特開 2024-124034 全固体電池、及び、全固体電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024124034

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】全固体電池、及び、全固体電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20240905BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/54 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/534 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20240905BHJP

   H01M 10/0565 20100101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M50/586

H01M50/591 101

H01M50/54

H01M50/548

H01M50/534

H01M10/0562

H01M10/0565

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031924

(22)【出願日】2023-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 達▲朗▼

【テーマコード（参考）】

5H029

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H029AJ03

5H029AL06

5H029AL12

5H029AM12

5H029AM16

5H029BJ12

5H029BJ17

5H043AA05

5H043CA13

5H043EA02

5H043GA22

5H043LA21E

(57)【要約】      （修正有）

【課題】内部空間における空間効率を向上できる全固体電池セルを提供することである。
【解決手段】全固体電池セル１は、第１～第３単位積層体２０ａ～２０ｃを含む電極積層体１０を備える。第１～第３単位積層体２０ａ～２０ｃは、正極活物質層３２が形成された正極集電体３１を含む第１～第３正極３０ａ～３０ｃと、負極活物質層６３が形成された負極集電体６１を含む第１～第３負極６０ａ～６０ｃと、正負極間に設けられる第１～第３バイポーラ電極５０ａ～５０ｃと、を含む。第１～第３単位積層体は、正極同士と負極同士とが重なるようにそれぞれ積層され、全ての正極は、正極集電体を介して電気的に接続されており、全ての負極は、負極集電体を介して電気的に接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極積層体を備える全固体電池セルであって、
前記電極積層体は、３以上の奇数個の単位積層体を含み、
前記単位積層体は、
少なくとも一方の主面に正極活物質層が形成された正極集電体を含む正極と、
少なくとも一方の主面に負極活物質層が形成された負極集電体を含む負極と、
一方の主面に正極活物質層が形成されていると共に他方の主面に負極活物質層が形成されているバイポーラ集電体を含み、前記正極と前記負極との間に設けられるバイポーラ電極と、
前記正極と前記負極との間に設けられる固体電解質層と、を含み、
前記３以上の奇数個の単位積層体は、前記正極同士と前記負極同士とが重なるようにそれぞれ積層され、
全ての前記正極は、前記正極集電体を介して電気的に接続されており、
全ての前記負極は、前記負極集電体を介して電気的に接続されている全固体電池セル。

【請求項2】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
前記単位積層体は、
前記正極と、前記負極と、前記バイポーラ電極と、前記固体電解質層と、が積層された積層部と、
前記積層部から前記正極集電体が延出し、他の前記単位積層体の前記正極集電体に接続している正極接続部と、
前記積層部から前記負極集電体が延出し、他の前記単位積層体の前記負極集電体に接続している負極接続部と、
前記積層部と前記正極接続部との間に設けられた第１絶縁層と、
前記積層部と前記負極接続部との間に設けられた第２絶縁層と、をさらに備える全固体電池セル。

【請求項3】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
前記全固体電池セルは、
前記電極積層体の積層方向における一端面に接合された第１タブリードと、
前記電極積層体の積層方向における他端面に接合された第２タブリードと、をさらに備える全固体電池セル。

【請求項4】

請求項２に記載の全固体電池セルにおいて、
前記正極接続部は、撓んでいるか、又は、折り畳まれており、
前記負極接続部は、撓んでいるか、又は、折り畳まれている全固体電池セル。

【請求項5】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
前記バイポーラ集電体は、弾性を有する全固体電池セル。

【請求項6】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
前記電極積層体は、前記単位積層体同士の間に設けられ、導電性を有する弾性部材をさらに含む全固体電池セル。

【請求項7】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
前記全固体電池セルは、前記電極積層体を収容する外装体をさらに備え、
前記電極積層体の積層方向における一端に位置する前記正極の前記正極集電体は、前記外装体の内部から前記外装体の外部まで延出しており、
前記電極積層体の積層方向における他端に位置する前記負極の前記負極集電体は、前記外装体の内部から前記外装体の外部まで延出している全固体電池セル。

