双极型电池制造技术

本发明专利技术涉及双极型电池。本发明专利技术的目的是提供一种双极型电池，当将其安装在各种设备上时，与该设备的电连接的可靠性高且生产率良好。本发明专利技术中，双极型电池（１）具有正极（１０）、负极（１１）、双极电极（１２）、含有电解质的隔膜（１３）以及密封材料（１４）。正极（１０）、负极（１１）以及双极电极（１２）的集电体（２０、２２、２４）中分别设置了至少２个突出部（２０ａ～２０ｄ、２２ａ～２２ｄ、２４ａ～２４ｄ），这些突出部从各集电体的周缘部突出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及双极型电池。更详细地，本专利技术主要涉及双极型电池中使用的集电体 的改良。
技术介绍
双极型电池是具有在正极和负极之间隔着含有电解质的隔膜层叠有双极电极的 结构的电池。双极电极是指在集电体的一个表面设置正极活性物质层、在另一个表面设置 负极活性物质层的电极。由于双极型电池的高电压化(高输出密度化)、零件数量的降低、 单个电池之间的电阻的降低、不必要空间的减少，使得双极型电池的高能量密度化等较为 容易，因此，作为诸如电动车和混合电动车的驱动电动机用电源等受到瞩目。此外，如果利 用聚合物电解质等固体电解质的话，双极型电池能够薄型化，因此，期待也能用作为例如各 种电子设备的电源。一直以来人们提出了各种关于双极型电池的提议。例如，提出了在层叠了含有双 极电极的单电池的叠层型电池中，使测定每个单电池的电压的TAB( 9 7")电极从电池的一 个侧面向外突出的提案(例如，参照专利文献1)。此外，也提出了使含有电解质的隔膜介于正极、多个双极电极和负极之间从而将 正极、多个双极电极和负极层叠、在双极电极的周边部设置密封部件的双极型电池(例如， 参照专利文献2~)。该电池中，在双极电极的周边部设置薄的密封部件以将多个双极电极的 集电体之间填塞。例如，便携式电子设备由于坠落、冲撞等会受到来自外部的较大的应力。在这样的 便携式电子设备中安装专利文献2的电池时，容易引起电池从电子设备脱落、电池在电子 设备上安装不良或连接不良、电池损伤、电解液渗漏等。此外，提出在使含有电解质的隔膜介于正极、多个双极电极和负极之间而将正极、 多个双极电极和负极层叠所得到的双极型电池中，使用含有铬16 沈质量％和钼0. 5 7.0质量％的不锈钢作为集电体材料的方案(例如，专利文献3参照)。专利文献3中记载 了，上述特定的不锈钢由于不存在发生针孔和发生与之相伴的液体合流的担忧，因此能够 薄型化，通过薄型化可以降低集电体的内阻，提高电池性能。在先技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2004-87238号公报专利文献2 日本专利特开2007-122881号公报专利文献3 日本专利特开2007-242424号公报
技术实现思路
以往的双极型电池中，在正负极分别只设置1个与外部设备连接用电极端子。连 接用电极端子一般从集电体的端部开始，通常形成向电池的外部延伸的突出部。仅使该突出部与外部设备的电路接触，可能会引起电接触不良。因此，采用的是通过钎焊、焊接等连 接突出部与设备侧电路的方法。但是，欲使该双极型电池薄型化时，必须减小集电体厚度。集电体厚度变小的话， 突出部的厚度也必然变小，其强度也降低。由此，即使通过焊接进行连接，由于设备的坠落、 冲撞等，也容易引起连接部变形、弯曲或者连接部断裂、电连接断开等。因此，以往的双极型 电池存在与设备的电连接的可靠度低这样的课题。进而，薄型双极型电池的制造工序中，集电体(金属箔)的机械强度低且缺乏自立 性，因此集电体的操作较为困难。此外，由于层叠了正负极、双极电极和电解质这些较多的 部件，层叠时的位置决定较难，容易产生多个电极间的偏移。进而，这样的生产率低下招致 薄型双极型电池的成本上升。本专利技术的目的是提供一种双极型电池，当将其安装在各种设备上时，与该设备的 电连接的可靠性高且生产率良好。本专利技术的双极型电池，具有正极、负极、配设在上述正极和上述负极之间的双极电极、以及含有电解质的 隔膜，上述正极含有正极集电体和形成于上述正极集电体的一个表面的正极活性物质 层，上述负极含有负极集电体和形成于上述负极集电体的一个表面的负极活性物质 层，上述双极电极含有双极电极集电体、形成于上述双极电极集电体的一个表面的正 极活性物质层以及形成于上述双极正极集电体另一个表面的负极活性物质层，上述正极、上述负极、上述双极电极中含有的各正极活性物质层和各负极活性物 质层至少具有2个电池要素，上述电池要素是一个正极活性物质与一个负极活性物质隔着 上述含有电解质的隔膜相互相对地层叠而形成的，上述电池要素通过配置在其周缘的密封材料密封，上述正极集电体、上述负极集电体、上述双极电极集电体上分别设置有至少2个 从各集电体的周缘部突出的突出部。