the outermost layer of the battery element 15. In this case, the dedicated parts for the outermost layer can be eliminated, and the number of parts is reduced, so that the manufacturing efficiency is improved.

電池を使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、電池要素１５の部分を電池外装材４０の内部に減圧封入し、正極タブ４２および負極タブ４４を電池外装材４０の外部に取り出している。   In order to prevent external impact and environmental degradation when using the battery, the portion of the battery element 15 is sealed under reduced pressure inside the battery outer packaging material 40, and the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44 are placed outside the battery outer packaging material 40. It has been taken out.

図２を参照して、第１の実施形態における双極型電極１４は、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａの両方の端部１２ａ、１３ａに対して外方に位置して露出する露出部１８を備えている。集電体１１の露出部１８は、活物質層１２、１３を形成する活物質を塗布しない未塗布部分を設けることによって形成する。あるいは活物質層１２、１３の外周部を剥がし取ることによっても、露出部１８を形成することができる。第１の実施形態では、正極活物質層１２の端部１２ａと集電体１１の端部１１ａとの間の幅、および負極活物質層１３の端部１３ａと集電体１１の端部１１ａとの間の幅は、ともに同じ幅Ｌ２である。   Referring to FIG. 2, in the bipolar electrode 14 in the first embodiment, the current collector 11 has both end portions 12 a of the end portion 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end portion 13 a of the negative electrode active material layer 13. , 13a and an exposed portion 18 that is exposed to the outside. The exposed portion 18 of the current collector 11 is formed by providing an uncoated portion where an active material for forming the active material layers 12 and 13 is not applied. Alternatively, the exposed portion 18 can also be formed by peeling off the outer peripheral portions of the active material layers 12 and 13. In the first embodiment, the width between the end 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end 11 a of the current collector 11, and the end 13 a of the negative electrode active material layer 13 and the end 11 a of the current collector 11 are used. Are both the same width L2.

セパレータ２０における外周部２１は、双極型電極１４に対して外方に伸びている。ここに、「双極型電極１４に対して外方に伸びる」とは、双極型電極１４を構成する部材（集電体１１、正極活物質層１２、および負極活物質層１３）のうち面方向に最も小さい部材の端部よりも面方向の外方に向けて伸び、双極型電極１４を構成する部材のうち面方向に最も大きい部材の端部を超えて延長していることをいう。第１の実施形態では、双極型電極１４を構成する部材のうち面方向に最も小さい部材は、正極活物質層１２および負極活物質層１３であり、最も大きい部材は、集電体１１である。セパレータ２０における外周部２１は、正極活物質層１２および負極活物質層１３の各端部１２ａ、１３ａよりも面方向の外方に幅Ｌで延長している。   An outer peripheral portion 21 of the separator 20 extends outward with respect to the bipolar electrode 14. Here, “extends outward with respect to the bipolar electrode 14” means a surface direction of members (the current collector 11, the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode active material layer 13) constituting the bipolar electrode 14. In other words, it extends outward in the surface direction from the end of the smallest member and extends beyond the end of the largest member in the surface direction among the members constituting the bipolar electrode 14. In the first embodiment, among the members constituting the bipolar electrode 14, the smallest members in the plane direction are the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13, and the largest member is the current collector 11. . The outer peripheral portion 21 of the separator 20 extends with a width L outward in the plane direction from the end portions 12 a and 13 a of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13.

隣り合うセパレータ２０のそれぞれにおける外周部２１同士の間に、絶縁性のシール材３１によって形成されるシール部３０を集電体１１の外周縁に接して配置している。第１の実施形態のシール部３０は、隣り合うセパレータ２０のそれぞれと露出部１８との間にシール材３１が充填されて、露出部１８の全体を包み込んでいる。シール部３０は、外周部２１の幅Ｌのほぼ全域に近い幅Ｌ１で設けてある。   Between the outer peripheral parts 21 in each of the adjacent separators 20, a seal part 30 formed by an insulating sealing material 31 is disposed in contact with the outer peripheral edge of the current collector 11. In the seal portion 30 of the first embodiment, the seal material 31 is filled between each of the adjacent separators 20 and the exposed portion 18 so as to wrap the entire exposed portion 18. The seal portion 30 is provided with a width L1 that is close to substantially the entire width L of the outer peripheral portion 21.

シール部３０が露出部１８の全体を包み込む結果、集電体１１の外周部である端部１１ａが、隣り合うセパレータ２０の間でシール部３０によって固定される。このため、外力による応力が集電体１１に加わっても、集電体１１がセパレータ２０を貫通することを抑制できる。これにより、外力により集電体１１同士の内部短絡を防止することができる。   As a result of the seal portion 30 wrapping the entire exposed portion 18, the end portion 11 a that is the outer peripheral portion of the current collector 11 is fixed between the adjacent separators 20 by the seal portion 30. For this reason, even if the stress by external force is added to the electrical power collector 11, it can suppress that the electrical power collector 11 penetrates the separator 20. FIG. Thereby, an internal short circuit between the current collectors 11 can be prevented by an external force.

さらに、セパレータ２０の外周部２１間にシール部３０を設けることによって、単電池層１６の外周部のシール効果を確保しつつ、積層方向の外力に対する剛性を高めることができる。このため、積層方向の外力に対する剛性を高める補強枠体を電池要素１５に設ける必要がなくなる。補強枠体としては、例えば、電池要素１５の上面と下面とに剛性のある上枠板と下枠板とを設け、上枠板と下枠板との間にゴム製の支持部材を挿入することによって、積層方向の押圧力に耐える構造としたものを挙げることができる。このような補強枠体を必要とすることなく、積層方向の外力に対して集電体１１同士の内部短絡を防止するのに充分な剛性を得ることができる。また、補強枠体を必要としないことから、電池の小型化、軽量化にも寄与することができる。   Furthermore, by providing the seal portion 30 between the outer peripheral portions 21 of the separator 20, it is possible to increase the rigidity against the external force in the stacking direction while ensuring the sealing effect of the outer peripheral portion of the single cell layer 16. For this reason, it is not necessary to provide the battery element 15 with a reinforcing frame that increases the rigidity against external force in the stacking direction. As the reinforcing frame, for example, a rigid upper frame plate and a lower frame plate are provided on the upper surface and the lower surface of the battery element 15, and a rubber support member is inserted between the upper frame plate and the lower frame plate. Thus, a structure that can withstand the pressing force in the stacking direction can be mentioned. Without requiring such a reinforcing frame, it is possible to obtain sufficient rigidity to prevent an internal short circuit between the current collectors 11 against an external force in the stacking direction. In addition, since a reinforcing frame is not required, the battery can be reduced in size and weight.

第１の実施形態にあっては、セパレータ２０と露出部１８との間に形成される空間を埋めるようにシール材３１を充填している。したがって、シール面積を拡大することができ、シール性の向上と積層方向の外力に対する剛性を増すことができ、集電体１１同士の内部短絡を一層防止することができる。   In the first embodiment, the sealing material 31 is filled so as to fill a space formed between the separator 20 and the exposed portion 18. Therefore, the sealing area can be expanded, the sealing performance can be improved, the rigidity against the external force in the stacking direction can be increased, and the internal short circuit between the current collectors 11 can be further prevented.

なお、本発明は、シール部３０が露出部１８の全体を包み込む形態に限定されるものではない。シール部３０は、露出部１８におけるエッジ部１１ｂを少なくとも包み込んでいればよく、セパレータ２０と露出部１８との間に空間が残存する形態でもよい。露出部１８における上下のエッジ部１１ｂをシール部３０によって固定することによって、外力による応力が集電体１１に加わっても、露出部１８におけるエッジ部１１ｂがセパレータ２０を貫通することを抑制して、外力により集電体１１同士の内部短絡を防止することができるからである。   The present invention is not limited to the form in which the seal portion 30 wraps the entire exposed portion 18. The seal part 30 only needs to wrap around at least the edge part 11 b in the exposed part 18, and may have a form in which a space remains between the separator 20 and the exposed part 18. By fixing the upper and lower edge portions 11b in the exposed portion 18 with the seal portion 30, it is possible to prevent the edge portion 11b in the exposed portion 18 from penetrating the separator 20 even when stress due to external force is applied to the current collector 11. This is because an internal short circuit between the current collectors 11 can be prevented by an external force.

また、正極活物質層１２の端部１２ａと集電体１１の端部１１ａとの間の幅、および負極活物質層１３の端部１３ａと集電体１１の端部１１ａとの間の幅が同じ場合を図示したが、それぞれの幅が異なる場合であっても本発明を適用できることは言うまでもない。   Further, the width between the end 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end 11 a of the current collector 11, and the width between the end 13 a of the negative electrode active material layer 13 and the end 11 a of the current collector 11. However, it is needless to say that the present invention can be applied even when the widths are different.

絶縁性のシール材３１は、集電体１１の端部１１ａを固定して集電体１１同士の内部短絡を防ぐのに有効であり、電解液の漏れ出しや外部からの水分に対するシール性（密封性）を発揮する材料であれば特に制限されず、公知の絶縁性シール材を使用できる。具体的には、絶縁性シール材としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、パラフィンワックス樹脂などが挙げられる。なかでも、耐蝕性、耐薬品性、製膜性、経済性などの観点から、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。   The insulating sealing material 31 is effective for fixing the end portion 11a of the current collector 11 to prevent an internal short circuit between the current collectors 11, and is capable of leaking electrolyte and sealing against moisture from the outside ( The material is not particularly limited as long as it exhibits a sealing property, and a known insulating sealing material can be used. Specifically, examples of the insulating sealing material include silicon resin, epoxy resin, urethane resin, polybutadiene resin, polypropylene resin, polyethylene resin, and paraffin wax resin. Of these, urethane resins and epoxy resins are preferred from the viewpoints of corrosion resistance, chemical resistance, film-forming properties, economy, and the like.

本実施形態の電解質層は、電解質を含むセパレータ２０を用いている。電解質の材料として、高分子ゲル電解質（ゲルポリマー電解質）、全固体電解質（高分子固体電解質、無機固体型電解質）、液体電解質（電解液）を用いることができる。出力特性、容量、反応性、サイクル耐久性に優れ、低コストな材料である、熱可塑性の高分子ゲル電解質、または全固体電解質を好適に使用できる。熱可塑性の高分子ゲル電解質を用いることにより、電解液の漏れを防止することが可能となり、液絡を防ぐことができるため、信頼性の高い電池を構成できる。また、全固体電解質を用いることにより漏液は皆無となり、信頼性の高い電池を構成できる。   The electrolyte layer of this embodiment uses a separator 20 containing an electrolyte. As the electrolyte material, a polymer gel electrolyte (gel polymer electrolyte), an all solid electrolyte (polymer solid electrolyte, inorganic solid electrolyte), or a liquid electrolyte (electrolytic solution) can be used. A thermoplastic polymer gel electrolyte or an all-solid electrolyte, which is a low-cost material having excellent output characteristics, capacity, reactivity, and cycle durability, can be suitably used. By using a thermoplastic polymer gel electrolyte, it is possible to prevent leakage of the electrolytic solution and to prevent liquid junction, so that a highly reliable battery can be configured. Further, by using an all solid electrolyte, there is no leakage and a highly reliable battery can be constructed.

高分子ゲル電解質とは、ポリマーマトリックス中に電解液を保持させたものをいう。高分子ゲル電解質として用いるポリマーマトリックス（高分子）は、たとえば、ポリエチレンオキシドを主鎖または側鎖に持つポリマー（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシドを主鎖または側鎖に持つポリマー（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリル酸エステル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）およびそれらの共重合体が望ましく、中でもＰＥＯ、ＰＰＯおよびそれらの共重合体、あるいは、ＰＶｄＦ−ＨＦＰを用いることが望ましい。電解液とは、電解質塩を溶媒に溶かしたものであり、電解質塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも１種が、溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）およびそれらの混合物が望ましい。 The polymer gel electrolyte refers to an electrolyte solution held in a polymer matrix. The polymer matrix (polymer) used as the polymer gel electrolyte is, for example, a polymer having polyethylene oxide in the main chain or side chain (PEO), a polymer having polypropylene oxide in the main chain or side chain (PPO), polyethylene glycol (PEG ), Polyacrylonitrile (PAN), polymethacrylic acid ester, polyvinylidene fluoride (PVdF), a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene (PVdF-HFP), poly (methyl methacrylate) (PMMA) and their co A polymer is desirable, and among them, PEO, PPO and their copolymers, or PVdF-HFP is desirably used. The electrolyte solution, which electrolyte salt dissolved in a solvent, as the electrolyte salt, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10 inorganic acid anions such as As a solvent, at least one selected from organic acid anion salts such as ionic salt, LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, etc. Ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (GBL), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC) and mixtures thereof are preferred.

ゲル電解質中の電解液の割合としては、特に制限されるべきものではないが、イオン伝導度などの観点から、数質量％〜９８質量％程度とするのが望ましい。本発明では、電解液の割合が７０質量％以上の、電解液が多いゲル電解質について、特に効果がある。   The ratio of the electrolyte solution in the gel electrolyte is not particularly limited, but is preferably about several mass% to 98 mass% from the viewpoint of ionic conductivity. The present invention is particularly effective for a gel electrolyte having a large amount of electrolytic solution in which the proportion of the electrolytic solution is 70% by mass or more.

全固体電解質は、高分子固体あるいは無機固体などＬｉイオン伝導性をもつ電解質すべてにあたり、電解液を含まないものである。全固体高分子電解質としては、例えば、ＰＥＯ、ＰＰＯ、これらの共重合体などの公知の固体高分子電解質、セラミックなどのイオン伝導性を持つ無機固体型電解質が挙げられる。固体高分子電解質中には、イオン伝導性を確保するためにリチウム塩が含まれる。リチウム塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、またはこれらの混合物などが使用できる。 The all-solid electrolyte is an electrolyte having no Li-ion conductivity, such as a polymer solid or an inorganic solid, and does not contain an electrolytic solution. Examples of the all solid polymer electrolyte include known solid polymer electrolytes such as PEO, PPO, and copolymers thereof, and inorganic solid electrolytes having ion conductivity such as ceramics. The solid polymer electrolyte contains a lithium salt in order to ensure ionic conductivity. As the lithium salt, LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , or a mixture thereof can be used.

液体電解質とは、電解質塩を溶媒に溶かしたものが挙げられる。ここで、電解質塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも１種が、溶媒としては、ＥＣ、ＰＣ、ＧＢＬ、ＤＭＣ、ＤＥＣおよびそれらの混合物が望ましい。 Examples of the liquid electrolyte include those obtained by dissolving an electrolyte salt in a solvent. Examples of the electrolyte salt, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiAlCl 4, Li 2 B 10 Cl 10 inorganic acid anion salts such as, LiCF 3 SO 3, Li ( CF 3 SO 2 ) At least one selected from organic acid anion salts such as 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, and the solvent is EC, PC, GBL, DMC, DEC, and their Mixtures are desirable.

セパレータ２０の具体的な形態としては、特に制限されず、微多孔膜セパレータおよび不織布（ノンウーブンファブリック）セパレータなどを利用することができる。   The specific form of the separator 20 is not particularly limited, and a microporous membrane separator, a non-woven fabric (non-woven fabric) separator, and the like can be used.

該微多孔膜セパレータの材質としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリイミドなどが挙げられる。   Examples of the material of the microporous membrane separator include polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), laminates having a three-layer structure of PP / PE / PP, and polyimide.

上記微多孔膜セパレータの厚みとしては、電池の薄膜化の観点から、単層あるいは多層で１〜６０μｍであることが望ましい。上記微多孔膜セパレータの微細孔の径は、最大で１μｍ以下（通常、数十ｎｍ程度の孔径である）であり、その空孔率は２０〜８０％であることが望ましい。   The thickness of the microporous membrane separator is preferably 1 to 60 μm for a single layer or multiple layers from the viewpoint of thinning the battery. The fine pore diameter of the microporous membrane separator is 1 μm or less (usually a pore diameter of about several tens of nanometers), and the porosity is preferably 20 to 80%.

また、上記不織布セパレータとしても、セパレータ機能を有し、高分子ゲル電解質を保持させることができるものであれば特に制限されるべきものではなく、従来公知のものを利用できる。また、使用繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを用いることができる。これらは、使用目的（電解質層に要求される機械強度など）に応じて、単独または混合して用いる。   The nonwoven fabric separator is not particularly limited as long as it has a separator function and can hold the polymer gel electrolyte, and conventionally known nonwoven fabric separators can be used. Further, the fiber used is not particularly limited, and conventionally known fibers such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester, polypropylene, polyethylene and other polyolefins, polyimide, and aramid can be used. These may be used alone or in combination depending on the purpose of use (such as mechanical strength required for the electrolyte layer).

不織布セパレータの空孔率は３０〜７０％であることが好ましい。空孔率が３０％未満では、電解質の保持性が悪化する場合があり、７０％超では強度が不足する場合がある。さらに、不織布セパレータの厚さは、電解質層の高分子ゲル電解質を保持させた部分と同じであればよく、好ましくは５〜２０μｍであり、特に好ましくは５〜１０μｍである。厚さが５μｍ未満ではショート不良が増加電解質の保持性が悪化し、２０μｍを超える場合には抵抗が増大することになる。   The porosity of the nonwoven fabric separator is preferably 30 to 70%. If the porosity is less than 30%, the electrolyte retention may be deteriorated, and if it exceeds 70%, the strength may be insufficient. Furthermore, the thickness of a nonwoven fabric separator should just be the same as the part holding the polymer gel electrolyte of the electrolyte layer, Preferably it is 5-20 micrometers, Most preferably, it is 5-10 micrometers. If the thickness is less than 5 μm, short-circuit defects increase, and the retention of the electrolyte deteriorates. If the thickness exceeds 20 μm, the resistance increases.

真性ポリマー電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩（リチウム塩）が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。従って、電解質層１３、３５が真性ポリマー電解質から構成される場合には電池からの液漏れの心配がなく、電池の信頼性が向上し得る。本発明の電極は、特に、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのポリマー電解質を用いて電池を作製すると、出力、容量の向上の効果が顕著である。   The intrinsic polymer electrolyte has a structure in which a supporting salt (lithium salt) is dissolved in the matrix polymer, and does not include an organic solvent that is a plasticizer. Therefore, when the electrolyte layers 13 and 35 are made of an intrinsic polymer electrolyte, there is no risk of liquid leakage from the battery, and the reliability of the battery can be improved. In particular, when the battery of the present invention is produced using a polymer electrolyte such as polyethylene oxide (PEO), the effect of improving the output and capacity is remarkable.

ゲル電解質や真性ポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現し得る。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。   The matrix polymer of the gel electrolyte or the intrinsic polymer electrolyte can exhibit excellent mechanical strength by forming a crosslinked structure. In order to form a crosslinked structure, thermal polymerization, ultraviolet polymerization, radiation polymerization, electron beam polymerization, etc. are performed on a polymerizable polymer (for example, PEO or PPO) for forming a polymer electrolyte using an appropriate polymerization initiator. A polymerization treatment may be performed.

以下、本実施形態の双極型二次電池１０を構成する部材について説明する。ただし、絶縁性のシール材３１、電解質、およびセパレータ２０を構成する成分については上記で説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。また、本発明の技術的範囲が下記の形態のみに制限されることはなく、従来公知の形態が同様に採用され得る。   Hereinafter, the member which comprises the bipolar secondary battery 10 of this embodiment is demonstrated. However, since the insulating sealing material 31, the electrolyte, and the components constituting the separator 20 are as described above, description thereof is omitted here. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the following forms, and conventionally known forms can be similarly adopted.

［集電体］
集電体１１としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。例えば、アルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく使える。また、金属表面に、アルミニウムを被覆させた集電体であってもよい。また、場合によっては、２つ以上の金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい。また、スプレーコートなどの薄膜製造技術により、所望の形状に製膜して形成したものを利用することもできる。例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金などの金属粉末を主成分として、これにバインダ（樹脂）、溶剤を含む集電体金属ペーストを加熱して成形してなるものである。これら金属粉末は１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよいし、さらに、製法上の特徴を生かして金属粉末の種類の異なるものを多層に積層したものであってもよい。また、双極型二次電池における集電体は積層方向のみに電流を流すため、集電体の抵抗値が金属に比べて高いものでも用いることができる。例えば導電性高分子を主成分とする導電性高分子膜もしくは高分子材料に導電性粒子を分散させた導電性高分子膜も利用することができる。上記バインダとしては、特に制限されるべきものではなく、たとえば、エポキシ樹脂など、従来公知の樹脂バインダ材料を用いることができるほか、導電性高分子材料を用いても良い。集電体の厚さは、特に限定されないが、通常は１〜１００μｍ程度である。 [Current collector]
The current collector 11 is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. For example, aluminum foil, stainless steel foil, nickel-aluminum clad material, copper-aluminum clad material, or a plating material of a combination of these metals can be preferably used. Further, a current collector in which a metal surface is coated with aluminum may be used. Moreover, you may use the electrical power collector which bonded 2 or more metal foil depending on the case. Moreover, what was formed and formed into a desired shape by thin film manufacturing techniques, such as spray coating, can also be utilized. For example, a current collector metal paste containing a metal powder such as aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), or an alloy thereof as a main component and containing a binder (resin) and a solvent is formed by heating. It will be. These metal powders may be used singly or as a mixture of two or more, and moreover, by utilizing the characteristics of the manufacturing method, different types of metal powders are laminated in multiple layers. There may be. In addition, since the current collector in the bipolar secondary battery flows current only in the stacking direction, it can be used even if the current collector has a higher resistance value than that of the metal. For example, a conductive polymer film containing a conductive polymer as a main component or a conductive polymer film in which conductive particles are dispersed in a polymer material can also be used. The binder is not particularly limited. For example, a conventionally known resin binder material such as an epoxy resin can be used, and a conductive polymer material may be used. Although the thickness of a collector is not specifically limited, Usually, it is about 1-100 micrometers.

［正極活物質層（正極）］
正極活物質層１２は、正極活物質を含む。この他にも、バインダ、導電助剤、電解質塩（リチウム塩）、イオン伝導性ポリマーなどが含まれ得る。正極活物質層１２の厚さは、特に制限されず、例えば２〜１００μｍ程度である。 [Positive electrode active material layer (positive electrode)]
The positive electrode active material layer 12 includes a positive electrode active material. In addition to this, a binder, a conductive additive, an electrolyte salt (lithium salt), an ion conductive polymer, and the like may be included. The thickness of the positive electrode active material layer 12 is not particularly limited, and is, for example, about 2 to 100 μm.

このうち、正極活物質としては、特に制限されるものではなく、リチウムイオン二次電池に使用可能なものを適宜利用することはできる。容量、出力特性に優れた電池を構成できることから、リチウム−遷移金属複合材料、特にリチウム−遷移金属複合酸化物が好ましく、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ−Ｍｎ系複合酸化物やＬｉＮｉＯ２などのＬｉ−Ｎｉ系複合酸化物が挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。 Among these, as a positive electrode active material, it does not restrict | limit in particular, What can be used for a lithium ion secondary battery can be utilized suitably. Lithium-transition metal composite materials, particularly lithium-transition metal composite oxides are preferable because a battery having excellent capacity and output characteristics can be formed. For example, Li-Mn composite oxides such as LiMn 2 O 4 and LiNiO 2 Li-Ni based complex oxide. In some cases, two or more positive electrode active materials may be used in combination.

正極活物質の平均粒子径は、特に制限されないが、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。ただし、これらの範囲を外れる形態もまた、採用され得る。なお、本願において、正極活物質の粒子径は、レーザー回折散乱法により測定された値を採用するものとする。   The average particle diameter of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and further preferably 1 μm or less. However, forms outside these ranges can also be employed. In addition, in this application, the particle diameter of a positive electrode active material shall employ | adopt the value measured by the laser diffraction scattering method.

バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、合成ゴム系バインダが挙げられる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF) and a synthetic rubber binder.

導電助剤とは、導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、黒鉛などのカーボン粉末や、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などの種々の炭素繊維などが挙げられる。   A conductive assistant means the additive mix | blended in order to improve electroconductivity. Examples of the conductive assistant include carbon powder such as graphite, and various carbon fibers such as vapor grown carbon fiber (VGCF).

電解質塩（リチウム塩）としては、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ（ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等が挙げられる。 Examples of the electrolyte salt (lithium salt) include Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N (LiBETI), LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 and the like.

イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）系およびポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）系のポリマーが挙げられる。ここで、前記ポリマーは、電池の電解質層において用いられるイオン伝導性ポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。   Examples of the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based and polypropylene oxide (PPO) -based polymers. Here, the polymer may be the same as or different from the ion conductive polymer used in the electrolyte layer of the battery, but is preferably the same.

重合開始剤は、イオン伝導性ポリマーの架橋性基に作用して、架橋反応を進行させるために配合される。開始剤として作用させるための外的要因に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤などに分類される。重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）や、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール（ＢＤＫ）等が挙げられる。   The polymerization initiator is added to act on the crosslinkable group of the ion conductive polymer to advance the crosslinking reaction. Depending on the external factor for acting as an initiator, it is classified into a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator and the like. Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), which is a thermal polymerization initiator, and benzyl dimethyl ketal (BDK), which is a photopolymerization initiator.

正極活物質層に含まれる成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整され得る。   The compounding ratio of the components contained in the positive electrode active material layer is not particularly limited, and can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about the lithium ion secondary battery.

［負極活物質層（負極）］
負極活物質層１３に含まれる負極活物質としては、容量、出力特性に優れた電池を作製できることから、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２などのリチウム−遷移金属複合酸化物のようなリチウム遷移金属−複合材料や、炭素材料が好ましい。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛系炭素材料（黒鉛）、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、ハードカーボン等が挙げられる。好ましくは、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛などの黒鉛である。また、リチウムとＳｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂなどとの合金も用いられ得る。場合によっては、２種以上の負極活物質が併用されてもよい。 [Negative electrode active material layer (negative electrode)]
As the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 13, since a battery having excellent capacity and output characteristics can be produced, a lithium transition metal such as a lithium-transition metal composite oxide such as LiMn 2 O 4 or LiNiO 2 is used. Composite materials and carbon materials are preferred. Examples of the carbon material include graphite-based carbon materials (graphite) such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon, and hard carbon. Preferably, graphite such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite is used. An alloy of lithium and Si, Sn, Al, Sb, or the like can also be used. In some cases, two or more negative electrode active materials may be used in combination.

負極活物質の平均粒子径は特に制限されないが、好ましくは０．１〜２０μｍである。ただし、これらの範囲を外れる形態もまた、採用され得る。なお、本願において負極活物質の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定（レーザー回折散乱法）により測定された値を採用するものとする。   The average particle size of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 μm. However, forms outside these ranges can also be employed. In the present application, the average particle diameter of the negative electrode active material is a value measured by laser diffraction particle size distribution measurement (laser diffraction scattering method).

負極活物質層には、必要であれば、バインダ、導電助剤、電解質塩（リチウム塩）、イオン伝導性ポリマーなどが含まれ得る。これらの具体的な材料は、正極活物質の場合と同様である。これらの成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整され得る。   If necessary, the negative electrode active material layer may contain a binder, a conductive additive, an electrolyte salt (lithium salt), an ion conductive polymer, and the like. These specific materials are the same as those of the positive electrode active material. The compounding ratio of these components is not particularly limited, and can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about lithium ion secondary batteries.

負極活物質層１３の厚さは、特に制限されず、例えば２〜１００μｍ程度である。   The thickness in particular of the negative electrode active material layer 13 is not restrict | limited, For example, it is about 2-100 micrometers.

［タブ］
タブ（正極タブ４２および負極タブ４４）の材質は、特に制限されず、双極型二次電池用のタブとして従来用いられている公知の材質が用いられ得る。例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金等が例示される。なお、正極タブ４２と負極タブ４４とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。なお、本実施形態のように、最外層集電体（１７ａ、１７ｂ）を延長することによりタブ（４２、４４）としてもよいし、別途準備したタブを最外層集電体に接続してもよい。 [tab]
The material of the tabs (the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44) is not particularly limited, and a known material conventionally used as a tab for a bipolar secondary battery can be used. Examples thereof include aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), and alloys thereof. In addition, the same material may be used for the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44, and different materials may be used. As in the present embodiment, the outermost layer current collectors (17a, 17b) may be extended to form tabs (42, 44), or a separately prepared tab may be connected to the outermost layer current collector. Good.

［双極型二次電池の外観構成］
双極型二次電池１０の外観構成は、特に限定されず、本発明は、積層型（扁平型）電池、巻回型（円筒型）電池など、従来公知のいずれの外観構成をも適用し得る。本実施形態では、積層型（扁平型）電池の外観構成を採用することによって、簡単な熱圧着などのシール技術により長期信頼性を確保し、コスト面や作業性の点で有利なものとしている。 [Appearance structure of bipolar secondary battery]
The external configuration of the bipolar secondary battery 10 is not particularly limited, and the present invention can apply any conventionally known external configuration such as a stacked (flat) battery or a wound (cylindrical) battery. . In the present embodiment, by adopting the external configuration of the stacked (flat) battery, long-term reliability is ensured by a sealing technique such as simple thermocompression bonding, which is advantageous in terms of cost and workability. .

図３は、扁平な双極型二次電池１０の外観を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the flat bipolar secondary battery 10.

図示する双極型二次電池１０は、扁平な長方形形状を有し、両側部のそれぞれから、電力を取り出すための正極タブ４２、負極タブ４４を引き出している。電池要素１５は、正極タブ４２および負極タブ４４を外部に引き出した状態で、電池外装材４０によって包まれている。電池外装材４０の周囲は熱融着され、内部に電池要素１５を密封している。   The illustrated bipolar secondary battery 10 has a flat rectangular shape, and a positive electrode tab 42 and a negative electrode tab 44 for extracting electric power are drawn from both sides. The battery element 15 is wrapped by the battery outer packaging material 40 with the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44 pulled out. The periphery of the battery exterior member 40 is heat-sealed, and the battery element 15 is sealed inside.

なお、本発明の双極型二次電池１０は、扁平な形状のものに制限されるものではなく、円筒型形状のものであってもよいし、こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよい。円筒型形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶（金属缶）を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。   The bipolar secondary battery 10 of the present invention is not limited to a flat shape, and may be a cylindrical shape, or a rectangular shape obtained by deforming such a cylindrical shape. It may be a flat shape. In the case of a cylindrical shape, a laminate film may be used for the exterior material, and a conventional cylindrical can (metal can) may be used.

また、タブ４２、４４の取り出しに関しても、特に制限されるものではなく、正極タブ４２と負極タブ４４とを同じ辺から引き出すようにしてもよいし、正極タブ４２と負極タブ４４をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよい。巻回型電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶（金属缶）を利用して端子を形成すればよい。   Further, the removal of the tabs 42 and 44 is not particularly limited, and the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44 may be pulled out from the same side, or the positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44 may be provided in plural. It may be divided and taken out from each side. In the wound battery, instead of the tab, for example, a terminal may be formed using a cylindrical can (metal can).

［組電池］
本実施形態の双極型二次電池１０を用いて組電池としてもよい。複数個の双極型二次電池１０を電気的に直列および／または並列に接続することによって、容量および電圧を自由に調節することが可能になる。 [Battery]
The bipolar secondary battery 10 of the present embodiment may be used as an assembled battery. By connecting a plurality of bipolar secondary batteries 10 in series and / or in parallel, the capacity and voltage can be freely adjusted.

図４は、本実施形態の双極型二次電池１０を用いた組電池３００の代表的な実施形態の外観図であって、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、組電池３００を示す平面図、正面図、側面図である。   FIG. 4 is an external view of a representative embodiment of an assembled battery 300 using the bipolar secondary battery 10 of the present embodiment. FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are respectively assembled batteries. 3 is a plan view, a front view, and a side view showing 300.

図４に示すように、組電池３００は、装着および脱着が可能な小型の組電池２５０を、複数個（図示例では、６個）、直列および／または並列に電気的に接続することによって形成している。小型の組電池２５０のそれぞれは、本実施形態の双極型二次電池１０を複数個、直列および／または並列に電気的に接続することによって形成している。これにより、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池３００を形成することができる。小型の組電池２５０同士は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に電気的に接続している。組電池３００は、接続治具３１０を用いて、組電池２５０を複数段に積層している。組電池３００を作製するに当たり、１個の組電池２５０に含まれる双極型二次電池１０の個数や電気的な接続形態、組電池２５０の個数や電気的な接続形態は、搭載する車両（電気自動車）に要求される電池容量や出力に応じて決定することができる。   As shown in FIG. 4, the assembled battery 300 is formed by electrically connecting a plurality (six in the illustrated example) of compact assembled batteries 250 that can be attached and detached, in series and / or in parallel. doing. Each of the small assembled batteries 250 is formed by electrically connecting a plurality of bipolar secondary batteries 10 of this embodiment in series and / or in parallel. As a result, it is possible to form the assembled battery 300 having a large capacity and a large output suitable for a vehicle driving power source and an auxiliary power source that require high volume energy density and high volume power density. The small assembled batteries 250 are electrically connected to each other using an electrical connection means such as a bus bar. In the assembled battery 300, the assembled battery 250 is stacked in a plurality of stages using the connection jig 310. In manufacturing the assembled battery 300, the number of bipolar secondary batteries 10 included in one assembled battery 250 and the electrical connection form, the number of assembled batteries 250 and the electrical connection form are determined by the vehicle (electric It can be determined according to the battery capacity and output required for the automobile.

［車両］
本実施形態の双極型二次電池１０は、そのままの形態で、あるいは上述した組電池の形態で、車両に搭載され得る。車両に搭載された電池は、例えば、車両のモータを駆動する電源として用いられる。 [vehicle]
The bipolar secondary battery 10 of the present embodiment can be mounted on a vehicle in the form as it is or in the form of the assembled battery described above. A battery mounted on a vehicle is used as a power source for driving a motor of the vehicle, for example.

図５は、図４に示す組電池３００を搭載した車両４００の概念図である。   FIG. 5 is a conceptual diagram of a vehicle 400 on which the assembled battery 300 shown in FIG. 4 is mounted.

図５に示すように、組電池３００を電気自動車４００のような車両に搭載するには、電気自動車４００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、組電池３００を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような組電池３００を用いた電気自動車４００は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供し得る。さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。以上のような組電池を搭載した車両としては、図５に示すような電気自動車のほか、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などに幅広く適用できる。   As shown in FIG. 5, in order to mount the assembled battery 300 on a vehicle such as the electric vehicle 400, the battery pack 300 is mounted under the seat at the center of the vehicle body of the electric vehicle 400. This is because if it is installed under the seat, the interior space and the trunk room can be widened. The place where the assembled battery 300 is mounted is not limited to the position under the seat, but may be a lower part of the rear trunk room or an engine room in front of the vehicle. The electric vehicle 400 using the assembled battery 300 as described above has high durability and can provide a sufficient output even when used for a long time. Furthermore, it is possible to provide electric vehicles and hybrid vehicles that are excellent in fuel efficiency and running performance. As a vehicle equipped with the above assembled battery, in addition to the electric vehicle as shown in FIG. 5, it can be widely applied to a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle and the like.

［製造方法］
本発明の双極型二次電池の製造方法は特に制限されず、従来公知の知見を適宜参照することにより製造できる。以下、本発明の双極型二次電池の製造方法を簡単に説明する。 [Production method]
The manufacturing method of the bipolar secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be manufactured by appropriately referring to conventionally known knowledge. Hereinafter, a method for manufacturing a bipolar secondary battery of the present invention will be briefly described.

はじめに、図６Ａのような双極型電極１４を作製する。図６Ａにおいて、（ａ）は双極型電極１４を正極側からみた平面図であり、（ｂ）は負極側から見た底面図である。（ｃ）は双極型電極１４の図６Ａ（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。   First, the bipolar electrode 14 as shown in FIG. 6A is produced. 6A, (a) is a plan view of the bipolar electrode 14 viewed from the positive electrode side, and (b) is a bottom view of the bipolar electrode 14 viewed from the negative electrode side. (C) is the sectional view on the AA line of FIG. 6A (a) of the bipolar electrode 14. FIG.

所望の正極活物質、バインダ、導電助剤、および必要に応じて他の成分を、溶媒中で混合して、正極活物質スラリーを調製する。正極活物質スラリー中に配合される各成分の具体的な形態については、上記の本発明の双極型二次電池の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   A desired positive electrode active material, a binder, a conductive additive, and other components as necessary are mixed in a solvent to prepare a positive electrode active material slurry. Since the specific form of each component blended in the positive electrode active material slurry is as described in the section of the configuration of the bipolar secondary battery of the present invention, detailed description is omitted here.

溶媒の種類や混合手段は特に制限されず、従来公知の知見が適宜参照され得る。溶媒の一例を挙げると、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミドなどが用いられ得る。   The kind of solvent and the mixing means are not particularly limited, and conventionally known knowledge can be referred to as appropriate. As an example of the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide and the like can be used.

同様に、所望の負極活物質、バインダ、および必要に応じて他の成分を、溶媒中で混合して、負極活物質スラリーを調製する。負極活物質スラリー中に配合される各成分の具体的な形態については、上記の本発明の双極型二次電池の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Similarly, a desired negative electrode active material, a binder, and other components as necessary are mixed in a solvent to prepare a negative electrode active material slurry. Since the specific form of each component blended in the negative electrode active material slurry is as described in the section of the configuration of the bipolar secondary battery of the present invention, detailed description is omitted here.

続いて、適当な集電体１１を準備する。本工程において準備する集電体１１の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Subsequently, an appropriate current collector 11 is prepared. The specific form of the current collector 11 prepared in this step is the same as that described in the section of the electrode configuration of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted here.

次いで、上述の正極活物質スラリーを集電体１１の一方の表面に塗布して正極活物質層１２を形成する。この際、集電体１１表面の外周部に、正極活物質スラリーの未塗布部分が設けられるようにする。未塗布部分によって、集電体１１の露出部１８が形成される。正極活物質スラリーを塗布するための塗布手段は特に限定されないが、例えば、自走型コータなどの一般的に用いられている手段が採用され得る。ただし、塗布手段として、インクジェット方式、ドクターブレード方式、またはこれらの組み合わせを用いると、薄い層が形成され得る。集電体１１に露出部１８を設けるためには、パターンコーティングなどの方法で集電体１１の表面の外周部に正極活物質スラリーが塗布されないようにしてもよく、集電体１１の表面全体に正極活物質スラリーを塗布し乾燥させた後で外周部を剥離してもよい。   Next, the positive electrode active material slurry is applied to one surface of the current collector 11 to form the positive electrode active material layer 12. At this time, an uncoated portion of the positive electrode active material slurry is provided on the outer peripheral portion of the surface of the current collector 11. The exposed portion 18 of the current collector 11 is formed by the uncoated portion. The application means for applying the positive electrode active material slurry is not particularly limited. For example, a commonly used means such as a self-propelled coater may be employed. However, when an ink jet method, a doctor blade method, or a combination thereof is used as the application means, a thin layer can be formed. In order to provide the exposed portion 18 on the current collector 11, the positive electrode active material slurry may not be applied to the outer peripheral portion of the surface of the current collector 11 by a method such as pattern coating. The positive electrode active material slurry may be applied to and dried, and the outer peripheral portion may be peeled off.

塗膜を乾燥させるための乾燥手段も特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照され得る。例えば、加熱処理が例示される。乾燥条件（乾燥時間、乾燥温度など）は、正極活物質スラリーの塗布量やスラリーの溶媒の揮発速度に応じて適宜設定され得る。   The drying means for drying the coating film is not particularly limited, and conventionally known knowledge about electrode production can be appropriately referred to. For example, heat treatment is exemplified. The drying conditions (drying time, drying temperature, etc.) can be appropriately set according to the coating amount of the positive electrode active material slurry and the volatilization rate of the solvent of the slurry.

塗膜を乾燥させた後、前記集電体１１の他方の表面に、上記で調製した負極活物質スラリーを塗布して塗膜を形成し負極活物質層１３を作製する。同様に、集電体１１の表面の外周部に未塗布部分が設けられるようにする。これを乾燥させて双極型電極１４を完成させる。   After the coating film is dried, the negative electrode active material slurry prepared above is applied to the other surface of the current collector 11 to form a coating film, thereby preparing the negative electrode active material layer 13. Similarly, an uncoated portion is provided on the outer peripheral portion of the surface of the current collector 11. This is dried to complete the bipolar electrode 14.