【請求項8】

請求項２に記載の全固体電池セルにおいて、
前記積層部の平面形状は、長方形であり、
前記正極接続部は、前記長方形の第１長辺側に設けられており、
前記負極接続部は、前記第１長辺と反対側に位置する第２長辺側に設けられている全固体電池セル。

【請求項9】

請求項１に記載の全固体電池セルにおいて、
相互に重ねられた一対の前記負極における一対の前記負極集電体は、折り返された一枚の金属箔から構成されており、
相互に重ねられた一対の前記正極における一対の前記正極集電体は、互いに別体の金属箔から構成されている全固体電池セル。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の全固体電池セルを複数備える全固体電池モジュールであって、
複数の前記全固体電池セルは、前記単位積層体の積層方向に沿って相互に積層されていると共に、直列接続されている全固体電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全固体電池、及び、全固体電池モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

二次電池は、両面に正極が形成された正極通常電極と、両面に負極が形成された負極通常電極と、これらの間に設けられ、一方の面に正極が形成されていると共に、他方の面に負極が形成されているバイポーラ電極と、を含んでいる（特許文献１参照）。

【0003】

このような二次電池では、正極通常電極と負極通常電極から電極積層体の積層方向と直交する方向に向かって配線が引き出され、引き出された配線が正極タブ及び負極タブに溶着されている（特許文献１の第１２図参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１５０１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような二次電池では、複数の正極通常電極と複数の負極通常電極から電極積層体の積層方向と直交する方向に向かって複数の集電用の配線が引き出されているので、二次電池の内部に配線を引き出すための空間が必要となってしまい、二次電池の内部空間を効率的に利用できない、という問題がある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、内部空間における空間効率を向上できる全固体電池、及び、全固体電池モジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、正負極と、正負極間に設けられたバイポーラ電極を含む３以上の奇数個の単位積層体を正極同士と負極同士とが重なるように積層した電極積層体において、全ての正極を正極集電体を介して電気的に接続に接続すると共に、全ての負極を負極集電体を介して電気的に接続することにより、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、全ての正極が正極集電体を介して電気的に接続されていると共に、全ての負極が負極集電体を介して電気的に接続されていることで、電極積層体の積層方向の両端面に集電することができるので、空間効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態における全固体電池セルの一例を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態における全固体電池セルの電極積層体の分解断面図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態における全固体電池セルの電極積層体の一例を示す平面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態における正負極集電体の変形例を示す断面図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態における全固体電池モジュールの一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態に係る全固体電池セル１について図面に基づいて説明する。図１は本実施形態における全固体電池セル１の一例を示す断面図、図２は本実施形態における全固体電池セル１の電極積層体１０の分解断面図、図３は本実施形態における全固体電池セル１の電極積層体１０の一例を示す平面図である。

【0011】

図１に示すように、本実施形態における全固体電池セル１は、電極積層体１０と、正極タブ３５と、負極タブ６５と、外装体７０と、を備えている。本実施形態における正極タブ３５が本発明における「第１タブリード」の一例に相当し、本実施形態における負極タブ６５が本発明における「第２タブリード」の一例に相当する。

【0012】

電極積層体１０は、発電要素であり、相互に積層された３以上の奇数個（本例では３個）の第１～第３単位積層体２０ａ～２０ｃを含んでいる。この電極積層体１０において、第１～第３単位積層体２０ａ～２０ｃは２直列３並列で接続されている。なお、本実施形態では、電極積層体１０が第１～第３単位積層体２０ａ～２０ｃを含む場合を例示するが、これに限定されず、電極積層体１０に含まれる単位積層体の個数は５以上の奇数個（５個、７個、９個、・・・）であってもよい。また、単位積層体の個数に応じて、後述する正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂの個数も変化する。

【0013】

詳細な構造は後述するが、本実施形態における３個の単位積層体２０ａ～２０ｃは、隣接する単位積層体の正極同士が重なると共に、隣接する単位積層体の負極同士とが重なるように積層されている。このため、電極積層体１０の積層方向（図中のＺ方向）における上端に正極を配置でき、下端に負極を配置できる。

【0014】

図２に示すように、第１単位積層体２０ａは、電極積層体１０の最上部に設けられている。この第１単位積層体２０ａは、第１正極３０ａと、２枚の固体電解質層４０と、第１バイポーラ電極５０ａと、第１負極６０ａと、を含んでいる。