上述双极型电池也可以具有至少2个双极电极。从上述正极集电体、上述负极集电体、上述双极电极集电体突出的突出部优选配 置成从正极侧俯视时相互不重叠。本专利技术的优选实施方式中，上述含有电解质的隔膜优选为固体电解质。本专利技术的另一个优选实施方式中，上述含有电解质的隔膜优选含浸了液体电解质 的多孔质基材。优选在上述正极、上述负极和上述双极电极的与层叠方向垂直、且相互不同的4 个方向的各方向上，至少突出有1个突出部，上述4个方向中，顺时针方向上相邻的2个方 向相互直交。优选上述突出部的至少一部分被密封材料被覆。上述突出部优选在其顶端部具有至少1个实施了倒角的角部。专利技术效果本专利技术的双极型电池中，在正极集电体、负极集电体和双极电极的集电体(双极电极集电体)上分别设置至少2个突出部。突出部从电池的厚度方向侧面的不同位置向外 延伸。通过这样的结构，可以大幅降低发生双极型电池与外部设备的电连接不良的可能性， 可以提高双极型电池与外部设备的电连接相关的可靠性。此外，使用固体电解质尤其是聚 合物电解质作为电解质的话，可以获得保持本专利技术的各种优点且薄型的双极型电池。此外，通过采用上述结构，可以在不需要1个个分别切离正极、负极和双极电极的 情况下，层叠形成有多个各电极的正极片、双极电极片和负极片，形成多个双极电极后，将 各双极电极切断分离。因此，可以高效地制造多个双极型电池、生产率显著提高。上述的制 造方法特别适用于制造薄型的双极型电池。此外，即使将本专利技术的双极型电池薄型化，通过 上述结构特征，难以引起电池机械强度的下降、电池与外部设备的电连接不良等，可以适宜 地使用。附图说明图1是简略示出本专利技术实施方式之一的双极型电池的结构的平面图。图2A是从图1所示的双极型电池的剖面线A-A方向看到的剖面图。图2B是从图1所示的双极型电池的剖面线B-B方向看到的剖面图。图2C是从图1所示的双极型电池的剖面线C-C方向看到的剖面图。图3是从箭头X方向看到的图1所示的双极型电池的侧面图。图4A是显示用于图1所示的双极型电池的正极集电体的结构的平面图。图4B是显示用于图1所示的双极型电池的负极集电体的结构的平面图。图4C是显示用于图1所示的双极型电池的双极电极集电体的结构的平面图。图5是简略示出其他方式的双极型电池的结构的平面图。图6是简略出示其他方式的双极型电池的结构的平面图。图7是简略出示其他方式的双极型电池的结构的平面图。图8A是在带状金属箔上冲压多个集电体的工序的，显示含有多个双极电极集电 体的带状金属箔的平面图。图8B是在带状金属箔上冲压多个集电体的工序的，显示含有多个负极集电体的 带状金属箔的平面图。图8C是在带状金属箔上冲压多个集电体的工序的，显示含有多个正极集电体的 带状金属箔的平面图。图9A是在形成于带状金属箔上的多个双极电极集电体中形成活性物质层的工序 的，显示双极电极的平面图。图9B是在形成于带状金属箔上的多个负极集电体中形成活性物质层的工序的， 显示负极的平面图。图9C是在形成于带状金属箔上的多个正极集电体中形成活性物质层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极型电池，其特征在于，　　上述双极型电池具有：正极、负极、配设在上述正极和上述负极之间的双极电极、以及含有电解质的隔膜，　　上述正极含有正极集电体和形成于上述正极集电体的一个表面的正极活性物质层，　　上述负极含有负极集电体和形成于上述负极集电体的一个表面的负极活性物质层，　　上述双极电极含有双极电极集电体、形成于上述双极电极集电体的一个表面的正极活性物质层、以及形成于上述双极正极集电体另一个表面的负极活性物质层，　　上述正极、上述负极、上述双极电极中含有的各正极活性物质层和各负极活性物质层至少具有２个电池要素，上述电池要素是一个正极活性物质与一个负极活性物质隔着上述含有电解质的隔膜相互相对地层叠而形成的，　　上述电池要素通过配置在其周缘的密封材料密封，　　上述正极集电体、上述负极集电体、上述双极电极集电体上分别设置有至少２个从各集电体的周缘部突出的突出部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：植田智博，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP