层叠电池制造技术

本发明专利技术涉及层叠电池，具备层叠体(10)，层叠体(10)具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层(11)、构成层叠方向另一端面的第2集电器层(12)、在第1集电器层(11)与第2集电器层(12)之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层(13)、(13)、……、和在第1集电器层(11)与第2集电器层(12)之间隔着多个双极集电器层(13)、(13)、……而串联地电连接的多个发电元件(14)、(14)、……，发电元件(14)具备：正极活性材料层(14a)、负极活性材料层(14b)、和配置于正极活性材料层(14a)和负极活性材料层(14b)之间的电解质层(14c)，从层叠体(10)的层叠方向一个端面至层叠方向另一端面的长度h(cm)与、层叠体(10)的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm

layer-built battery

【技术实现步骤摘要】
层叠电池
本申请公开了一种具有双极结构的层叠电池。
技术介绍
如专利文献1至3中公开的那样，已知一种将多个发电元件进行层叠而得到的层叠电池，所述发电元件具备正极集电器层、正极活性材料层、电解质层、负极活性材料层和负极集电器层。另外，如专利文献4中公开的那样，亦已知如下的技术：通过在集电器层与活性材料层之间设置PTC层，在电池发热时增加PTC层的电阻，从而抑制电池温度的过度升高等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-136490号公报专利文献2：日本特开2015-018670号公报专利文献3：日本特开2008-198492号公报专利文献4：日本特开2018-014286号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题近年来，需要实现蓄电装置的高能量化。例如，可通过增加层叠电池的电池容量与表观静电电容，确保高能量。但是，增加电池容量、静电电容时，存在如下的课题：在发生了电池的内部短路的情况下，电池中积蓄的电力集中于短路部分而容易发生发热。或者，也可通过增大层叠电池中的电极面积，确保高能量。但是，在增大了电极面积的情况下，存在如下的课题：容易在电池工作时发生反应不均(电流不均)，使循环特性恶化。用于解决课题的手段作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开了一种层叠电池，具备层叠体，所述层叠体具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层、构成层叠方向另一端面的第2集电器层、在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层、和在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间隔着所述多个双极集电器层而串联地电连接的多个发电元件，所述发电元件具备：正极活性材料层、负极活性材料层、和配置于所述正极活性材料层和所述负极活性材料层之间的电解质层，从所述层叠体的所述层叠方向一个端面至所述层叠方向另一端面的长度h(cm)与所述层叠体的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。本公开内容的层叠电池中，所述比h/S(cm-1)可大于10。本公开内容的层叠电池中，除了所述层叠体之外，还可具备配置于比所述第1集电器层更靠外侧的第3集电器层。在此情况下，可在所述第1集电器层与所述第3集电器层之间具备熔断器或PTC层。本公开内容的层叠电池中，除了所述层叠体之外，还可具备配置于比所述第2集电器层更靠外侧的第4集电器层。在此情况下，可在所述第2集电器层与所述第4集电器层之间具备熔断器或PTC层。本公开内容的层叠电池的容量优选为0.32Ah以下。本公开内容的层叠电池的静电电容优选为0.01Ah/V以下。本公开内容的层叠电池的电压优选为10V以上且1000V以下。本公开内容的层叠电池中，所述电极面积S可以为1cm2以上且100cm2以下。本公开内容的层叠电池中，所述正极活性材料层的厚度优选为20μm以上且2mm以下，所述负极活性材料层的厚度优选为20μm以上且2mm以下。本公开内容的层叠电池中，所述电解质层优选为固体电解质层。专利技术效果根据本公开内容的层叠电池，通过使层叠体的层叠方向高度h相对于电极面积S之比大于1，容易在确保高能量的同时，抑制在内部短路时的电池发热、在电池工作时的反应不均。附图说明图1是用于对层叠电池100的层构成的一个例子进行说明的示意图。图2是用于对发电元件14的层构成的一个例子进行说明的示意图。图3是用于对电极面积S进行说明的示意图。图4是用于对层叠体10的整体形状的一个例子进行说明的示意图。图5是用于对层叠电池的性能的优选范围的一个例子进行说明的图。符号说明100层叠电池10层叠体11第1集电器层12第2集电器层13双极集电器层14发电元件14a正极活性材料层14b负极活性材料层14c电解质层20第3集电器层30第4集电器层40熔断器或PTC层50外包装体具体实施方式1.层叠电池100图1示意性地示出层叠电池100的层构成。另外，图2示意性地示出构成层叠电池100的发电元件14的层构成。如图1、2所示，层叠电池100具备层叠体10。