次いで、作製した双極型電極１４の正極側または負極側の未塗布部分にシール材３１を配置する。シール材３１を配置する手段も特に限定されない。適当な枠型を用いて充填・注液したり塗布したりするなどして所望の形状に成形配置する。図６Ｂ（ａ）は正極活物質層１２の方向から見た双極型電極１４を示した平面図であり、図６Ｂ（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。例えば図６Ｂのように、ディスペンサなどを用いて集電体１１の表面の未塗布部分に、集電体１１の外周部に沿って所定幅で枠状に、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を塗布すればよい。配置されるシール前駆体の幅は、集電体１１との密着性や集電体１１同士の接触防止効果などの目的に応じて１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で適宜決定すればよい。シール前駆体は加圧変形ないし熱融着させて集電体１１に密着させるため、塗布する厚さは正極活物質層１２ないし負極活物質層１３の厚さより厚くなるように成形するとよい。   Next, the sealing material 31 is disposed on the uncoated portion on the positive electrode side or the negative electrode side of the produced bipolar electrode 14. The means for arranging the sealing material 31 is not particularly limited. It is molded and arranged in a desired shape by filling, injecting, or applying using an appropriate frame mold. 6B (a) is a plan view showing the bipolar electrode 14 viewed from the direction of the positive electrode active material layer 12, and FIG. 6B (b) is a cross-sectional view taken along the line AA. For example, as shown in FIG. 6B, using a dispenser or the like, an uncoated portion of the surface of the current collector 11 is formed into a frame with a predetermined width along the outer peripheral portion of the current collector 11, and a one-component non-liquid seal precursor. A cured epoxy resin may be applied. What is necessary is just to determine suitably the width | variety of the seal | sticker precursor arrange | positioned in the range of 1 mm-50 mm according to the objectives, such as the adhesiveness with the electrical power collector 11, and the contact prevention effect between the electrical power collectors 11. FIG. Since the seal precursor is pressure-deformed or heat-sealed to be brought into close contact with the current collector 11, the thickness to be applied is preferably formed to be greater than the thickness of the positive electrode active material layer 12 or the negative electrode active material layer 13.

次いで、シール前駆体を配置した双極型電極１４の上に電解質層を形成する（図６Ｃ、（ａ）は平面図であり（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である）。集電体１１より面積が大きく形成されたセパレータ２０を、上述の双極型電極１４の上面に、双極型電極１４の表面全体を覆うように設置する。このセパレータ２０の表面の、先にシール前駆体を塗布した部分と重なる位置にシール前駆体を塗布する。その後、セパレータ２０のシール前駆体で囲われた内部に、電解液、ゲル電解質用原料スラリー（プレゲル溶液）、または固体電解質用原料スラリーを塗布、含浸などして物理架橋したり、さらに重合して化学架橋したりする。これによって電解質を保持させた部分を形成し、電解質層とする。以上の工程は、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。図６Ｃに示す工程では、セパレータ２０を設置した後シール前駆体を塗布し、その後電解液などを塗布する工程の順に行うことが好ましいが、この順序に限らず、例えばセパレータ２０を設置した後、電解液などを塗布し、その後シール前駆体を塗布してもよい。   Next, an electrolyte layer is formed on the bipolar electrode 14 on which the seal precursor is disposed (FIG. 6C, (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a)). The separator 20 having a larger area than the current collector 11 is installed on the upper surface of the bipolar electrode 14 so as to cover the entire surface of the bipolar electrode 14. The seal precursor is applied to the surface of the separator 20 at a position overlapping the portion where the seal precursor has been applied previously. Thereafter, an electrolytic solution, a gel electrolyte raw material slurry (pregel solution), or a solid electrolyte raw material slurry is applied and impregnated into the inside of the separator 20 surrounded by the seal precursor, and then physically crosslinked or further polymerized. Chemical cross-linking. As a result, a portion holding the electrolyte is formed to form an electrolyte layer. The above steps are preferably performed in an inert atmosphere. In the step shown in FIG. 6C, it is preferable to perform the order of the step of applying the seal precursor after installing the separator 20 and then applying the electrolytic solution, etc., but not limited to this order, for example, after installing the separator 20, An electrolyte solution or the like may be applied, and then a seal precursor may be applied.

また、セパレータ２０を設置する前に、正極活物質層１２または負極活物質層１３に電解液、ゲル電解質用原料スラリー、または固体電解質用原料スラリーを塗布、含浸させておいてもよい。この場合、好ましくは、集電体１１の露出部１８にシール前駆体を塗布する工程の後、電解液などの塗布などを行うとよい。その後セパレータ２０を積層して、正極活物質層１２または負極活物質層１３に含浸させた電解液などをセパレータ２０に浸透させて電解質層を形成することができる。その後、セパレータ２０の上にシール前駆体を塗布すればよい。その後、さらにセパレータ２０の上から電解液などを追加して塗布したり含浸させたりしてもよい。   In addition, before the separator 20 is installed, the positive electrode active material layer 12 or the negative electrode active material layer 13 may be coated and impregnated with an electrolytic solution, a gel electrolyte raw material slurry, or a solid electrolyte raw material slurry. In this case, it is preferable to apply an electrolytic solution or the like after the step of applying the seal precursor to the exposed portion 18 of the current collector 11. Thereafter, the separator 20 is laminated, and an electrolyte solution impregnated in the positive electrode active material layer 12 or the negative electrode active material layer 13 can be permeated into the separator 20 to form an electrolyte layer. Thereafter, a seal precursor may be applied on the separator 20. Thereafter, an electrolytic solution or the like may be additionally applied or impregnated from above the separator 20.

次に、上述の電解質層を積層した双極型電極１４を、真空（減圧）密封しつつ、正極活物質層１２と負極活物質層１３が電解質層（電解質を含むセパレータ２０）を挟んで対向するように、それぞれ交互に順次積層する。次いで、熱プレス機８０により面圧０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは１．０〜１．５ｋｇ／ｃｍ２、４０〜１５０℃、好ましくは８０〜１００℃で０．１〜１０時間、好ましくは０．５〜１時間、熱プレスすることにより、未硬化のシール前駆体を硬化する（図６Ｄ）。熱プレスの条件は使用するシール材３１により決められる値であり、たとえばエポキシ樹脂の硬化温度、あるいはオレフィン系のホットメルトの融点により決定される。シール材３１を所定の厚みまでプレス、さらに硬化を行うことで単電池層（単セル）１６が所望のセル数積層された双極型の電池要素１５を作製することができる。さらにシール材３１が硬化されることによって、隣り合うセパレータ２０のそれぞれにおける外周部２１同士の間に、集電体１１の端部１１ａを固定するシール部３０が形成される。熱プレスの段階は、好ましくは不活性雰囲気下または減圧下で行う。ここでの真空（減圧）条件としては、１０．０ｋＰａ以下、好ましくは１ｋＰａ以下、より好ましくは０．１ｋＰａ以下とするのが望ましい。 Next, the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13 are opposed to each other with the electrolyte layer (the separator 20 including the electrolyte) interposed therebetween, while the bipolar electrode 14 in which the above electrolyte layers are stacked is sealed in vacuum (reduced pressure). In this manner, the layers are alternately laminated sequentially. Subsequently, the surface pressure is 0.5 to 2.0 kg / cm 2 , preferably 1.0 to 1.5 kg / cm 2 , 40 to 150 ° C., and preferably 80 to 100 ° C. with a hot press 80. The uncured seal precursor is cured by hot pressing for a time, preferably 0.5 to 1 hour (FIG. 6D). The hot press conditions are values determined by the sealing material 31 to be used, and are determined by, for example, the curing temperature of the epoxy resin or the melting point of the olefin-based hot melt. By pressing the sealing material 31 to a predetermined thickness and further curing, the bipolar battery element 15 in which the desired number of single battery layers (single cells) 16 are stacked can be produced. Further, the sealing material 31 is cured, whereby a sealing portion 30 that fixes the end portion 11a of the current collector 11 is formed between the outer peripheral portions 21 of the adjacent separators 20. The hot pressing step is preferably performed under an inert atmosphere or under reduced pressure. The vacuum (reduced pressure) conditions here are 10.0 kPa or less, preferably 1 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or less.

得られた電池要素１５の最外層集電体１７ａ、１７ｂに正極タブ４２および負極タブ４４を電気的に接続する。   The positive electrode tab 42 and the negative electrode tab 44 are electrically connected to the outermost layer current collectors 17 a and 17 b of the obtained battery element 15.

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る双極型二次電池１０の要部を示す拡大断面図である。なお、上述した実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the bipolar secondary battery 10 according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in embodiment mentioned above, and the description is partially omitted.

図７を参照して、第２の実施形態における双極型電極１４は、集電体１１が、正極活物質層１２および負極活物質層１３のうちの一方の活物質層１２または１３の端部１２ａまたは１３ａに対して外方に位置して露出する露出部１８を備えている。図示例にあっては、上記の「一方の活物質層」は、正極活物質層１２である。正極活物質層１２の端部１２ａと集電体１１の端部１１ａとの間の幅は、幅Ｌ２である。   Referring to FIG. 7, in the bipolar electrode 14 in the second embodiment, the current collector 11 has an end portion of one of the active material layer 12 or 13 of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13. An exposed portion 18 is provided that is exposed to the outside relative to 12a or 13a. In the illustrated example, the “one active material layer” is the positive electrode active material layer 12. The width between the end 12a of the positive electrode active material layer 12 and the end 11a of the current collector 11 is a width L2.

第２の実施形態では、双極型電極１４を構成する部材（集電体１１、正極活物質層１２、および負極活物質層１３）のうち面方向に最も小さい部材は、正極活物質層１２である。セパレータ２０における外周部２１は、正極活物質層１２の端部１２ａよりも面方向の外方に幅Ｌで延長している。   In the second embodiment, among the members constituting the bipolar electrode 14 (the current collector 11, the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode active material layer 13), the smallest member in the plane direction is the positive electrode active material layer 12. is there. The outer peripheral portion 21 of the separator 20 extends with a width L outward in the surface direction from the end portion 12 a of the positive electrode active material layer 12.

隣り合うセパレータ２０のそれぞれにおける外周部２１同士の間に、絶縁性のシール材３１によって形成されるシール部３０を集電体１１の外周縁に接して配置している。第２の実施形態のシール部３０は、セパレータ２０と露出部１８との間にシール材３１が充填されて、他方の活物質層つまり負極活物質層１３との間で露出部１８の全体を包み込んでいる。また、シール部３０を形成するときに、シール材３１の一部が、集電体１１と負極活物質層１３との間の微小な隙間に入り込み、集電体１１の端部１１ａにおける上下のエッジ部１１ｂをシール部３０によって包み込んだ状態にもなる。シール部３０は、外周部２１の幅Ｌのほぼ全域に近い幅Ｌ１で設けてある。   Between the outer peripheral parts 21 in each of the adjacent separators 20, a seal part 30 formed by an insulating sealing material 31 is disposed in contact with the outer peripheral edge of the current collector 11. In the seal portion 30 of the second embodiment, the seal material 31 is filled between the separator 20 and the exposed portion 18, and the entire exposed portion 18 is interposed between the other active material layer, that is, the negative electrode active material layer 13. Wrapped up. Further, when forming the seal portion 30, a part of the seal material 31 enters a minute gap between the current collector 11 and the negative electrode active material layer 13, and the upper and lower portions at the end portion 11 a of the current collector 11. The edge portion 11b is also wrapped with the seal portion 30. The seal portion 30 is provided with a width L1 that is close to substantially the entire width L of the outer peripheral portion 21.

シール部３０が負極活物質層１３との間で露出部１８の全体を包み込む結果、集電体１１の外周部である端部１１ａが、隣り合うセパレータ２０の間でシール部３０によって固定される。このため、第１の実施形態と同様に、外力による応力が集電体１１に加わっても、集電体１１がセパレータ２０を貫通することを抑制して、集電体１１同士の内部短絡を防止することができる。   As a result of the seal portion 30 wrapping the entire exposed portion 18 between the negative electrode active material layer 13, the end portion 11 a that is the outer peripheral portion of the current collector 11 is fixed between the adjacent separators 20 by the seal portion 30. . For this reason, similarly to the first embodiment, even when stress due to an external force is applied to the current collector 11, the current collector 11 is prevented from penetrating the separator 20, and an internal short circuit between the current collectors 11 is performed. Can be prevented.

第２の実施形態においても、セパレータ２０と露出部１８との間に形成される空間を埋めるようにシール材３１を充填している。したがって、第１の実施形態同様に、シール面積を拡大することができ、シール性の向上と積層方向の外力に対する剛性を増すことができ、集電体１１同士の内部短絡を一層防止することができる。   Also in the second embodiment, the sealing material 31 is filled so as to fill a space formed between the separator 20 and the exposed portion 18. Therefore, as in the first embodiment, the sealing area can be increased, the sealing performance can be improved, the rigidity against the external force in the stacking direction can be increased, and the internal short circuit between the current collectors 11 can be further prevented. it can.

なお、本発明は、シール部３０が負極活物質層１３との間で露出部１８の全体を包み込む形態に限定されるものではない。シール部３０は、露出部１８におけるエッジ部１１ｂを少なくとも包み込んでいればよく、セパレータ２０と露出部１８との間に空間が残存する形態でもよい点は、第１の実施形態と同様である。   In addition, this invention is not limited to the form in which the sealing part 30 wraps the whole exposed part 18 between the negative electrode active material layers 13. The seal portion 30 only needs to wrap around at least the edge portion 11b in the exposed portion 18 and is similar to the first embodiment in that a space may remain between the separator 20 and the exposed portion 18.

第２の実施形態の場合とは逆に、集電体１１が、負極活物質層１３の端部１３ａに対して外方に位置して露出する露出部１８を備えている形態とすることができる。この形態においても上記と同じ作用効果を得ることができる。   Contrary to the case of 2nd Embodiment, it is set as the form which the collector 11 is provided with the exposed part 18 which is located outside and exposed with respect to the edge part 13a of the negative electrode active material layer 13. FIG. it can. In this embodiment, the same effect as described above can be obtained.

但し、リチウムイオン電池においては、通常、負極活物質層１３における面方向の面積の方が、正極活物質層１２における面方向の面積に比べて大きい。このため、実際的な双極型電極１４は、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａに対して外方に位置して露出する露出部１８を備えている。したがって、第２の実施形態は、通常発生している露出部１８にシール材３１を配設するものであり、実際的なシール部３０を提供するものである、という意義を有する。   However, in the lithium ion battery, the area in the surface direction of the negative electrode active material layer 13 is usually larger than the area in the surface direction of the positive electrode active material layer 12. For this reason, the actual bipolar electrode 14 includes an exposed portion 18 where the current collector 11 is exposed outwardly with respect to the end portion 12 a of the positive electrode active material layer 12. Therefore, the second embodiment has a meaning that the seal material 31 is disposed on the exposed portion 18 that is normally generated, and the actual seal portion 30 is provided.

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る双極型二次電池１０の要部を示す拡大断面図である。なお、上述した実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。 (Third embodiment)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the bipolar secondary battery 10 according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in embodiment mentioned above, and the description is partially omitted.

図８を参照して、第３の実施形態における双極型電極１４は、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａのそれぞれに連続する端部１１ａを備えている。ここに、「正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａのそれぞれに連続する集電体１１の端部１１ａ」としたのは、集電体１１が露出部１８を備えている第１と第２の実施形態との対比において、集電体１１に露出部１８を積極的に設けていない双極型電極１４の端部形状を特定したものである。したがって、各端部がほぼ一致する程度に連続していれば足り、各端部が多少の段差を介して連続している場合であっても、本発明に含まれる。   Referring to FIG. 8, the bipolar electrode 14 according to the third embodiment has an end where the current collector 11 is continuous with the end 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end 13 a of the negative electrode active material layer 13. A portion 11a is provided. Here, “the end portion 11a of the current collector 11 continuous with each of the end portion 12a of the positive electrode active material layer 12 and the end portion 13a of the negative electrode active material layer 13” is the reason why the current collector 11 is exposed portion 18. In the comparison between the first and second embodiments having the above, the shape of the end portion of the bipolar electrode 14 in which the exposed portion 18 is not actively provided in the current collector 11 is specified. Therefore, it is sufficient that the end portions are continuous to such an extent that they almost coincide with each other, and even when the end portions are continuous through some level difference, the present invention is included.

このような双極型電極１４の端部形状は、例えば、製作した双極型電極１４の周縁部を切断することによって形成することができる。切断の方法は特に限定されない。隣り合う集電体１１同士が接触して内部短絡を起こさないように切断できる方法であればよく、例えば電磁波エネルギーによる切断や、せん断による切断などが採用され得る。電磁波エネルギーによる切断とは、例えばレーザーや電子ビームといった高エネルギー密度のビームを照射し、局部的に蒸発または溶融させて分離させる切断方式を意味する。せん断は加工対象を一対の鋭利な刃物で挟み込むことで分離する切断方式であり、例えば、はさみやせん断加工機を用いてせん断することができる。   Such an end shape of the bipolar electrode 14 can be formed, for example, by cutting the peripheral edge of the manufactured bipolar electrode 14. The cutting method is not particularly limited. Any method can be used as long as the adjacent current collectors 11 can be cut so that they do not contact each other and cause an internal short circuit. For example, cutting by electromagnetic wave energy or cutting by shearing can be employed. Cutting by electromagnetic energy means a cutting method in which a high energy density beam such as a laser or an electron beam is irradiated and evaporated or melted locally for separation. Shearing is a cutting method in which the object to be processed is separated by being sandwiched between a pair of sharp blades, and can be sheared using, for example, scissors or a shearing machine.

第３の実施形態では、双極型電極１４を構成する部材（集電体１１、正極活物質層１２、および負極活物質層１３）は面方向の大きさがほぼ同じである。セパレータ２０の外周部２１は、それぞれの端部１１ａ、１２ａ、１３ａよりも面方向の外方に幅Ｌで延長している。   In the third embodiment, the members constituting the bipolar electrode 14 (the current collector 11, the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode active material layer 13) have substantially the same size in the plane direction. The outer peripheral portion 21 of the separator 20 extends with a width L outward in the surface direction from the respective end portions 11a, 12a, and 13a.

隣り合うセパレータ２０のそれぞれにおける外周部２１同士の間に、絶縁性のシール材３１によって形成されるシール部３０を集電体１１の外周縁に接して配置している。第３の実施形態のシール部３０は、集電体１１、正極活物質層１２、および負極活物質層１３のそれぞれの端部１１ａ、１２ａ、１３ａに接している。また、シール部３０を形成するときに、シール材３１の一部が、集電体１１と正極活物質層１２との間の微小な隙間や、集電体１１と負極活物質層１３との間の微小な隙間に入り込み、集電体１１の端部１１ａにおける上下のエッジ部１１ｂをシール部３０によって包み込んだ状態にもなる。シール部３０は、幅Ｌ３で設けてある。この幅Ｌ３は、第１と第２の実施形態におけるシール部３０の幅Ｌ１から、露出部１８の幅Ｌ２を引いた寸法（Ｌ１−Ｌ２）にほぼ等しい。   Between the outer peripheral parts 21 in each of the adjacent separators 20, a seal part 30 formed by an insulating sealing material 31 is disposed in contact with the outer peripheral edge of the current collector 11. The seal portion 30 of the third embodiment is in contact with the respective end portions 11a, 12a, and 13a of the current collector 11, the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode active material layer 13. Further, when forming the seal portion 30, a part of the sealing material 31 is formed between a minute gap between the current collector 11 and the positive electrode active material layer 12, or between the current collector 11 and the negative electrode active material layer 13. It enters into a minute gap therebetween, and the upper and lower edge portions 11b of the end portion 11a of the current collector 11 are also wrapped by the seal portion 30. The seal portion 30 is provided with a width L3. The width L3 is substantially equal to the dimension (L1-L2) obtained by subtracting the width L2 of the exposed portion 18 from the width L1 of the seal portion 30 in the first and second embodiments.

シール部３０が集電体１１、正極活物質層１２、および負極活物質層１３のそれぞれの端部に接する結果、集電体１１の外周部である端部１１ａが、隣り合うセパレータ２０の間でシール部３０によって固定される。このため、第１と第２の実施形態と同様に、外力による応力が集電体１１に加わっても、集電体１１がセパレータ２０を貫通することを抑制して、集電体１１同士の内部短絡を防止することができる。   As a result of the seal portion 30 coming into contact with the respective end portions of the current collector 11, the positive electrode active material layer 12, and the negative electrode active material layer 13, the end portion 11 a that is the outer peripheral portion of the current collector 11 is located between adjacent separators 20. It is fixed by the seal part 30. For this reason, similarly to the first and second embodiments, even when stress due to external force is applied to the current collector 11, the current collector 11 is prevented from penetrating the separator 20, and the current collectors 11 An internal short circuit can be prevented.

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る双極型二次電池１０の要部を示す拡大断面図である。なお、上述した実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。 (Fourth embodiment)
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a bipolar secondary battery 10 according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in embodiment mentioned above, and the description is partially omitted.

第４の実施形態は、導電リード５０を接続可能なシール構造を有している点で、第１〜第３の実施形態と相違している。   The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that it has a seal structure to which the conductive lead 50 can be connected.

図９を参照して、第４の実施形態における双極型二次電池１０は、概説すれば、集電体１１の少なくとも１つが、正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａの両方の端部１２ａ、１３ａに対して外方に位置して露出するとともに導電リード５０を接続する露出部５１を備えている。隣り合うセパレータ２０のそれぞれと露出部５１との間に、絶縁性のシール材６１によって形成される導電リード用シール部６０が配置されている。この導電リード用シール部６０は、導電リード５０を接続するための接続部５２を、露出部５１の外周側に露出させたまま残すように設けている。図９には、双極型電極１４を一対のセパレータ２０によって挟んでなる層が、代表的に３層分だけ示されている。説明の便宜上、図中最下層を第１層、中央の層を第２層、最上層を第３層と称する。以下、詳述する。   Referring to FIG. 9, the bipolar secondary battery 10 according to the fourth embodiment can be summarized as follows. At least one of the current collectors 11 includes the end 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 13. An exposed portion 51 is provided that is exposed to the outside with respect to both end portions 12 a and 13 a of the end portion 13 a and that is connected to the conductive lead 50. Between each of the adjacent separators 20 and the exposed portion 51, a conductive lead sealing portion 60 formed by an insulating sealing material 61 is disposed. The conductive lead sealing portion 60 is provided so that the connection portion 52 for connecting the conductive lead 50 is left exposed on the outer peripheral side of the exposed portion 51. FIG. 9 typically shows only three layers in which the bipolar electrode 14 is sandwiched between a pair of separators 20. For convenience of explanation, the lowermost layer in the figure is referred to as a first layer, the middle layer is referred to as a second layer, and the uppermost layer is referred to as a third layer. Details will be described below.

第２層の双極型電極１４は、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａの両方の端部１２ａ、１３ａに対して外方に位置して露出する露出部５１を備えている。第１層および第３層の双極型電極１４は、第２の実施形態と同様に、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａに対して外方に位置して露出する露出部１８を備えている。第２層における集電体１１は、第１層および第３層における集電体１１よりも大きい。第１層および第３層における露出部１８の幅は幅Ｌ２であり、第２層における露出部５１の幅は幅Ｌ２よりも大きい幅Ｌ４（Ｌ４＞Ｌ２）である。   In the bipolar electrode 14 of the second layer, the current collector 11 is positioned outward with respect to both end portions 12 a and 13 a of the end portion 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end portion 13 a of the negative electrode active material layer 13. The exposed portion 51 is exposed. As in the second embodiment, the bipolar electrodes 14 of the first layer and the third layer are exposed such that the current collector 11 is exposed outwardly with respect to the end portion 12a of the positive electrode active material layer 12. A portion 18 is provided. The current collector 11 in the second layer is larger than the current collector 11 in the first layer and the third layer. The width of the exposed portion 18 in the first layer and the third layer is the width L2, and the width of the exposed portion 51 in the second layer is a width L4 (L4> L2) larger than the width L2.

導電リード用シール部６０は、第２層の集電体１１の露出部５１と、この露出部５１に向かい合うそれぞれのセパレータ２０との間に設けている。導電リード用シール部６０は、露出部５１の外周側の接続部５２にシール材６１が存在しないように、シール材６１の塗布量を調整して形成している。第２層のセパレータ２０の外周部２１間には、シール材３１を配置していない。第２層の双極型電極１４の外周部分は、シール部３０が存在しない空間部５３となっている。第２層のように導電リード用シール部６０を備える構造とすることによって、露出部５１の外周側に形成した接続部５２を、導電リード５０を引き出す導電部として使用ことが可能となる。また、空間部５３の存在によって、電池要素１５の組み立て中や組み立て後においても、集電体１１の接続部５２に、導電リード５０を電気的に接続することが可能となる。導電リード用シール部６０を形成するシール材６１は、シール部３０を形成するシール材３１と同じものを使用し得る。   The conductive lead sealing portion 60 is provided between the exposed portion 51 of the second-layer current collector 11 and each separator 20 facing the exposed portion 51. The conductive lead sealing portion 60 is formed by adjusting the coating amount of the sealing material 61 so that the sealing material 61 does not exist in the connection portion 52 on the outer peripheral side of the exposed portion 51. No sealing material 31 is disposed between the outer peripheral portions 21 of the second layer separator 20. The outer peripheral portion of the second-layer bipolar electrode 14 is a space 53 where the seal portion 30 does not exist. With the structure including the conductive lead sealing portion 60 as in the second layer, the connection portion 52 formed on the outer peripheral side of the exposed portion 51 can be used as a conductive portion for drawing out the conductive lead 50. Further, the presence of the space portion 53 enables the conductive lead 50 to be electrically connected to the connection portion 52 of the current collector 11 even during or after the battery element 15 is assembled. As the sealing material 61 forming the conductive lead sealing portion 60, the same material as the sealing material 31 forming the sealing portion 30 can be used.

導電リード５０は、電圧や温度を測定するために、集電体１１の正極側または負極側に電気的に接続する。図示例では、第２層の集電体１１の正極側に、導電リード５０を接続している。導電リード５０として、リード線や、モニタータブなどを用い得る。導電リード５０は、例えばカーボン系導電性接着剤などによって、接続部５２に接着する。   The conductive lead 50 is electrically connected to the positive electrode side or the negative electrode side of the current collector 11 in order to measure voltage or temperature. In the illustrated example, the conductive lead 50 is connected to the positive electrode side of the current collector 11 of the second layer. As the conductive lead 50, a lead wire, a monitor tab, or the like can be used. The conductive lead 50 is bonded to the connection portion 52 with, for example, a carbon-based conductive adhesive.

第１層および第３層は、第２の実施形態と同様に形成したシール部３０のみを備えている層７１である。一方、第２層は、導電リード用シール部６０のみを備えている層７２である。   The first layer and the third layer are a layer 71 including only the seal portion 30 formed in the same manner as in the second embodiment. On the other hand, the second layer is a layer 72 including only the conductive lead sealing portion 60.

このように、第４の実施形態では、双極型電極１４を一対のセパレータ２０によって挟んでなるとともにシール部３０のみを備える層７１（第１層、第３層）と、双極型電極１４を一対のセパレータ２０によって挟んでなるとともに導電リード用シール部６０のみを備える層７２（第２層）とが積層方向（図中上下方向）に交互に存在している。   As described above, in the fourth embodiment, the bipolar electrode 14 is sandwiched between the pair of separators 20 and the layer 71 (first layer, third layer) including only the seal portion 30 and the bipolar electrode 14 are paired. Layers 72 (second layers) sandwiched between the separators 20 and having only the conductive lead seal portions 60 are alternately present in the stacking direction (vertical direction in the figure).

第１層と第２層との境界に位置するセパレータ２０、および、第２層と第３層との境界に位置するセパレータ２０に関して、第２層側は、空間部５３となっており、シール部３０によって固定されていない。一方、第１層、第３層側は、シール部３０によって固定されている。このため、セパレータ２０自体の変形が生じ難い構造となっている。   With respect to the separator 20 located at the boundary between the first layer and the second layer, and the separator 20 located at the boundary between the second layer and the third layer, the second layer side is a space 53, and the seal It is not fixed by the part 30. On the other hand, the first layer and the third layer side are fixed by the seal portion 30. For this reason, the separator 20 itself is not easily deformed.

第４の実施形態によれば、一層おきに、集電体１１の端部１１ａを固定するシール部３０を配置することによって、集電体１１の変形を防止することができる。さらに、一層おきに、接続部５２を露出させたまま残す導電リード用シール部６０を配置することによって、一層おきに導電リード５０を集電体１１に接続して、電圧や温度を測定することができる。   According to the fourth embodiment, the current collector 11 can be prevented from being deformed by arranging the seal portions 30 for fixing the end portions 11a of the current collector 11 every other layer. Further, by arranging conductive lead seal portions 60 that leave the connection portions 52 exposed every other layer, the conductive leads 50 are connected to the current collector 11 every other layer, and the voltage and temperature are measured. Can do.

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る双極型二次電池１０の要部を示す分解斜視図、図１１（ａ）は、第５の実施形態におけるシール材６２の塗布状況を説明するための断面図、図１１（ｂ）は、プレスした後のシール材６２の拡がり状況を説明するための平面図である。なお、上述した実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。 (Fifth embodiment)
FIG. 10 is an exploded perspective view showing the main part of the bipolar secondary battery 10 according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11A illustrates the application state of the sealing material 62 in the fifth embodiment. FIG. 11B is a plan view for explaining the state of expansion of the sealing material 62 after pressing. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is common in embodiment mentioned above, and the description is partially omitted.

第５の実施形態は、双極型電極１４を一対のセパレータ２０によって挟んでなる層のそれぞれが、シール部３０および導電リード用シール部６０を備えている点で、一層おきに導電リード用シール部６０を配置した第４の実施形態と相違している。   In the fifth embodiment, each of the layers formed by sandwiching the bipolar electrode 14 between the pair of separators 20 includes the seal portion 30 and the conductive lead seal portion 60, so that the conductive lead seal portion is provided every other layer. This is different from the fourth embodiment in which 60 is arranged.

図１０および図１１を参照して、第５の実施形態においては、第１〜第３層のいずれの双極型電極１４も、第４の実施形態の第２層と同様に、集電体１１が、正極活物質層１２の端部１２ａおよび負極活物質層１３の端部１３ａの両方の端部１２ａ、１３ａに対して外方に位置して露出する露出部５１を備えている。図１１（ａ）に示すように、矩形形状をなす集電体１１の４辺のうちの選択された１辺におけるシール材６２の量を少なくして幅Ｗａとし、また残りの３辺におけるシール材６２の量を多くして幅Ｗｂとしている。このようにシール材６２を設けた双極型電極１４をプレスした状態が図１１（ｂ）に示される。図１１（ｂ）において右辺側にシール材６２の存在しない接続部５２が残り、他の辺においては、シール材６２が引き延ばされて集電体１１のエッジ１１ｂを越えて延在している。このようにシール材６２の塗布量を変えることにより、導電リード用シール部６０を形成するためのシール材６２と、シール部３０を形成するためのシール材６２とを、１回の塗布作業で集電体１１上に設けることができる。シール材６２は、上記のシール材３１、６１と同じものを使用し得る。   Referring to FIGS. 10 and 11, in the fifth embodiment, the bipolar electrode 14 of any of the first to third layers is the same as the second layer of the fourth embodiment. Is provided with an exposed portion 51 that is exposed outwardly with respect to both end portions 12 a and 13 a of the end portion 12 a of the positive electrode active material layer 12 and the end portion 13 a of the negative electrode active material layer 13. As shown in FIG. 11A, the amount of the seal material 62 on one selected side of the four sides of the current collector 11 having a rectangular shape is reduced to a width Wa, and seals on the remaining three sides. The amount of the material 62 is increased to make the width Wb. A state in which the bipolar electrode 14 provided with the sealing material 62 is pressed is shown in FIG. In FIG. 11B, the connecting portion 52 where the sealing material 62 does not exist remains on the right side, and the sealing material 62 is extended on the other side to extend beyond the edge 11b of the current collector 11. Yes. By changing the application amount of the seal material 62 in this way, the seal material 62 for forming the conductive lead seal portion 60 and the seal material 62 for forming the seal portion 30 can be applied in a single application operation. It can be provided on the current collector 11. As the sealing material 62, the same material as the sealing materials 31 and 61 can be used.

導電リード用シール部６０は、積層方向から見て矩形形状をなす各層の一の辺に配置されている。導電リード用シール部６０は、第４の実施形態と同様に、隣り合うセパレータ２０のそれぞれと露出部５１との間に設けている。導電リード用シール部６０は、露出部５１の外周側の接続部５２にシール材６２が存在しないように、上記のようにシール材６２の塗布量を調整して形成している（図１１のＷａを参照）。導電リード用シール部６０を配置した辺においては、双極型電極１４の外方は、シール部３０が存在しない空間部５３となっている。   The conductive lead sealing portion 60 is disposed on one side of each layer having a rectangular shape when viewed from the stacking direction. As in the fourth embodiment, the conductive lead seal portion 60 is provided between each of the adjacent separators 20 and the exposed portion 51. The conductive lead sealing portion 60 is formed by adjusting the coating amount of the sealing material 62 as described above so that the sealing material 62 does not exist in the connection portion 52 on the outer peripheral side of the exposed portion 51 (see FIG. 11). See Wa). On the side where the conductive lead seal portion 60 is disposed, the outer side of the bipolar electrode 14 is a space portion 53 where the seal portion 30 does not exist.

シール部３０は、導電リード用シール部６０を配置した辺以外の他の三辺に配置されている。シール部３０は、第１の実施形態と同様に、隣り合うセパレータ２０のそれぞれにおける外周部２１同士の間に設けている。シール部３０は、隣り合うセパレータ２０のそれぞれと露出部５１との間にもシール材６２を充填し、露出部５１の全体を包み込んでいる。シール部３０は、プレスすることによって露出部５１の端部からシール材６２がはみ出るように、上記のようにシール材６２の塗布量を調整して形成している（図１１のＷｂを参照）。   The seal portion 30 is disposed on three sides other than the side where the conductive lead seal portion 60 is disposed. As in the first embodiment, the seal portion 30 is provided between the outer peripheral portions 21 of the adjacent separators 20. The seal portion 30 is filled with the sealing material 62 between each of the adjacent separators 20 and the exposed portion 51 so as to wrap the entire exposed portion 51. The sealing portion 30 is formed by adjusting the coating amount of the sealing material 62 as described above so that the sealing material 62 protrudes from the end portion of the exposed portion 51 by pressing (see Wb in FIG. 11). .

なお、説明の便宜上、導電リード用シール部６０を形成する一辺に配置するシール材を符号「６２ａ」を用いて表し、シール部３０を形成する他の三辺に配置するシール材を符号「６２ｂ」を用いて表す。   For convenience of explanation, the seal material disposed on one side forming the conductive lead seal portion 60 is represented by reference numeral “62a”, and the seal material disposed on the other three sides forming the seal portion 30 is represented by reference numeral “62b”. ".

図１０を参照して、導電リード用シール部６０を形成するためのシール材６２ａは、第１層の双極型電極１４においては図中手前側に設けられ、第２層の双極型電極１４においては図中右手側に設けられ、第３層の双極型電極１４においては図中奥側に設けられている。このように、導電リード用シール部６０の平面内の位置を９０度ずつ異ならせながら順次積層することが好ましい。すなわち、隣り合う層は、導電リード用シール部６０のそれぞれが積層方向から見て異なる辺に形成されていることが好ましい。シール部３０が存在しない空間部５３を特定の辺に集中させないことにより、局所的に剛性が低くなる部位が集中することを回避して、集電体１１の変形を防止することができるからである。   Referring to FIG. 10, the sealing material 62 a for forming the conductive lead seal portion 60 is provided on the front side in the drawing in the first layer bipolar electrode 14, and in the second layer bipolar electrode 14. Is provided on the right hand side in the figure, and the third bipolar electrode 14 is provided on the back side in the figure. As described above, it is preferable to sequentially stack the conductive lead seal portions 60 while changing the positions in the plane by 90 degrees. That is, the adjacent layers are preferably formed on different sides of each of the conductive lead sealing portions 60 as viewed from the stacking direction. By not concentrating the space portion 53 where the seal portion 30 does not exist on a specific side, it is possible to avoid the concentration of the portion where the rigidity is locally reduced and to prevent the current collector 11 from being deformed. is there.

第５の実施形態によれば、各層に、集電体１１の端部１１ａを固定するシール部３０を配置することによって、集電体１１の変形を一層防止することができる。さらに、各層に導電リード用シール部６０を配置することによって、各層ごとに導電リード５０を集電体１１に接続して、各層ごとに電圧や温度を測定することができる。   According to the fifth embodiment, the deformation of the current collector 11 can be further prevented by disposing the seal portion 30 that fixes the end 11a of the current collector 11 in each layer. Furthermore, by arranging the conductive lead sealing portion 60 in each layer, the conductive lead 50 can be connected to the current collector 11 for each layer, and the voltage and temperature can be measured for each layer.

なお、シール材６２を四辺に塗布する形態を示したが、塗布する辺の個数はこれに限定されるものではない。   In addition, although the form which apply | coats the sealing material 62 to four sides was shown, the number of the sides to apply | coat is not limited to this.

（改変例）
第１〜第３の実施形態の構成に加えて、導電リード５０を集電体１１と電気的に接続することもできる。具体的には、熱プレスを実施する前に、導電リード５０を集電体１１に接触するように未硬化のシール前駆体に差し込んでおく。そして、熱プレスを実施し、未硬化のシール前駆体を広げて導電リード５０を固定しつつ硬化させることによって、導電リード５０を集電体１１と電気的に接続するようにしてもよい。 (Modification example)
In addition to the configurations of the first to third embodiments, the conductive lead 50 can be electrically connected to the current collector 11. Specifically, the conductive lead 50 is inserted into the uncured seal precursor so as to come into contact with the current collector 11 before performing the heat press. Then, the conductive lead 50 may be electrically connected to the current collector 11 by performing hot pressing, and spreading the uncured seal precursor and fixing the conductive lead 50 while fixing.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例に示す形態のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to only the forms shown in the following examples.

（双極型電極の作製）
正極活物質であるＬｉＭｎ２Ｏ４（平均粒子径２０μｍ）（８５質量％）、導電助剤であるアセチレンブラック（５質量％）、バインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）（１０質量％）を混合し、次いでスラリー粘度調製用溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量添加して、正極活物質スラリーを調製した。 (Production of bipolar electrode)
Mixing LiMn 2 O 4 (average particle diameter 20 μm) (85% by mass) as a positive electrode active material, acetylene black (5% by mass) as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVdF) (10% by mass) as a binder Then, an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is a slurry viscosity adjusting solvent, was added to prepare a positive electrode active material slurry.

一方、負極活物質であるハードカーボン（平均粒子径２０μｍ）（９０質量％）、バインダであるＰＶｄＦ（１０質量％）を混合し、次いでスラリー粘度調製用溶媒であるＮＭＰを適量添加して、負活物質スラリーを調製した。   On the other hand, hard carbon (average particle size 20 μm) (90% by mass) as a negative electrode active material and PVdF (10% by mass) as a binder are mixed, and then an appropriate amount of NMP as a slurry viscosity adjusting solvent is added, An active material slurry was prepared.

厚さ２０μｍの集電体であるＳＵＳ箔の一方の表面に上記で調製した正極活物質スラリーをコーティングし、乾燥させて厚さ３０μｍの正極活物質層を形成した。次いで、集電体の他方の表面に負極活物質スラリーを塗布し乾燥させて厚さ３０μｍの負極活物質層を形成した。   The positive electrode active material slurry prepared above was coated on one surface of a SUS foil as a current collector having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode active material layer having a thickness of 30 μm. Next, a negative electrode active material slurry was applied to the other surface of the current collector and dried to form a negative electrode active material layer having a thickness of 30 μm.

（電解質の作製）
プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびエチレンカーボネート（ＥＣ）を体積比１：１で混合し、電解液用の溶媒とした。次いで、この電解液用の溶媒に、リチウム塩であるＬｉＰＦ６を１Ｍの濃度になるように添加して電解液を調製した。上述の電解液９０質量％、ホストポリマーとしてＨＦＰコポリマー成分を１０％含むポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）１０質量％を混合した。これに粘度調製溶媒としてジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を適当な粘度になるまで添加し、プレゲル電解質を作製した。 (Production of electrolyte)
Propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC) were mixed at a volume ratio of 1: 1 to obtain a solvent for the electrolytic solution. Then, the solvent of the electrolyte for, an electrolyte solution was prepared by adding LiPF 6 as lithium salt to a concentration of 1M. 90% by mass of the above-described electrolytic solution and 10% by mass of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) containing 10% of the HFP copolymer component as a host polymer were mixed. Dimethyl carbonate (DMC) was added thereto as a viscosity adjusting solvent until an appropriate viscosity was obtained, and a pregel electrolyte was produced.

このプレゲル電解質を先に形成された双極型電極の両面の正極活物質層および負極活物質層に塗布しＤＭＣを乾燥させることで、ゲル電解質の浸み込んだ双極型電極を完成させた。ただし、最外層の電極には正極活物質層のみ、または負極活物質層のみにゲル電解質を浸み込ませたものを形成した。   The pregel electrolyte was applied to the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer on both sides of the bipolar electrode previously formed, and the DMC was dried to complete the bipolar electrode in which the gel electrolyte was immersed. However, the electrode of the outermost layer was formed by soaking the gel electrolyte only in the positive electrode active material layer or only in the negative electrode active material layer.

＜実施例１＞
実施例１として、第１の実施形態（図２を参照）において説明した構造の電池要素を作製した。 <Example 1>
As Example 1, a battery element having the structure described in the first embodiment (see FIG. 2) was produced.

（双極型電極の作製）
上記で作製した双極型電極を１６０ｍｍ×１３０ｍｍの長方形に切り出した。 (Production of bipolar electrode)
The bipolar electrode produced above was cut into a 160 mm × 130 mm rectangle.

この双極型電極の外周部を、正極活物質層、負極活物質層ともに２０ｍｍ剥がし取ることにより、集電体であるＳＵＳ表面を露出させた。   The outer peripheral portion of the bipolar electrode was peeled off by 20 mm for both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, thereby exposing the SUS surface as a current collector.

これにより、正極活物質層および負極活物質層の電極面が１２０ｍｍ×９０ｍｍの長方形であり、外周部に枠状に２０ｍｍの集電体露出部が存する双極型電極を作製した（図６Ａ参照）。   This produced a bipolar electrode in which the electrode surface of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer was a rectangle of 120 mm × 90 mm, and a current collector exposed portion of 20 mm in a frame shape was present on the outer peripheral portion (see FIG. 6A). .

（シール前駆体の形成）
上記で作製した双極型電極の正極活物質層の周辺部の集電体露出部に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した（図６Ｂ参照）。 (Formation of seal precursor)
Using a dispenser, a one-component uncured epoxy resin as a seal precursor was applied in a frame shape to the current collector exposed portion at the periphery of the positive electrode active material layer of the bipolar electrode produced above (see FIG. 6B). ).

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

その後、セパレータの上面から、上記でシール前駆体を塗布した部分の上面に相当する部分に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。   Thereafter, the one-component uncured epoxy resin as the seal precursor was applied in a frame shape from the upper surface of the separator to the portion corresponding to the upper surface of the portion where the seal precursor was applied using a dispenser.

（電池要素のプレス）
上記した正極活物質層、セパレータおよび負極活物質層からなる単電池を積層し、単電池が１２層となる電池要素を作製した。 (Battery element press)
A single battery composed of the positive electrode active material layer, the separator, and the negative electrode active material layer described above was laminated to prepare a battery element in which the single battery had 12 layers.

上記の電池要素を、真空中で電極受け台ごとプレス部位に移動し、熱プレス機により面圧１ｋｇ／ｃｍ２、８０℃で１時間熱プレスすることにより、未硬化のシール材（エポキシ樹脂）を硬化した。この工程により、シール部を所定の厚みまでプレスした。このプレス時に、シール前駆体は、集電体露出部を覆ってエッジ部からはみ出し、セパレータの外周部における外周部同士の間に広がる。以上により、双極型の電池要素をさせた。 The battery element is moved to the press site together with the electrode cradle in a vacuum, and is hot-pressed with a hot press machine at a surface pressure of 1 kg / cm 2 and 80 ° C. for 1 hour, so that an uncured sealing material (epoxy resin) Cured. By this step, the seal portion was pressed to a predetermined thickness. During this pressing, the seal precursor covers the current collector exposed portion, protrudes from the edge portion, and spreads between the outer peripheral portions of the outer peripheral portion of the separator. Thus, a bipolar battery element was obtained.

＜実施例２＞
実施例２として、第２の実施形態（図７を参照）において説明した構造の電池要素を作製した。 <Example 2>
As Example 2, a battery element having the structure described in the second embodiment (see FIG. 7) was produced.

上記で作製した双極型電極を１６０ｍｍ×１３０ｍｍの長方形に切り出した。   The bipolar electrode produced above was cut into a 160 mm × 130 mm rectangle.

この双極型電極の正極活物質層についてのみ、外周部を２０ｍｍ剥がし取ることにより、集電体であるＳＵＳ表面を露出させた。   Only for the positive electrode active material layer of this bipolar electrode, the outer peripheral portion was peeled off by 20 mm to expose the SUS surface as a current collector.

これにより、正極活物質層の電極面が１２０ｍｍ×９０ｍｍの長方形であり、外周部に２０ｍｍの集電体露出部が存する双極型電極を作製した。   As a result, a bipolar electrode in which the electrode surface of the positive electrode active material layer was a rectangle of 120 mm × 90 mm and a current collector exposed portion of 20 mm existed on the outer peripheral portion was produced.

上記で作製した双極型電極の正極活物質層の周辺部の集電体露出部に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。   A one-component uncured epoxy resin, which is a seal precursor, was applied in a frame shape to the exposed portion of the current collector around the positive electrode active material layer of the bipolar electrode produced as described above, using a dispenser.

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出るようにシール前駆体の塗布量を調整した。   The coating amount of the seal precursor was adjusted so as to protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing.

これを繰り返して単電池が１２層となる電池要素を作製し、熱プレスを経て、双極型の電池要素をさせた。   By repeating this, a battery element having 12 layers of single cells was produced, and a bipolar battery element was formed through hot pressing.

＜実施例３＞
実施例３として、第３の実施形態（図８を参照）において説明した構造の電池要素を作製した。 <Example 3>
As Example 3, a battery element having the structure described in the third embodiment (see FIG. 8) was produced.

上記で作製した双極型電極を１２０ｍｍ×９０ｍｍの長方形に切り出した。各活物質層の外周部を剥がし取らないで、集電体の全面を正極活物質層および負極活物質層がそれぞれ覆っている双極型電極を作製した。   The bipolar electrode produced above was cut into a 120 mm × 90 mm rectangle. A bipolar electrode in which the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer respectively cover the entire surface of the current collector without peeling off the outer peripheral portion of each active material layer was produced.

この双極型電極の上に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   On this bipolar electrode, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was placed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

その後、セパレータの上に、電極端部から５ｍｍの箇所に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。   Thereafter, a one-component uncured epoxy resin as a seal precursor was applied in a frame shape on the separator at a location 5 mm from the end of the electrode using a dispenser.

これを繰り返して単電池が１２層となる電池要素を作製し、熱プレスを経て、双極型の電池要素をさせた。   By repeating this, a battery element having 12 layers of single cells was produced, and a bipolar battery element was formed through hot pressing.

＜実施例４＞
実施例４として、第４の実施形態（図９を参照）において説明した構造の電池要素を作製した。 <Example 4>
As Example 4, a battery element having the structure described in the fourth embodiment (see FIG. 9) was produced.

第１層は、実施例２と同様にして双極型電極を作製し、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。シール前駆体の塗布量は、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出る量に調整した。   For the first layer, a bipolar electrode was prepared in the same manner as in Example 2, and a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was covered on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector. Installed. The coating amount of the seal precursor was adjusted to an amount protruding from the edge portion of the current collector during hot pressing.

第２層の双極型電極は次のように作製した。   The second-layer bipolar electrode was fabricated as follows.

上記で作製した双極型電極を１６０ｍｍ×１３０ｍｍの長方形に切り出した。   The bipolar electrode produced above was cut into a 160 mm × 130 mm rectangle.

この双極型電極の外周部を、正極活物質層、負極活物質層ともに２０ｍｍ剥がし取ることにより、集電体であるＳＵＳ表面を露出させた。   The outer peripheral portion of the bipolar electrode was peeled off by 20 mm for both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, thereby exposing the SUS surface as a current collector.

これにより、正極活物質層および負極活物質層の電極面が１２０ｍｍ×９０ｍｍの長方形であり、外周部に枠状に２０ｍｍの集電体露出部が存する双極型電極を作製した。   As a result, a bipolar electrode in which the electrode surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer were a rectangle of 120 mm × 90 mm and a current collector exposed portion of 20 mm in a frame shape on the outer peripheral portion was produced.

上記で作製した双極型電極の正極活物質層の周辺部の集電体露出部に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。シール前駆体の塗布量は、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出さず、集電体露出部の外周側を露出させたままとする量に調整した。   A one-component uncured epoxy resin, which is a seal precursor, was applied in a frame shape to the exposed portion of the current collector around the positive electrode active material layer of the bipolar electrode produced as described above, using a dispenser. The coating amount of the seal precursor was adjusted to an amount that did not protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing, but left the outer peripheral side of the current collector exposed portion exposed.

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

その後、セパレータの上面から、上記でシール前駆体を塗布した部分の上面に相当する部分に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。このときのシール前駆体の塗布量も、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出さず、集電体露出部の外周側を露出させたままとする量に調整した。   Thereafter, the one-component uncured epoxy resin as the seal precursor was applied in a frame shape from the upper surface of the separator to the portion corresponding to the upper surface of the portion where the seal precursor was applied using a dispenser. The coating amount of the seal precursor at this time was also adjusted to an amount that did not protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing, but left the outer peripheral side of the current collector exposed portion exposed.

第１層および第２層の積層を繰り返して単電池が１２層となる電池要素を作製し、熱プレスを経て、双極型の電池要素をさせた。   By laminating the first layer and the second layer, a battery element having 12 single cells was produced, and a bipolar battery element was obtained through hot pressing.

＜実施例５＞
実施例５として、第５の実施形態（図１０および図１１を参照）において説明した構造の電池要素を作製した。 <Example 5>
As Example 5, a battery element having the structure described in the fifth embodiment (see FIGS. 10 and 11) was produced.

実施例１と同様にして双極型電極を作製した。   A bipolar electrode was produced in the same manner as in Example 1.

第１層については、作製した双極型電極の正極活物質層の周辺部の集電体露出部に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。このとき、特定の一辺（長方形の短辺の一つ）以外の三辺に塗布するシール前駆体の塗布量は、実施例１と同様に、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出るように調整した。特定の一辺（長方形の短辺の一つ）に塗布するシール前駆体の塗布量は、実施例４の第２層と同様に、熱プレスしても集電体露出部の外周側を露出させたままとするように調整した。   For the first layer, a one-component uncured epoxy resin, which is a seal precursor, was applied in a frame shape to the current collector exposed portion around the positive electrode active material layer of the produced bipolar electrode using a dispenser. . At this time, the coating amount of the seal precursor to be applied to three sides other than one specific side (one of the short sides of the rectangle) is such that it protrudes from the edge portion of the current collector during hot pressing, as in Example 1. It was adjusted. As with the second layer of Example 4, the coating amount of the seal precursor applied to a specific side (one of the short sides of the rectangle) is such that the outer peripheral side of the current collector exposed portion is exposed even if hot pressing is performed. Adjusted to stay.

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

第２層については、特定の一辺を、第１層における特定の一辺に対して９０度異なる辺（長方形の長辺の一つ）とし、その特定の一辺（長方形の長辺の一つ）以外の三辺に塗布するシール前駆体の塗布量は、実施例１と同様に、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出るように調整した。特定の一辺（長方形の長辺の一つ）に塗布するシール前駆体の塗布量は、実施例４の第２層と同様に、熱プレスしても集電体露出部の外周側を露出させたままとするように調整した。   For the second layer, the specific side is a side (one of the long sides of the rectangle) that is 90 degrees different from the specific side of the first layer, and other than the specific side (one of the long sides of the rectangle) As in Example 1, the coating amount of the seal precursor applied to the three sides was adjusted so as to protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing. As with the second layer of Example 4, the coating amount of the seal precursor applied to a specific side (one of the long sides of the rectangle) is such that the outer peripheral side of the current collector exposed portion is exposed even if hot pressing is performed. Adjusted to stay.

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

下層側における特定の一辺と、上層側における特定の一辺とを９０度ずつ異ならせながら積層を繰り返して単電池が１２層となる電池要素を作製し、熱プレスを経て、双極型の電池要素をさせた。   Stacking is repeated while the specific side on the lower layer side and the specific side on the upper layer side are different from each other by 90 degrees to produce a battery element having 12 layers of single cells. I let you.

＜比較例＞
比較例として、図１２に示すように、導電リード用シール部と同様の構造を持つ電池要素を作製した。 <Comparative example>
As a comparative example, as shown in FIG. 12, a battery element having the same structure as the conductive lead sealing portion was produced.

上記で作製した双極型電極を１６０ｍｍ×１３０ｍｍの長方形に切り出した。   The bipolar electrode produced above was cut into a 160 mm × 130 mm rectangle.

この双極型電極の外周部を、正極活物質層、負極活物質層ともに２０ｍｍ剥がし取ることにより、集電体であるＳＵＳ表面を露出させた。   The outer peripheral portion of the bipolar electrode was peeled off by 20 mm for both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, thereby exposing the SUS surface as a current collector.