【0015】

第１単位積層体２０ａは、積層部ＬＰを含んでいる。積層部ＬＰとは、第１単位積層体２０ａにおいて第１正極３０ａ、固体電解質層４０，４０、第１バイポーラ電極５０ａ、第１負極６０ａと、が積層されている（直接接触するように重ねられている）部分である。本実施形態における積層部ＬＰの平面形状は、特に限定されないが、長方形である。

【0016】

本実施形態における第１正極３０ａは、モノポーラ正極であり、正極集電体３１と、正極活物質層３２と、を含んでいる。正極集電体３１は、金属箔である。第１正極３０ａの正極集電体３１は、第１単位積層体２０ａの積層方向（Ｚ方向）における最上端部を構成していると共に、電極積層体１０の積層方向（Ｚ方向）における最上端部を構成している。図１に示すように、この正極集電体３１の上面は、正極タブ３５と溶接等により接合される。

【0017】

図２に示すように、第１正極３０ａの正極集電体３１は、正極形成部３１ａと、正極接続部３１ｂと、第１絶縁層３１ｃと、を含んでいる。正極形成部３１ａは、積層方向と直交する方向（図中のＸＹ方向）に沿って延在する部分であり、この正極形成部３１ａの下面に正極活物質層３２が形成されている。

【0018】

一方で、正極接続部３１ｂは、正極形成部３１ａの右端に接続するコの字（Ｕ字）状の部分であり、この正極接続部３１ｂは、第２正極３０ｂ（後述）の正極集電体３１（後述）にも接続している。本実施形態における正極接続部３１ｂは、第１負極６０ａの負極集電体６１と第２負極６０ｂの負極集電体６１との接触部を跨ぐように積層方向に延在している。

【0019】

正極接続部３１ｂは、第１正極３０ａの正極集電体３１と第２正極３０ｂの正極集電体３１を接続しており、これにより、第１正極３０ａと第２正極３０ｂとが各々の正極集電体３１，３１を介して電気的に接続されている。

【0020】

図３に示すように、正極接続部３１ｂは、平面視において、積層部ＬＰの第１長辺ＬＳ_１側に設けられており、この第１長辺ＬＳ_１から延出している。本実施形態のように、正極接続部３１ｂが積層部ＬＰの第１長辺ＬＳ_１側に設けられていることで、正極接続部３１ｂの幅を大きく設定することができるので、正極接続部３１ｂの断面積を大きくすることができる。このため、正極接続部３１ｂにおける電気抵抗を低減することができる。

【0021】

図２に示すように、本実施形態において、第１正極３０ａの正極集電体３１と第２正極３０ｂの正極集電体３１とは一体的に形成されている。より具体的には、第１正極３０ａの正極集電体３１と第２正極３０ｂの正極集電体３１とは、一枚の金属箔をコの字状（Ｕ字状）に折り曲げて形成している。

【0022】

正極接続部３１ｂの積層部ＬＰに対向する内側面に第１絶縁層３１ｃが形成されている。第１絶縁層３１ｃとしては、特に限定されないが、絶縁性を有する樹脂などを使用できる。この第１絶縁層３１ｃにより、正極接続部３１ｂと、第１バイポーラ電極５０ａ及び第１負極６０ａと、の短絡を防止することができる。なお、この第１絶縁層３１ｃは、正極接続部３１ｂと積層部ＬＰとの間に設けられていれば正極接続部３１ｂに設けられている必要はなく、積層部ＬＰの正極接続部３１ｂと対向する側面（本例では、第１長辺ＬＳ_１を構成する側面）に設けられていてもよい。

【0023】

正極活物質層３２は、正極集電体３１の下面に形成されている。この正極活物質層３２は、リチウムイオンなどを吸蔵及び放出可能な正極活物質を含むペーストを正極集電体３１に塗布することで形成することができる。

【0024】

正極活物質層３２の下面に固体電解質層４０が積層されている。この固体電解質層４０としては、例えば、硫化物固体電解質又は酸化物固体電解質などを使用できる。

【0025】

固体電解質層４０の下面に第１バイポーラ電極５０ａが積層されている。この第１バイポーラ電極５０ａは、バイポーラ集電体５１と、正極活物質層５２と、負極活物質層５３と、を含んでいる。

【0026】

本実施形態における第１バイポーラ電極５０ａでは、バイポーラ集電体５１の上面に負極活物質層５３が形成されており、バイポーラ集電体５１の下面に正極活物質層５２が形成されている。

【0027】

なお、本実施形態では、第１単位積層体２０ａは、１枚の第１バイポーラ電極５０ａを含んでいるが、これに限定されず、複数枚の第１バイポーラ電極５０ａを含んでいてもよい。

【0028】

正極活物質層５２の下面に固体電解質層４０が積層されており、この固体電解質層４０の下面に第１負極６０ａが積層されている。第１負極６０ａは、モノポーラ負極であり、負極集電体６１と、負極活物質層６３と、を含んでいる。

【0029】

負極集電体６１は、金属箔である。本実施形態における第１負極６０ａの負極集電体６１は、積層方向と直交する方向（図中のＸＹ方向）に沿って延在している。

【0030】

負極集電体６１の上面に負極活物質層６３が形成されている。この負極活物質層６３は、固体電解質層４０と接触している。この負極活物質層６３は、負極活物質を含んでおり、この負極活物質としては、炭素系活物質、シリコン系活物質、又は、金属系活物質を例示することができる。炭素系活物質又はシリコン系活物質を負極活物質として使用する場合、負極活物質層６３は、負極活物質を含むペーストを負極集電体６１に塗布・乾燥することで形成することができる。また、金属系活物質を負極活物質として使用する場合、負極活物質層６３は、電池の組立前に、予め蒸着等によって負極集電体６１に金属膜を成膜しておくことで形成することができる。或いは、金属系活物質から成る負極活物質層６３は、電池を組み立てた後に充電によって形成されてもよい。つまり、電池の完成時には負極活物質層６３は存在していないが、電池の充電により負極集電体６１の表面に金属が析出することで負極活物質層６３が形成されてもよい。金属活物質としては、アルカリ金属又はアルカリ金属系化合物等を例示できるが、より具体的には、Ｌｉ金属等を例示できる。

【0031】

以上のような第１単位積層体２０ａの下端に、第２単位積層体２０ｂが積層されている。この第２単位積層体２０ｂは、第２負極６０ｂと、２枚の固体電解質層４０，４０と、第２バイポーラ電極と、第２正極３０ｂと、を含んでいる。

【0032】

第２負極６０ｂは、モノポーラ負極であり、負極集電体６１と、負極活物質層６３と、を含んでいる。この負極集電体６１は、第１単位積層体２０ａの第１負極６０ａの負極集電体６１と直接接触することで電気的に接続されている。

【0033】

第２負極６０ｂの負極集電体６１は、負極形成部６１ａと、負極接続部６１ｂと、第２絶縁層６１ｃと、を含んでいる。負極形成部６１ａは、積層方向と直交する方向（図中のＸＹ方向）に沿って延在する部分であり、この負極形成部６１ａの下面に正極活物質層６２が形成されている。

【0034】

一方で、負極接続部６１ｂは、負極形成部６１ａの左端に接続するコの字（Ｕ字）状の部分であり、この負極接続部６１ｂは、第３負極６０ｃ（後述）の負極集電体６１（後述）にも接続している。本実施形態における負極接続部６１ｂは、第２正極３０ｂの正極集電体３１と第３正極３０ｃの正極集電体３１との接触部を跨ぐように積層方向に延在している。

【0035】

負極接続部６１ｂは、第２負極６０ｂの負極集電体６１と第３負極６０ｃの負極集電体６１を接続しており、これにより、第２負極６０ｂと第３負極６０ｃとが各々の負極集電体６１，６１を介して電気的に接続されている。

【0036】

図３に示すように、負極接続部６１ｂは、平面視において、積層部ＬＰの第１長辺ＬＳ_１と反対側に位置する第２長辺ＬＳ_２側に設けられており、この第２長辺ＬＳ_２から延出している。本実施形態のように、負極接続部６１ｂが積層部ＬＰの第２長辺ＬＳ_２側に設けられていることで、負極接続部６１ｂの幅を大きく設定することができるので、負極接続部６１ｂの断面積を大きくすることができる。このため、負極接続部６１ｂにおける電気抵抗を低減することができる。

【0037】

本実施形態において、第２負極６０ｂの負極集電体６１と第３負極６０ｃの負極集電体６１とは一体的に形成されている。より具体的には、第２負極６０ｂの負極集電体６１と第３負極６０ｃの負極集電体６１は、一枚の金属箔をコの字状（Ｕ字状）に折り曲げて形成している。

【0038】

負極接続部６１ｂの積層部ＬＰに対向する内側面に第２絶縁層６１ｃが形成されている。第２絶縁層６１ｃとしては、特に限定されないが、絶縁性を有する樹脂などを使用できる。この第２絶縁層６１ｃにより、負極接続部６１ｂと、第２バイポーラ電極５ｂ及び第２正極３０ｂと、の短絡を防止することができる。なお、この第２絶縁層６１ｃは、負極接続部６１ｂと積層部ＬＰとの間に設けられていれば負極接続部６１ｂに設けられている必要はなく、積層部ＬＰの負極接続部６１ｂと対向する側面（本例では、第２長辺ＬＳ_２を構成する側面）に設けられていてもよい。

【0039】

負極活物質層６３は、負極集電体６１の下面に形成されている。この負極活物質層６３は、上述の負極活物質層６３と同様の構成とすることができる。

【0040】

負極活物質層６３の下面に固体電解質層４０が積層されている。また、この固体電解質層４０の下面に第２バイポーラ電極５０ｂが積層されている。この第２バイポーラ電極５０ｂは、第１バイポーラ電極５０ａを上下反転させたものと同一の構成を有しており、バイポーラ集電体５１と、正極活物質層５２と、負極活物質層５３と、を含んでいる。

【0041】

この第２バイポーラ電極５０ｂでは、バイポーラ集電体５１の上面に正極活物質層５２が形成されており、バイポーラ集電体５１の下面に負極活物質層５３が形成されている。

【0042】

なお、本実施形態では、第２単位積層体２０ｂは、１枚の第２バイポーラ電極５０ｂを含んでいるが、これに限定されず、複数枚の第２バイポーラ電極５０ｂを含んでいてもよい。

【0043】

負極活物質層５３の下面に固体電解質層４０が積層されており、この固体電解質層４０の下面に第２正極３０ｂが積層されている。第２正極３０ｂは、モノポーラ正極であり、正極集電体３１と、正極活物質層３２と、を含んでいる。

【0044】

第２正極３０ｂの正極集電体３１は、第２単位積層体２０ｂの正極活物質層３２が形成された正極形成部３１ａを含んでいる。また、第２正極３０ｂの正極集電体３１は、第１正極３０ａの正極集電体３１と一体的に形成されており、正極接続部３１ｂを第１正極３０ａの正極集電体３１と共有している。また、第２正極３０ｂは、第１絶縁層３１ｃも第１正極３０ａと共有している。

【0045】

以上のような第２単位積層体２０ｂの下端に、第３単位積層体２０ｃが積層されている。この第３単位積層体２０ｃは、第３正極３０ｃと、２枚の固体電解質層４０と、第３バイポーラ電極５０ｃと、第３負極６０ｃと、を含んでいる。

【0046】

第３正極３０ｃは、モノポーラ正極であり、正極集電体３１と、正極活物質層３２と、を含んでいる。この正極集電体３１は、第２単位積層体２０ｂの第２正極３０ｂの正極集電体３１と直接接触することで電気的に接続されている。

【0047】

正極活物質層３２の下面に固体電解質層４０が積層されており、この固体電解質層４０の下面に第３バイポーラ電極５０ｃが積層されている。この第３バイポーラ電極５０ｃは、上述の第１バイポーラ電極５０ａと同様の構成を有している。本実施形態では、第３単位積層体２０ｃは、１枚の第３バイポーラ電極５０ｃを含んでいるが、これに限定されず、複数枚の第３バイポーラ電極５０ｃを含んでいてもよい。

【0048】

この第３バイポーラ電極５０ｃの正極活物質層５２の下面に固体電解質層４０が積層されており、この固体電解質層４０の下面に第３負極６０ｃが積層されている。第３負極６０ｃは、モノポーラ負極であり、負極集電体６１と、負極活物質層６３と、を含んでいる。

【0049】

第３負極６０ｃの負極集電体６１は、第３単位積層体２０ｃの負極活物質層６３が形成された負極形成部６１ａを含んでいる。また、第３負極６０ｃの負極集電体６１は、第２負極６０ｂの負極集電体６１と一体的に形成されており、負極接続部６１ｂを第２負極６０ｂの負極集電体６１と共有している。また、第３負極６０ｃは、第２絶縁層６１ｃも第２負極６０ｂと共有している。

【0050】

以上のような電極積層体１０において、図１に示すように、第１正極３０ａの正極集電体３１は、正極接続部３１ｂを介して、第２正極３０ｂの正極集電体３１と電気的に接続されている。また、第２正極３０ｂの正極集電体３１は、第３正極３０ｃの正極集電体３１に直接的に接触することで電気的に接続されている。結果的に、この電極積層体１０に含まれる全ての正極が正極集電体３１を介して電気的に接続される。

【0051】

同様に、第１負極６０ａの負極集電体６１は、第２負極６０ｂの負極集電体６１と直接的に接触することで電気的に接続されている。また、第２負極６０ｂの負極集電体６１は、負極接続部６１ｂを介して、第３負極６０ｃの負極集電体６１と電気的に接続されている。結果的に、この電極積層体１０に含まれる全ての負極が負極集電体６１を介して電気的に接続される。

【0052】

図１に示す破線矢印は、この全固体電池セル１における電子伝達経路Ｅを示している。この全固体電池セル１では、全ての正極（第１～第３正極３０ａ～３０ｃ）と全ての負極（第１～第３負極６０ａ～６０ｃ）は正負極集電体３１，６１を介して電子伝導するので、単位積層体２０ａ～２０ｃの並列接続が成立し、電極積層体１０の上下端面において面集電することが可能となっている。

【0053】

よって、本実施形態における全固体電池セル１であれば、空間効率を向上することができる。そのうえ、全固体電池セル１は、モノポーラ正極とモノポーラ負極との間にバイポーラ電極を介在させる構造であるので、全固体電池セル１内でバイポーラ電極の枚数や単位積層体の個数を調整することで、セル電圧を限られた容積内で容易に調節することができる。

【0054】

また、本実施形態では、電極積層体１０の上端面の正極集電体３１に正極タブ３５を接合でき、電極積層体１０の下端面の負極集電体６１に負極タブ６５を接合できる。つまり、電極積層体１０と正負極タブ３５，６５の接合面積を大きくすることができるため、全固体電池セル１の抵抗を低減できる。

【0055】

また、上記実施形態において、バイポーラ集電体５１は、金属箔であってもよいが、導電性を有する弾性体であることが好ましい。この導電性を有する弾性体としては、導電性樹脂、表面を金属により被覆されたゴム部材などであってもよい。バイポーラ集電体５１が弾性を有することで、全固体電池セル１の充放電時に正負極活物質層が膨張したとしても、バイポーラ集電体５１が圧縮されて厚み変形を吸収できる。よって、電極積層体１０の厚み変化に起因する正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂの破断の発生を抑制することができる。

【0056】

図４は、本実施形態における正負極集電体３１，６１の変形例を示す断面図である。電極積層体１０の膨張に起因する正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂの破断の発生を抑制するという観点から、正極集電体３１及び負極集電体６１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）の変形例に示すような形状を有していてもよい。

【0057】

図４（ａ）に示すように、正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂは撓んでいてもよい。或いは、図４（ａ）に示すように、正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂは折り畳まれた部分を含んでいてもよい。このような形状の正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂであれば、電極積層体１０の厚み変化に追従できるので、正極接続部３１ｂ及び負極接続部６１ｂの破断の発生を抑制できる。

【0058】

また、全固体電池セル１における抵抗をより低減するという観点から、正極集電体３１及び負極集電体６１は、図４（ｃ）、図４（ｄ）、及び図４（ｅ）の変形例に示すような形態であってもよい。

【0059】

図４（ｃ）において、正極集電体３１，３１の間（本実施形態では、第２単位積層体２０ｂと第３単位積層体２０ｃの間）に導電性を有する弾性部材３９を設けてもよい。この弾性部材３９としては、特に限定されないが、導電性の樹脂や、表面に金属を被覆されたゴム部材であってもよい。同様に、負極集電体６１，６１の間（本実施形態では、第１単位積層体２０ａと第２単位積層体２０ｂの間）に導電性を有する弾性部材６９を設けてもよい。

【0060】

このような弾性部材３９，６９を設けることで、金属箔である集電体同士が直接接触する場合よりも、接触を改善できるので、電子伝導性を向上させることができる。よって、全固体電池セル１の抵抗を低減できる。

【0061】

また、図４（ｄ）において、正極集電体３１を外装体７０の外部まで延在させて正極タブとして使用してもよい。同様に、負極集電体６１を外装体７０の外部まで延在させて負極タブとして使用してもよい。

【0062】

このような正極集電体３１及び負極集電体６１であれば、正極集電体３１と正極タブの接合及び負極集電体６１と負極タブの接合が不要となるので、接合部における抵抗の上昇が発生しない。よって、全固体電池セル１の抵抗を低減できる。

【0063】

また、図４（ｄ）において、全ての負極集電体６１が一枚の金属箔を折り畳んで形成されたものであってもよい。特に、上記実施例において直接的に面接触していた第１単位積層体２０ａの下端の負極集電体６１と第２単位積層体２０ｂの上端の負極集電体６１とが折り返し部６１ｄにおいて連結していると共に、面接触している。

【0064】

このように、全ての負極集電体６１が一枚の金属箔を折り畳んで形成されていることで、負極集電体６１における電子抵抗が低減されるので、全固体電池セル１の抵抗を低減できる。

【0065】

なお、この変形例において、第２単位積層体２０ｂの下端の負極集電体６１と第３単位積層体２０ｃの上端の負極集電体６１とは別体としている。これは、正極は一般的に製造時に正極活物質層が最も厚い状態で積層されるので折り返し部を形成すると、応力で正極活物質層が脱落する可能性があるためである。一方で、負極は一般的にリチウムイオンを持たない薄い状態で積層されることが多いので、上記のような折り返し部６１ｄを形成しても、負極活物質層の脱落が生じ難い。

【0066】

図５は、本実施形態における全固体電池モジュール１００の一例を示す側面図である。図５に示すように、全固体電池モジュール１００は、複数の全固体電池セル１を備えている。

【0067】

複数の全固体電池セル１は、単位積層体２０ａ～２０ｃの積層方向（図中のＺ方向）に沿って相互に積層されていると共に、正負極タブ３５，６５を介して直列接続されている。

【0068】

本実施形態における全固体電池モジュール１００では、全固体電池セル１同士をバスバを介在させることなく、直接的に接合することができる。よって、バスバと正負極タブの間の接合部における抵抗が発生しないので、全固体電池モジュール１００の抵抗を低減することができる。

【符号の説明】

【0069】

１…全固体電池セル
１０…電極積層体
ＬＰ…積層部
ＬＳ_１，ＬＳ_２…長辺
２０ａ～２０ｃ…第１～第３単位積層体
３０ａ～３０ｃ…第１～第３正極
３１…正極集電体
３１ａ…正極形成部
３１ｂ…正極接続部
３１ｃ…第１絶縁層
３２…正極活物質層
３５…正極タブ
３９…弾性部材
４０…固体電解質層
５０ａ～５０ｃ…第１～第３バイポーラ電極
５１…バイポーラ集電体
５２…正極活物質層
５３…負極活物質層
６０ａ～６０ｃ…第１～第３負極
６１…負極集電体
６１ａ…負極形成部
６１ｂ…負極接続部
６１ｃ…第２絶縁層
６３…負極活物質層
６５…負極タブ
７０…外装体
１００…全固体電池モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】