层叠体10具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层11、构成层叠方向另一端面的第2集电器层12、在第1集电器层11与第2集电器层12之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层13、13、……、和在第1集电器层11与第2集电器层12之间隔着多个双极集电器层13、13、……而串联地电连接的多个发电元件14、14、……。发电元件14具备：正极活性材料层14a、负极活性材料层14b、和配置于正极活性材料层14a和负极活性材料层14b之间的电解质层14c。此处，层叠电池100具有的一个特征在于，从层叠体10的层叠方向一个端面至层叠方向另一端面的长度h(cm)与层叠体10的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。1.1.第1集电器层11第1集电器层11可利用金属箔、金属网(メッシュ)等构成。特别优选金属箔。作为构成第1集电器层11的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。第1集电器层11可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。第1集电器层11的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。1.2.第2集电器层12第2集电器层12可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成第2集电器层12的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。关于第1集电器层11与第2集电器层12，构成的金属的种类可以相同也可不同。第2集电器层12可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。第2集电器层12的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。1.3.双极集电器层13双极集电器层13可利用金属箔、金属网等构成。特别优选金属箔。作为构成双极集电器层13的金属，可列举Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、不锈钢等。关于第1集电器层11与第2集电器层12与双极集电器层13，构成的金属的种类可以相同也可不同。双极集电器层13可在其表面上具有用于调节电阻的某些涂布层。双极集电器层13可包含多个金属箔。在此情况下，多个金属箔彼此可以是相同的种类也可以是不同的种类。双极集电器层13的厚度并非特别限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。1.4.发电元件14如图2所示，发电元件14通过将正极活性材料层14a与电解质层14c与负极活性材料层14b进行层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层叠电池，具备层叠体，/n所述层叠体具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层、构成层叠方向另一端面的第2集电器层、在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层、和在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间隔着所述多个双极集电器层而串联地电连接的多个发电元件，/n所述发电元件具备：正极活性材料层、负极活性材料层、和配置于所述正极活性材料层和所述负极活性材料层之间的电解质层，/n所述层叠体的从所述层叠方向一个端面至所述层叠方向另一端面的长度h(cm)与所述层叠体的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm

【技术特征摘要】
20180608 JP 2018-1105891.一种层叠电池，具备层叠体，
所述层叠体具备：构成层叠方向一个端面的第1集电器层、构成层叠方向另一端面的第2集电器层、在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间沿着层叠方向具有间隔而配置的多个双极集电器层、和在所述第1集电器层与所述第2集电器层之间隔着所述多个双极集电器层而串联地电连接的多个发电元件，
所述发电元件具备：正极活性材料层、负极活性材料层、和配置于所述正极活性材料层和所述负极活性材料层之间的电解质层，
所述层叠体的从所述层叠方向一个端面至所述层叠方向另一端面的长度h(cm)与所述层叠体的与层叠方向正交的截面中的电极面积S(cm2)之比h/S(cm-1)大于1。


2.根据权利要求1所述的层叠电池，其中，所述比h/S(cm-1)大于10。


3.根据权利要求1或2所述的层叠电池，其中，除了所述层叠体之外，还具备配置于比所述第1集电器层更靠外侧的第3集电器层。


4.根据权利要求3所述的层叠电池，其中，在所述第1集电器层与所述第3集电器层之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤祐树，
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