これにより、正極活物質層および負極活物質層の電極面が１２０ｍｍ×９０ｍｍの長方形であり、外周部に枠状に２０ｍｍの集電体露出部が存する双極型電極を作製した。   As a result, a bipolar electrode in which the electrode surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer were a rectangle of 120 mm × 90 mm and a current collector exposed portion of 20 mm in a frame shape on the outer peripheral portion was produced.

上記で作製した双極型電極の正極活物質層の周辺部の集電体露出部に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。シール前駆体の塗布量は、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出さず、集電体露出部の外周側を露出させたままとする量に調整した。   A one-component uncured epoxy resin, which is a seal precursor, was applied in a frame shape to the exposed portion of the current collector around the positive electrode active material layer of the bipolar electrode produced as described above, using a dispenser. The coating amount of the seal precursor was adjusted to an amount that did not protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing, but left the outer peripheral side of the current collector exposed portion exposed.

次に、１７０ｍｍ×１４０ｍｍのセパレータ（ポリエチレンセパレータ：厚さ１２μｍ）を、正極側に、集電体であるＳＵＳ箔の全体を覆うように設置した。   Next, a 170 mm × 140 mm separator (polyethylene separator: thickness 12 μm) was installed on the positive electrode side so as to cover the entire SUS foil as a current collector.

その後、セパレータの上面から、上記でシール前駆体を塗布した部分の上面に相当する部分に、ディスペンサを用いて、シール前駆体である１液性未硬化エポキシ樹脂を枠状に塗布した。このときのシール前駆体の塗布量も、熱プレス時に集電体のエッジ部からはみ出さず、集電体露出部の外周側を露出させたままとする量に調整した。   Thereafter, the one-component uncured epoxy resin as the seal precursor was applied in a frame shape from the upper surface of the separator to the portion corresponding to the upper surface of the portion where the seal precursor was applied using a dispenser. The coating amount of the seal precursor at this time was also adjusted to an amount that did not protrude from the edge portion of the current collector during hot pressing, but left the outer peripheral side of the current collector exposed portion exposed.

これを繰り返して単電池が１２層となる電池要素を作製し、熱プレスを経て、双極型の電池要素をさせた。   By repeating this, a battery element having 12 layers of single cells was produced, and a bipolar battery element was formed through hot pressing.

＜評価＞
電池要素の端部に、１ｋｇ重／ｃｍ２の荷重をかけた後、充電を行い、その後の電圧変化を測定した。１２層積層品の１０サンプルについて、評価を行った。試験１２時間後の解放電圧の維持率が９０％以下に低下した層の数を測定した。測定結果を下記の表１に示す。 <Evaluation>
After applying a load of 1 kgf / cm 2 to the end of the battery element, charging was performed, and the subsequent voltage change was measured. Evaluation was performed on 10 samples of 12-layer laminates. The number of layers in which the maintenance rate of the release voltage after 12 hours of the test was reduced to 90% or less was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

Figure 0005631537
Figure 0005631537

上記の表１から明らかなように、比較例では、試験１２時間後の解放電圧の維持率が７８％と比較的低く、また短絡数も１２０個のサンプル中で２６個と比較的多かった。これに対し、本発明の実施例１〜実施例５では、試験１２時間後の解放電圧の維持率が９７％〜９８％と比較的高く、また短絡数も１２０個のサンプル中で２〜４個と比較的少ない値が得られた。したがって、本発明のシール部を設けることによって、電池要素の剛性が、外力に対して集電体同士の内部短絡を防止するに充分な程度にまで高まることが確認された。   As is clear from Table 1 above, in the comparative example, the release voltage maintenance rate after 12 hours of the test was relatively low at 78%, and the number of short circuits was relatively large at 26 out of 120 samples. On the other hand, in Examples 1 to 5 of the present invention, the maintenance rate of the release voltage after 12 hours of the test is relatively high as 97% to 98%, and the number of short circuits is 2 to 4 in 120 samples. Relatively few values were obtained. Therefore, it was confirmed that by providing the seal portion of the present invention, the rigidity of the battery element is increased to a level sufficient to prevent an internal short circuit between the current collectors against an external force.

本発明の第１の実施形態に係る双極型二次電池の全体構造を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the whole structure of the bipolar secondary battery which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第１の実施形態に係る双極型二次電池の要部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an important section of a bipolar secondary battery concerning a 1st embodiment. 扁平な双極型二次電池の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a flat bipolar secondary battery. 本実施形態の双極型二次電池を用いた組電池の代表的な実施形態の外観図であって、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、組電池を示す平面図、正面図、側面図である。FIG. 4 is an external view of a typical embodiment of an assembled battery using the bipolar secondary battery of the present embodiment, and FIGS. 4A, 4B, and 4C are a plan view and a front view showing the assembled battery, respectively. It is a figure and a side view. 図４に示す組電池を搭載した車両の概念図である。It is a conceptual diagram of the vehicle carrying the assembled battery shown in FIG. 本発明の双極型二次電池の製造方法を段階的に説明した図である。It is the figure which demonstrated the manufacturing method of the bipolar secondary battery of this invention in steps. 本発明の双極型二次電池の製造方法を段階的に説明した図である。It is the figure which demonstrated the manufacturing method of the bipolar secondary battery of this invention in steps. 本発明の双極型二次電池の製造方法を段階的に説明した図である。It is the figure which demonstrated the manufacturing method of the bipolar secondary battery of this invention in steps. 本発明の双極型二次電池の製造方法を段階的に説明した図である。It is the figure which demonstrated the manufacturing method of the bipolar secondary battery of this invention in steps. 本発明の第２の実施形態に係る双極型二次電池の要部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the principal part of the bipolar secondary battery which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る双極型二次電池の要部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the principal part of the bipolar secondary battery which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係る双極型二次電池の要部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the principal part of the bipolar secondary battery which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態に係る双極型二次電池の要部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the principal part of the bipolar secondary battery which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 図１１（ａ）は、第５の実施形態におけるシール材の塗布状況を説明するための断面図、図１１（ｂ）は、プレスした後のシール材の拡がり状況を説明するための平面図である。FIG. 11A is a cross-sectional view for explaining the application state of the sealing material in the fifth embodiment, and FIG. 11B is a plan view for explaining the expansion state of the sealing material after pressing. is there. 比較例に係る双極型二次電池の要部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the principal part of the bipolar secondary battery which concerns on a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 双極型二次電池、
１１ 集電体、
１１ａ 集電体の端部、
１１ｂ エッジ部、
１２ 正極活物質層、
１２ａ 正極活物質層の端部、
１３ 負極活物質層、
１３ａ 負極活物質層の端部、
１４ 双極型電極、
１５ 電池要素、
１６ 単電池層、
１８ 露出部、
２０ セパレータ、
２１ 外周部、
３０ シール部、
３１ シール材、
５０ 導電リード、
５１ 露出部、
５２ 接続部、
５３ 空間部、
６０ 導電リード用シール部、
６１ シール材、
６２ シール材、
６２ａ 導電リード用シール部を形成する一辺に配置するシール材、
６２ｂ シール部を形成する他の辺に配置するシール材、
７１ シール部のみを備える層、
７２ 導電リード用シール部のみを備える層、
８０ 熱プレス機
２５０ 小型の組電池、
３００ 組電池、
３１０ 接続治具、
４００ 電気自動車（車両）。 10 Bipolar secondary battery,
11 Current collector,
11a the end of the current collector,
11b edge part,
12 positive electrode active material layer,
12a edge of the positive electrode active material layer,
13 negative electrode active material layer,
13a edge of the negative electrode active material layer,
14 bipolar electrodes,
15 battery elements,
16 cell layer,
18 Exposed part,
20 separator,
21 outer periphery,
30 seal part,
31 sealing material,
50 conductive leads,
51 exposed area,
52 connections,
53 Space,
60 Sealing part for conductive leads,
61 sealing material,
62 sealing material,
62a a sealing material disposed on one side forming a conductive lead sealing portion;
62b sealing material disposed on the other side forming the sealing portion,
71 a layer having only a seal part,
72 a layer having only a conductive lead sealing part,
80 heat press machine 250 small assembled battery,
300 battery packs,
310 connection jig,
400 Electric car (vehicle).

Claims (8)

集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成された双極型電極を、電解質を含むセパレータを挟んで複数直列に積層した双極型二次電池であって、
前記集電体の外周縁と接するシール部を有し、
前記セパレータは、前記シール部の端部を超えて延在し、
前記シール部は、隣り合う２つの前記セパレータにおける外周部の間に配置され、
前記集電体は、前記正極活物質層の端部および前記負極活物質層の端部の両方の端部に対して外方に位置して露出する露出部を備え、
前記シール部は、前記露出部の全体を包み込んでなる双極型二次電池。 A bipolar secondary battery in which a plurality of bipolar electrodes, each having a positive electrode active material layer formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface, are stacked in series with a separator including an electrolyte interposed therebetween. There,
A seal portion in contact with the outer peripheral edge of the current collector;
The separator is to extend beyond the edge of the seal portion,
The seal portion is disposed between outer peripheral portions of two adjacent separators,
The current collector includes an exposed portion that is exposed outwardly with respect to both ends of the end portion of the positive electrode active material layer and the end portion of the negative electrode active material layer,
The sealing portion, bipolar secondary battery ing wraps the entirety of the exposed portion. 集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成された双極型電極を、電解質を含むセパレータを挟んで複数直列に積層した双極型二次電池であって、
前記集電体の外周縁と接するシール部を有し、
前記セパレータは、前記シール部の端部を超えて延在し、
前記シール部は、隣り合う２つの前記セパレータにおける外周部の間に配置され、
前記集電体は、前記正極活物質層および前記負極活物質層のうちの一方の活物質層の端部に対して外方に位置して露出する露出部を備え、
前記シール部は、他方の活物質層との間で前記露出部の全体を包み込んでなる双極型二次電池。 A bipolar secondary battery in which a plurality of bipolar electrodes, each having a positive electrode active material layer formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface, are stacked in series with a separator including an electrolyte interposed therebetween. There,
A seal portion in contact with the outer peripheral edge of the current collector;
The separator extends beyond the end of the seal portion;
The seal portion is disposed between outer peripheral portions of two adjacent separators,
The current collector includes an exposed portion that is exposed outwardly with respect to an end portion of one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
The bipolar secondary battery in which the seal portion wraps the entire exposed portion between the other active material layer . 前記一方の活物質層は、前記正極活物質層である請求項２に記載の双極型二次電池。 The bipolar secondary battery according to claim 2, wherein the one active material layer is the positive electrode active material layer . 集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成された双極型電極を、電解質を含むセパレータを挟んで複数直列に積層した双極型二次電池であって、
前記集電体の外周縁と接するシール部を有し、
前記セパレータは、前記シール部の端部を超えて延在し、
前記シール部は、隣り合う２つの前記セパレータにおける外周部の間に配置され、
前記集電体は、前記正極活物質層の端部および前記負極活物質層の端部のそれぞれに連続する端部を備え、
前記シール部は、前記集電体、前記正極活物質層、および前記負極活物質層のそれぞれの前記端部に接してなる双極型二次電池。 A bipolar secondary battery in which a plurality of bipolar electrodes, each having a positive electrode active material layer formed on one surface of a current collector and a negative electrode active material layer formed on the other surface, are stacked in series with a separator including an electrolyte interposed therebetween. There,
A seal portion in contact with the outer peripheral edge of the current collector;
The separator extends beyond the end of the seal portion;
The seal portion is disposed between outer peripheral portions of two adjacent separators,
The current collector includes an end portion continuous with each of an end portion of the positive electrode active material layer and an end portion of the negative electrode active material layer,
The seal portion is a bipolar secondary battery formed in contact with the end portions of the current collector, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer . 前記集電体の少なくとも１つは、前記正極活物質層の端部および前記負極活物質層の端部の両方の端部に対して外方に位置して露出するとともに導電リードを接続する露出部を備え、
隣り合う前記セパレータのそれぞれと前記露出部との間に、絶縁性のシール材によって形成される導電リード用シール部が、前記導電リードを接続するための接続部を前記露出部の外周側に露出させたまま残して配置されてなる請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の双極型二次電池。 At least one of the current collectors is exposed to be located outward with respect to both ends of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and is connected to a conductive lead. Part
Between each of the adjacent separators and the exposed portion, a conductive lead sealing portion formed of an insulating sealing material exposes a connection portion for connecting the conductive lead to the outer peripheral side of the exposed portion. The bipolar secondary battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the bipolar secondary battery is left as it is. 前記双極型電極を一対の前記セパレータによって挟んでなるとともに前記シール部のみを備える層と、前記双極型電極を一対の前記セパレータによって挟んでなるとともに前記導電リード用シール部のみを備える層とが積層方向に交互に存在してなる請求項５に記載の双極型二次電池。 A layer in which the bipolar electrode is sandwiched between the pair of separators and includes only the seal portion and a layer in which the bipolar electrode is sandwiched between the pair of separators and includes only the conductive lead seal portion are stacked. The bipolar secondary battery according to claim 5 , wherein the bipolar secondary battery exists alternately in a direction. 前記双極型電極を一対の前記セパレータによって挟んでなる層のそれぞれは、前記シール部および前記導電リード用シール部を備えてなる請求項５に記載の双極型二次電池。 The bipolar secondary battery according to claim 5 , wherein each of the layers formed by sandwiching the bipolar electrode between the pair of separators includes the seal portion and the conductive lead seal portion. 隣り合う層は、前記導電リード用シール部のそれぞれが前記積層方向から見て異なる辺に形成されている請求項７に記載の双極型二次電池。 The bipolar secondary battery according to claim 7 , wherein the adjacent layers are formed on different sides of each of the conductive lead sealing portions when viewed from the stacking direction.
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