层叠电池制造技术

本发明专利技术涉及层叠电池。在具备短路电流分散体的层叠电池中，因钉刺等而导致短路电流分散体发生短路时，使短路电流分散体的短路电阻稳定化。制成一种层叠电池，层叠有至少一个短路电流分散体和至少一个发电元件，在所述短路电流分散体中，层叠有第1集电器层、第2集电器层和设置于所述第1集电器层与所述第2集电器层之间的绝缘层，在所述发电元件中，层叠有正极集电器层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集电器层，所述第1集电器层与所述正极集电器层电连接，所述第2集电器层与所述负极集电器层电连接，所述第1集电器层和所述第2集电器层包含选自由铜、不锈钢、镍、铁、铬和钛组成的组中的至少1种金属。

layer-built battery

【技术实现步骤摘要】
层叠电池
本申请公开一种层叠电池。
技术介绍
作为在电池从外部被破坏了的情况下的安全性的评价试验，已知钉刺试验。钉刺试验是如下的试验：使导电性的钉刺入并贯穿电池，观察在发电元件内发生了内部短路时的温度升高等。在专利文献1中公开了一种在发电元件的外部设置有保护元件的电池，所述保护元件包含2个绝缘层和配置于该2个绝缘层之间的导电层。在专利文献1中，钉刺试验时保护元件发挥作为先行短路层的功能。即，在钉刺试验时，使得保护元件相比于发电元件先发生短路，在发电元件发生短路之前进行发电元件的放电，从而抑制发电元件的内部中的温度升高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第6027262号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据专利文献1中公开的技术，可认为，通过在电池中在发电元件之外另外设置具有导电层和绝缘层的短路电流分散体，在钉刺时使得该短路电流分散体先行短路，从而能够使得源自发电元件的电流(绕行电流(回り込み電流))向短路电流分散体流动，进行发电元件的放电，能够抑制发电元件中的内部发热(图5(A))。在此情况下，需要短路电流分散体在钉刺时保持短路状态(短路电阻低并且稳定)。在将多个发电元件层叠的同时并联地进行电连接而得到的层叠电池中，特别容易产生如下的课题：因钉刺而使得发电元件短路时，电子从一部分发电元件流向其它的发电元件，从而一部分发电元件的温度发生局部升高。与此相对，可认为，通过在发电元件之外另外设置短路电流分散体，在钉刺试验中，使得短路电流分散体也与一部分发电元件一同发生短路，使得源自短路电阻大的发电元件的绕行电流不仅仅分散至短路电阻小的发电元件，而且分散至短路电阻小的短路电流分散体，从而能够防止仅一部分发电元件的温度局部升高(图5(B))。在此情况下，也需要短路电流分散体在钉刺时保持短路状态。短路电流分散体例如可由第1集电器层、第2集电器层和设置于它们之间的绝缘层而构成。绝缘层如专利文献1中公开的那样，可以使用各种树脂而构成。或者，也可使用陶瓷材料、电池用隔膜而构成绝缘层。另一方面，第1集电器层和第2集电器层可利用专利文献1中公开的那样的金属箔而构成。由此可认为，在通常使用时可利用绝缘层将第1集电器层和第2集电器层进行绝缘，在钉刺时，可通过使得第1集电器层和第2集电器层进行接触而使得短路电流分散体发生短路。但是，本专利技术人等碰到了如下的新课题：以专利文献1中公开的技术等为参考而构成短路电流分散体的情况下，在钉刺时，短路电流分散体的短路电阻有时会不稳定。短路电流分散体的短路电阻不稳定时，存在如下的担忧：无法使得源自发电元件的电流有效地流向短路电流分散体，无法抑制发电元件的焦耳发热。用于解决课题的手段作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开一种层叠电池，层叠有至少一个短路电流分散体和至少一个发电元件，其中，在所述短路电流分散体中，层叠有第1集电器层、第2集电器层和设置于所述第1集电器层与所述第2集电器层之间的绝缘层，在所述发电元件中，层叠有正极集电器层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集电器层，所述第1集电器层与所述正极集电器层电连接，所述第2集电器层与所述负极集电器层电连接，所述第1集电器层和所述第2集电器层包含选自由铜、不锈钢、镍、铁、铬和钛组成的组中的至少1种金属。在本公开内容的层叠电池中，优选地，具备多个所述发电元件，多个所述发电元件彼此并联地电连接。在本公开内容的层叠电池中，优选地，具备容纳所述短路电流分散体和所述发电元件的外包装壳，至少一个所述短路电流分散体设置于所述发电元件和所述外包装壳之间。在本公开内容的层叠电池中，优选地，所述发电元件中所述正极集电器层、所述正极材料层、所述电解质层、所述负极材料层和所述负极集电器层的层叠方向，所述短路电流分散体中所述第1集电器层、所述绝缘层和所述第2集电器层的层叠方向，以及所述短路电流分散体和所述发电元件的层叠方向为相同方向。在本公开内容的层叠电池中，优选地，所述电解质层为固体电解质层。在本公开内容的层叠电池中，优选地，所述第1集电器层和所述第2集电器层包含铜。在本公开内容的层叠电池中，优选地，所述正极集电器层包含铝，所述负极集电器层包含铜。在本公开内容的层叠电池中，优选地，所述第1集电器层和所述第2集电器层之中的至少一者由多个金属箔构成。在此情况下，所述金属箔特别优选为铜箔。专利技术效果根据本专利技术人等的见解，以专利文献1中公开的技术为参考而构成短路电流分散体的情况下，向该短路电流分散体钉刺时，无法稳定地保持第1集电器层和第2集电器层的接触，由此短路电阻变得不稳定。关于向短路电流分散体进行钉刺时无法稳定地保持第1集电器层和第2集电器层的接触，可认为这是因为，因电流流入短路电流分散体而产生焦耳发热，由于此热而导致短路电流分散体的集电器层发生熔断。因此可认为，在向短路电流分散体进行钉刺时，为了稳定地保持第1集电器层与第2集电器层的接触，在钉刺时防止由第1集电器层和第2集电器层的焦耳发热导致的熔断是有效的。在本公开内容的层叠电池中，构成短路电流分散体的第1集电器层和第2集电器层都由预定的高熔点金属构成。由此，能够防止由第1集电器层和第2集电器层的焦耳发热导致的熔断，提高第1集电器与第2集电器的接触性等。即，根据本公开内容的层叠电池，向短路电流分散体进行钉刺时，能够稳定短路电流分散体的短路电阻。附图说明图1：用于说明层叠电池100的层结构的示意图。图2：用于说明短路电流分散体10的层结构的示意图。(A)是外观立体图，(B)是IIB-IIB剖视图。图3：用于说明发电元件20的层结构的示意图。(A)是外观立体图，(B)是IIIB-IIIB剖视图。图4：用于说明对于短路电流分散体的钉刺试验方法的示意图。图5：用于对层叠电池中在钉刺时产生的绕行电流等进行说明的示意图。符号说明10短路电流分散体11第1集电器层(多个金属箔)11a第1集电极耳12第2集电器层12a第2集电极耳13绝缘层20a、20b发电元件21正极集电器层21a正极集电极耳22正极材料层23电解质层24负极材料层25负极集电器层25a负极集电极耳100层叠电池具体实施方式1.层叠电池100在图1中，示意性地示出层叠电池100的层结构。在图1中，为了方便说明，省略集电器层彼此(集电极耳彼此)的连接部分、电池壳等而进行表示。在图2中，示意性地示出构成层叠电池100的短路电流分散体10的层结构。图2(A)为外观立体图，图2(B)为IIB-IIB剖视图。在图3中，示意性地示出构成层叠电池100的发电元件20的层结构。图3(A)为外观立体图，图3(B)为IIIB-IIIB剖视图。如图1～3所示，层叠电池100通过将至少1个短路电流分散体10和至少1个发电元件20(发电元件20a和20b)进行层叠而成。在短路电流分散体10中，层叠有第1集电器层11、第2集电器层12和设置于第1集电器层11和第2集电器层12之间的绝缘层13。在发电元件20a和20b中，层叠有正极集电器层21、正极材料层22、固体电解质层23、负极材料层24和负极集电器层25。在层叠电池100中，第1集电器层11与正极集电器层21电连接，第2集电器层12与负极集电器层25电连接。此处，层叠电池100中具有的特征在于，第1集电器层11和第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层叠电池，层叠有至少一个短路电流分散体和至少一个发电元件，其中，在所述短路电流分散体中，层叠有第1集电器层、第2集电器层和设置于所述第1集电器层与所述第2集电器层之间的绝缘层，在所述发电元件中，层叠有正极集电器层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集电器层，所述第1集电器层与所述正极集电器层电连接，所述第2集电器层与所述负极集电器层电连接，所述第1集电器层和所述第2集电器层包含选自由铜、不锈钢、镍、铁、铬和钛组成的组中的至少1种金属。

【技术特征摘要】
2018.02.06 JP 2018-019515;2018.04.25 JP 2018-084421.一种层叠电池，层叠有至少一个短路电流分散体和至少一个发电元件，其中，在所述短路电流分散体中，层叠有第1集电器层、第2集电器层和设置于所述第1集电器层与所述第2集电器层之间的绝缘层，在所述发电元件中，层叠有正极集电器层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集电器层，所述第1集电器层与所述正极集电器层电连接，所述第2集电器层与所述负极集电器层电连接，所述第1集电器层和所述第2集电器层包含选自由铜、不锈钢、镍、铁、铬和钛组成的组中的至少1种金属。2.根据权利要求1所述的层叠电池，具备容纳所述短路电流分散体和所述发电元件的外包装壳，至少一个所述短路电流分散体设置于所述发电元件和所述外包装壳之间。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边秀明，濑上正晴，长谷川元，尾濑徳洋，西村英晃，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP