特許 7509101 電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20240625BHJP

   H01M 50/463 20210101ALI20240625BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20240625BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M50/463 Z

H01M50/105

H01M10/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021130652

(22)【出願日】2021-08-10

(65)【公開番号】P2023025423

(43)【公開日】2023-02-22

【審査請求日】2023-04-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101203

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100104499

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 達人

(74)【代理人】

【識別番号】100129838

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典輝

(72)【発明者】

【氏名】和泉 潤

(72)【発明者】

【氏名】大野 雅人

【審査官】山本 佳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５０４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５７８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９９２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１１５０２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１０２２４２０９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４ － １０／０５８７

Ｈ０１Ｍ ５０／４０ － ５０／４９７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極層、セパレータ層および負極層を有する発電単位を備える電池であって、
厚さ方向に沿った平面視において、前記正極層および前記負極層の一方の面積は、他方の面積より大きく、
前記発電単位は、前記正極層および前記負極層が対向しない非対向領域を有し、
前記非対向領域には、孔または切り欠きである第１貫通部が配置され、
前記電池は、一対の前記発電単位を少なくとも含む積層電極体を備え、
前記一対の前記発電単位は、前記第１貫通部に対応する第２貫通部を有する第１集電体を介して、前記厚さ方向に沿って積層され、
前記一対の前記発電単位において、対向する２つの前記セパレータ層は、前記第１貫通部および前記第２貫通部に位置する第１固定部により、固定されており、
前記第１固定部は、前記対向する２つの前記セパレータ層とは異なる部材を含む、電池。

【請求項2】

前記第１固定部は、電解液が通過する空隙を有する、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

正極層、セパレータ層および負極層を有する発電単位を備える電池であって、
厚さ方向に沿った平面視において、前記正極層および前記負極層の一方の面積は、他方の面積より大きく、
前記発電単位は、前記正極層および前記負極層が対向しない非対向領域を有し、
前記非対向領域には、孔または切り欠きである第１貫通部が配置され、
前記電池は、一対の前記発電単位を少なくとも含む積層電極体を備え、
前記一対の前記発電単位は、前記第１貫通部に対応する第２貫通部を有する第１集電体を介して、前記厚さ方向に沿って積層され、
前記一対の前記発電単位において、対向する２つの前記セパレータ層は、前記第１貫通部および前記第２貫通部に位置する第１固定部により、固定されており、
前記第１固定部は、電解液が通過する空隙を有する、電池。

【請求項4】

前記第１固定部は、電解液が通過する空隙を有しない、請求項１に記載の電池。

【請求項5】

前記一対の前記発電単位は、並列接続されている、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の電池。

【請求項6】

前記積層電極体は、前記並列接続された前記一対の前記発電単位である発電構造体を有し、
一対の前記発電構造体は、第２集電体を介して、前記厚さ方向に沿って積層され、
前記一対の前記発電構造体において、対向する２つの前記セパレータ層は、第２固定部により、固定されている、請求項５に記載の電池。

【請求項7】

前記一対の前記発電単位は、直列接続されている、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の電池。

【請求項8】

正極層、セパレータ層および負極層を有する発電単位を備える電池であって、
厚さ方向に沿った平面視において、前記正極層および前記負極層の一方の面積は、他方の面積より大きく、
前記発電単位は、前記正極層および前記負極層が対向しない非対向領域を有し、
前記非対向領域には、孔または切り欠きである第１貫通部が配置され、
前記電池は、一対の前記発電単位を少なくとも含む積層電極体を備え、
前記一対の前記発電単位は、前記第１貫通部に対応する第２貫通部を有する第１集電体を介して、前記厚さ方向に沿って積層され、
前記一対の前記発電単位において、対向する２つの前記セパレータ層は、前記第１貫通部および前記第２貫通部に位置する第１固定部により、固定されており、
前記電池は、前記積層電極体を封止する、ラミネート型の外装体を備え、
前記積層電極体は、前記外装体側の表面に、外側セパレータ層を有し、
前記外側セパレータ層と、前記発電単位における前記セパレータ層とは、第３固定部により、固定されている、電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

正極層、セパレータ層および負極層を有する発電単位を、厚さ方向に沿って複数積層した電池が知られている。例えば、特許文献１には、第１電極板を準備する第１準備工程と、第２電極板を準備する第２準備工程と、第１電極板と第２電極板との間に絶縁体を介在させながら、第１電極活物質層と第２電極活物質層とが対向するように第１電極板および第２電極板を積層方向に積層して、電極積層体を形成する積層工程と、を備えた積層型電池の製造方法が開示されている。特許文献１では、第１電極板と第２電極板との位置ずれを抑制するために、第１電極板に、第１溶着材料層を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１７０６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているように、第１溶着材料層を設けることで、電極体の位置ずれを抑制できる反面、電池のエネルギー密度（体積当たりのエネルギー密度）が低下する場合がある。

【0005】

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エネルギー密度の低下を抑制しつつ、電極体の位置ずれを抑制可能な電池を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示においては、正極層、セパレータ層および負極層を有する発電単位を備える電池であって、厚さ方向に沿った平面視において、上記正極層および上記負極層の一方の面積は、他方の面積より大きく、上記発電単位は、上記正極層および上記負極層が対向しない非対向領域を有し、上記非対向領域には、孔または切り欠きである第１貫通部が配置され、上記電池は、一対の上記発電単位を少なくとも含む積層電極体を備え、上記一対の上記発電単位は、上記第１貫通部に対応する第２貫通部を有する第１集電体を介して、上記厚さ方向に沿って積層され、上記一対の上記発電単位において、対向する２つの上記セパレータ層は、上記第１貫通部および上記第２貫通部に位置する第１固定部により、固定されている、電池を提供する。

【0007】

本開示によれば、非対向領域に配置された第１貫通部に位置する第１固定部により、対向する２つのセパレータ層が固定されていることから、エネルギー密度の低下を抑制しつつ、電極体の位置ずれを抑制できる。

【0008】

上記開示において、上記第１固定部は、上記対向する２つの前記セパレータ層とは異なる部材を含んでいてもよい。

【0009】

上記開示において、上記第１固定部は、上記対向する２つの前記セパレータ層の少なくとも一方の一部を含んでいてもよい。

【0010】

上記開示において、上記第１固定部は、電解液が通過する空隙を有していてもよい。

【0011】

上記開示において、上記第１固定部は、電解液が通過する空隙を有しなくてもよい。

【0012】

上記開示において、上記一対の上記発電単位は、並列接続されていてもよい。

【0013】

上記開示において、上記積層電極体は、上記並列接続された上記一対の上記発電単位である発電構造体を有し、一対の上記発電構造体は、第２集電体を介して、上記厚さ方向に沿って積層され、上記一対の上記発電構造体において、対向する２つの上記セパレータ層は、第２固定部により、固定されていてもよい。

【0014】

上記開示において、上記一対の上記発電単位は、直列接続されていてもよい。

【0015】

上記開示において、上記電池は、上記積層電極体を封止する、ラミネート型の外装体を備え、上記積層電極体は、上記外装体側の表面に、外側セパレータ層を有し、上記外側セパレータ層と、上記発電単位における上記セパレータ層とは、第３固定部により、固定されていてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本開示における電池は、エネルギー密度の低下を抑制しつつ、電極体の位置ずれを抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示における発電単位を例示する概略平面図および概略断面図である。

【図2】本開示における、一対の発電単位を例示する概略断面図である。

【図3】本開示における、一対の発電単位を例示する概略断面図である。

【図4】本開示における発電単位を例示する概略断面図である。

【図5】本開示における発電単位を例示する概略平面図である。

【図6】本開示における、一対の発電単位を例示する概略断面図である。

【図7】本開示における積層電極体を例示する概略断面図である。

【図8】本開示における積層電極体を例示する概略断面図である。

【図9】本開示における電池を例示する概略断面図である。

【図10】本開示における積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。

【図11】本開示における積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示における電池について、図面を用いて詳細に説明する。以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、各図において、部材の断面を示すハッチングを適宜省略している。

【0019】

図１（ａ）は、本開示における発電単位を例示する概略平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図１（ａ）では、便宜上、セパレータ層の記載を省略している。図１（ｂ）に示すように、発電単位１０は、正極層１、セパレータ層３および負極層２を、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って、この順に有する。また、負極層２の面積は、正極層１の面積より大きい。負極層２の面積を正極層１の面積より相対的に大きくすることで、デンドライトの析出が抑制される。また、図１（ｂ）に示すように、正極層１および負極層２が対向する領域を対向領域Ｐとし、正極層１および負極層２が対向しない領域を非対向領域Ｑとする。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、非対向領域Ｑには、孔である第１貫通部７が配置されている。

【0020】

また、図１（ｃ）は、本開示における発電単位を例示する概略平面図であり、図１（ｄ）は図１（ｃ）のＡ－Ａ断面図である。なお、図１（ｃ）では、便宜上、セパレータ層の記載を省略している。図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、非対向領域Ｑに、切り欠きである第１貫通部７が配置されていてもよい。

【0021】

本開示における電池は、一対の発電単位を少なくとも備える。図２は、本開示における、一対の発電単位を例示する概略断面図である。図２に示すように、一対の発電単位（発電単位１０Ａおよび発電単位１０Ｂ）は、第１集電体Ｘを介して、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って積層されている。図２において、発電単位１０Ａにおける負極層２と、発電単位１０Ｂにおける負極層２とは、第１集電体Ｘである負極集電体５を介して、電気的に接続されている。すなわち、発電単位１０Ａおよび発電単位１０Ｂは並列接続されている。また、第１集電体Ｘは、発電単位１０Ａにおける第１貫通部７ａ、および、発電単位１０Ｂにおける第１貫通部７ｂに対応する位置に、第２貫通部８を有する。発電単位１０Ａにおけるセパレータ層３と、発電単位１０Ｂにおけるセパレータ層３とは、第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂを介して対向している。第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂには、第１固定部１１が配置されており、対向する２つのセパレータ層３は第１固定部１１により固定されている。

【0022】

図３は、本開示における、一対の発電単位を例示する概略断面図である。図３に示すように、一対の発電単位（発電単位１０Ａおよび発電単位１０Ｂ）は、第１集電体Ｘを介して、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って積層されている。図３において、発電単位１０Ａにおける負極層２と、発電単位１０Ｂにおける正極層１とは、第１集電体Ｘである双極集電体６を介して、電気的に接続されている。すなわち、発電単位１０Ａおよび発電単位１０Ｂは直列接続されている。また、第１集電体Ｘは、発電単位１０Ａにおける第１貫通部７に対応する位置に、第２貫通部８を有する。発電単位１０Ａにおけるセパレータ層３と、発電単位１０Ｂにおけるセパレータ層３とは、第１貫通部７および第２貫通部８を介して対向している。第１貫通部７および第２貫通部８には、第１固定部１１が配置されており、対向する２つのセパレータ層３は第１固定部１１により固定されている。

【0023】

本開示によれば、非対向領域に配置された第１貫通部に位置する第１固定部により、対向する２つのセパレータ層が固定されていることから、エネルギー密度の低下を抑制しつつ、電極体の位置ずれを抑制できる。上述したように、溶着材料層を設けることで、電極体の位置ずれを抑制できる反面、電池のエネルギー密度（体積当たりのエネルギー密度）が低下する場合がある。これに対して、本開示においては、非対向領域に配置された第１貫通部に、第１固定部を設ける。そのため、電池のエネルギー密度が低下することを抑制できる。さらに、第１固定部を用いて、対向する２つのセパレータ層を固定することから、電極体の位置ずれが生じることを抑制できる。

【0024】

１．発電単位
本開示における発電単位は、正極層、セパレータ層および負極層を有する。また、正極層および負極層の一方の面積は、他方の面積より大きい。すなわち、正極層の面積は、負極層の面積より大きくてもよく、負極層の面積より小さくてもよい。デンドライトの析出を抑制する観点では、負極層の面積が、正極層の面積より大きいことが好ましい。また、正極層および負極層において、大きい層の面積をＳ_１とし、小さい層の面積をＳ_２とする。Ｓ_２に対するＳ_１の割合（Ｓ_１／Ｓ_２）は、例えば１．０３以上であり、１．０５以上であってもよい。一方、Ｓ_１／Ｓ_２の上限は特に限定されないが、Ｓ_１／Ｓ_２の値が大きいと、電池のエネルギー密度が低下する場合がある。なお、正極層または負極層の面積とは、正極層または負極層の外縁から特定される図形の面積をいう。

【0025】

正極層、セパレータ層および負極層の平面視形状は、特に限定されないが、それぞれ、例えば、正方形、長方形等の矩形；真円、楕円等の円形が挙げられる。

【0026】

発電単位は、正極層および負極層が対向しない非対向領域を有する。上述したように、正極層および負極層は面積が異なることから、厚さ方向に沿って平面視した場合に、正極層および負極層が対向（重複）しない非対向領域が生じる。非対向領域には、孔または切り欠きである第１貫通部が配置される。例えば図４（ａ）、（ｃ）に示すように、第１貫通部７の幅をＷとした場合、Ｗは、例えば０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であってもよい。また、第１貫通部が孔である場合、その平面視形状は、特に限定されないが、例えば、正方形、長方形等の矩形；真円、楕円等の円形が挙げられる。

【0027】

図４（ａ）に示すように、第１貫通部７が孔である場合、第１貫通部７は、内側（負極層２の重心に近い側）に位置する端部Ｔ_１と、外側（負極層２の重心から遠い側）に位置する端部Ｔ_２と、を有する。図４（ａ）に示すように、第１貫通部７における端部Ｔ_１は、厚さ方向に沿った平面視において、正極層１の端部Ｔ_３より外側に存在していていもよい。一方、図４（ｂ）に示すように、第１貫通部７における端部Ｔ_１は、厚さ方向に沿った平面視において、正極層１の端部Ｔ_３と重複していてもよい。また、特に図示しないが、第１貫通部における端部は、厚さ方向に沿った平面視において、正極層の端部より内側に存在していてもよい。本開示における端部Ｔ_３は、相対的に面積が小さい電極層の端部である。図４（ａ）、（ｂ）では、正極層１の面積が負極層２の面積より小さいため、端部Ｔ_３は、正極層１の端部に該当する。一方、正極層の面積が負極層の面積より大きい場合、端部Ｔ_３は、負極層の端部に該当する。

【0028】

また、図４（ｃ）に示すように、第１貫通部７が切り欠きである場合、第１貫通部７は、端部Ｔ_１を有し、図４（ａ）、（ｂ）における端部Ｔ_２を有しない。第１貫通部７が切り欠きである場合、非対向領域の面積が小さい場合であっても、第１貫通部７を配置しやすいという利点がある。また、図４（ｃ）における端部Ｔ_１は、厚さ方向に沿った平面視において、正極層１の端部Ｔ_３より外側に存在しているが、端部Ｔ_１は、厚さ方向に沿った平面視において、正極層１の端部Ｔ_３と重複していてもよく、正極層１の端部Ｔ_３より内側に存在していてもよい。

【0029】

また、図１（ａ）～（ｄ）に示すように、発電単位１０は、第１貫通部７を複数有していてもよい。図１（ａ）～（ｄ）では、一対の第１貫通部７が、対向領域Ｐを介して、対向するように配置されている。一方、図５は、本開示における発電単位を例示する概略平面であり、便宜上、セパレータ層の記載を省略している。図５（ａ）に示すように、発電単位１０は、第１貫通部７を１つのみ有していてもよい。この場合、第１貫通部７は孔であることが好ましい。切り欠きに比べて、等方的に位置ずれを抑制できるからである。一方、第１貫通部が切り欠きである場合、図１（ｃ）に示すように、一対の第１貫通部７が、対向領域Ｐを介して、対向するように配置されていることが好ましい。対向するように配置することで、位置ずれに対する等方性を向上させることができる。また、図５（ｂ）に示すように、第１貫通部７は、負極層２（相対的に面積が大きい層）の角に配置されていてもよく、図５（ｃ）に示すように、第１貫通部７は、負極層２（相対的に面積が大きい層）の角および辺に配置されていてもよい。

【0030】

本開示における発電単位は、正極層、セパレータ層および負極層を有する。正極層は、少なくとも正極活物質を含有する。正極活物質としては、例えば、酸化物活物質が挙げられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ_４等のオリビン型活物質が挙げられる。正極活物質の形状は、例えば粒子状である。負極層は、少なくとも負極活物質を含有する。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ、Ｓｉ等の金属活物質、グラファイト等のカーボン活物質、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等の酸化物活物質が挙げられる。負極活物質の形状は、例えば、粒子状、箔状である。

【0031】

セパレータ層は、通常、電解液が通過する空隙を有する。セパレータ層の材料としては、例えば、樹脂、ガラス、セラミックスが挙げられる。上記樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂；ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；セルロース類；ポリアミド系樹脂；ポリイミド系樹脂が挙げられる。セパレータ層としては、例えば、上記樹脂を含有する多孔膜、セラミックの多孔膜、上記樹脂を含有する不織布、ガラス繊維不織布が挙げられる。電解液は、通常、支持塩および溶媒を含有する。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４等の無機塩；ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等の有機塩が挙げられる。溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の環状カーボネート；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネートが挙げられる。

【0032】

２．積層電極体
本開示における積層電極体は、一対の発電単位を少なくとも含む。図２に示すように、一対の発電単位（発電単位１０Ａおよび発電単位１０Ｂ）は、第１集電体Ｘを介して、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って積層されている。また、第１集電体Ｘは、発電単位１０Ａにおける第１貫通部７ａ、および、発電単位１０Ｂにおける第１貫通部７ｂに対応する位置に、第２貫通部８を有する。第２貫通部８は、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿った平面視において、第１貫通部７ａと少なくとも一部で重複している。同様に、第２貫通部８は、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿った平面視において、第１貫通部７ｂと少なくとも一部で重複している。このように、第１貫通部および第２貫通部は、通常、厚さ方向に沿った平面視において、少なくとも一部が重複している。

【0033】

また、発電単位１０Ａにおけるセパレータ層３と、発電単位１０Ｂにおけるセパレータ層３とは、第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂを介して対向している。第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂには、第１固定部１１が配置されており、対向する２つのセパレータ層３は第１固定部１１により固定されている。

【0034】

第１固定部の材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。上記樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂が挙げられる。上記樹脂の具体例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂；ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；セルロース類；ポリアミド系樹脂；ポリイミド系樹脂が挙げられる。特に、本開示においては、セパレータ層および第１固定部がオレフィン系樹脂を含有することが好ましい。第１固定部によってセパレータ層が強固に固定されるからである。

【0035】

第１固定部は、対向する２つのセパレータ層とは異なる部材を含んでいてもよい。例えば図２では、第１固定部１１が、対向する２つのセパレータ層３とは異なる部材から構成されている。一方、第１固定部は、対向する２つのセパレータ層の少なくとも一方の一部を含んでいてもよい。例えば図６（ａ）では、対向する２つのセパレータ層３の一方が突起部３ａを有し、その突起部３ａが、負極層２における第１貫通部、および、負極集電体５における第２貫通部に挿入されている。すなわち、第１固定部１１がセパレータ層３の突起部３ａから構成されている。一方、図６（ｂ）では、対向する２つのセパレータ層３の両方が突起部３ａを有し、それらの突起部３ａが、それぞれ、負極層２における第１貫通部、および、負極集電体５における第２貫通部に挿入されている。この場合も、図６（ａ）と同様に、第１固定部１１がセパレータ層３の突起部３ａから構成されている。また、特に図示しないが、対向する２つのセパレータ層が突起部を有さない場合であっても（例えば、図２に示すように、対向する２つのセパレータ層３が、平坦形状を有する場合であっても）、対向する２つのセパレータ層が厚さ方向に歪んだ状態で直接接合することで、互いに固定されていてもよい。この場合も、第１固定部が、対向する２つのセパレータ層の少なくとも一方の一部を含む態様であるといえる。

【0036】

第１固定部は、電解液が通過する空隙を有していてもよい。積層電極体は、複数の発電単位が積層された構造を有するため、電解液は、経時的に積層電極体の底部に溜まりやすい。これに対して、第１固定部が空隙を有することで、毛細管現象により、底部に溜まった電解液を、積層電極体全体に拡散させることができる。一方、第１固定部は、電解液が通過する空隙を有しなくてもよい。例えば、電極体の位置ずれを効果的に抑制する場合、空隙を有しない第１固定部を用いて、対向するセパレータ層を強固に固定することが好ましい。

【0037】

図７に示すように、積層電極体１５は、並列接続された一対の発電単位である発電構造体を複数有していてもよい。具体的に、図７における積層電極体１５は、並列接続された一対の発電単位（発電単位Ａおよび発電単位Ｂ）である発電構造体１０αと、並列接続された一対の発電単位（発電単位Ｃおよび発電単位Ｄ）である発電構造体１０βと、を有する。

【0038】

さらに、一対の発電構造体（発電構造体１０αおよび発電構造体１０β）は、第２集電体Ｙを介して、厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って積層されている。図７において、発電構造体１０αの発電単位１０Ｂにおける正極層１と、発電構造体１０βの発電単位１０Ｃにおける正極層１とは、第２集電体Ｙである正極集電体４を介して、電気的に接続されている。また、一対の発電構造体（発電構造体１０αおよび発電構造体１０β）において、発電構造体１０αの発電単位１０Ｂにおけるセパレータ層３と、発電構造体１０βの発電単位１０Ｃにおけるセパレータ層３とは、対向している。対向する２つのセパレータ層３は、第２固定部１２により固定されている。その結果、積層電極体１５における全てのセパレータ層３は、第１固定部１１および第２固定部１２により、互いに固定されている。第２固定部１２の詳細については、上述した第１固定部１１と同様である。第２固定部１２は、第１固定部１１とは異なり、通常、第１貫通部および第２貫通部には位置しない。第２固定部１２と、第１固定部１１とは、厚さ方向に沿った平面視において、少なくとも一部が重複するように配置されていてもよい。

【0039】

図８に示すように、積層電極体１５は、直列接続された複数の発電単位を有していてもよい。具体的に、図８における積層電極体１５では、発電単位Ａ、発電単位Ｂ、発電単位Ｃおよび発電単位Ｄが厚さ方向Ｄ_Ｔに沿って積層されており、発電単位Ａ～Ｄは直列接続されている。隣り合う発電単位において、対向する２つのセパレータ層３は、第１固定部１１により固定されている。その結果、積層電極体１５における全てのセパレータ層３は、第１固定部１１により、互いに固定されている。

【0040】

図９に示すように、電池１００は、積層電極体１５を封止する、ラミネート型の外装体２０を備えていてもよい。図９において、積層電極体１５、外装体側２０の表面に、外側セパレータ層３１を有する。外側セパレータ層３１と、発電単位１０におけるセパレータ層３とは、第３固定部１３により、固定されていてもよい。第３固定部１３を設けることで、電極体の位置ずれを効果的に抑制できる。第３固定部１３の詳細については、上述した第１固定部１１と同様である。第３固定部１３は、図９に示すように、第１貫通部および第２貫通部に位置しなくてもよく、図８に示すように、第１貫通部（発電単位Ｄにおける貫通部）、および、電極集電体（負極集電体５）の貫通部に位置していてもよい。

【0041】

また、図９に示すように、第３固定部１３と、第１固定部１１とは、厚さ方向に沿った平面視において、少なくとも一部が重複するように配置されていてもよい。また、外装体２０と、外側セパレータ層３１とは、厚さ方向に沿った平面視において、少なくとも第３固定部１３と重複する位置において、互いに融着していてもよい。また、外装体２０と、外側セパレータ層３１とは、外側セパレータ層３１の全面において、互いに融着していてもよい。

【0042】

本開示における積層電極体の形成方法は、特に限定されない。図１０は、本開示における積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。具体的には、図２に示すように、並列接続された一対の発電単位（発電単位Ａおよび発電単位Ｂ）を有する積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。

【0043】

まず、図１０（ａ）に示すように、負極集電体５の両面に負極層２が形成された負極を準備する。次に、図１０（ｂ）に示すように、負極に対して、パンチ加工またはレーザー加工を行い、第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂを形成する。次に、図１０（ｃ）に示すように、第１貫通部７ａ、第２貫通部８および第１貫通部７ｂに第１固定部１１を配置する。次に、図１０（ｄ）に示すように、２つの負極層２の表面上に、それぞれ、セパレータ層３を配置する。この際、厚さ方向に沿った平面視において、第１固定部１１を覆うように、２つのセパレータ層３を配置する。次に、２つのセパレータ層３の表面上に、それぞれ、正極（正極層１および正極集電体４）を配置する。ここで、図１０（ｄ）において、２つのセパレータ層３を配置した後の任意のタイミングで、２つのセパレータ層３と第１固定部１１とを接合する。これにより、積層電極体１５が得られる。２つのセパレータ層３および第１固定部１１を接合する方法としては、例えば、ヒートシールが挙げられる。

【0044】

また、図１１は、本開示における積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。具体的には、図３に示すように、直列接続された一対の発電単位（発電単位Ａおよび発電単位Ｂ）を有する積層電極体の製造方法を例示する概略断面図である。

【0045】

まず、図１１（ａ）に示すように、双極集電体６と、双極集電体６の一方の表面側に形成された正極層１と、双極集電体６の他方の表面側に形成された負極層２とを有する双極電極を準備する。次に、図１１（ｂ）に示すように、双極電極に対して、パンチ加工またはレーザー加工を行い、第１貫通部７および第２貫通部８を形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、第１貫通部７および第２貫通部８に第１固定部１１を配置する。次に、図１１（ｄ）に示すように、正極層１および負極層２の表面上に、それぞれ、セパレータ層３を配置する。この際、厚さ方向に沿った平面視において、第１固定部１１を覆うように、２つのセパレータ層３を配置する。次に、負極層２側のセパレータ層３の表面上に、正極（正極層１および正極集電体４）を配置し、正極層１側のセパレータ層３の表面上に、負極（負極層２および負極集電体５）を配置する。ここで、図１１（ｄ）において、２つのセパレータ層３を配置した後の任意のタイミングで、２つのセパレータ層３と第１固定部１１とを接合する。これにより、積層電極体１５が得られる。

【0046】

３．電池
本開示における電池の種類は、特に限定されないが、典型的には、リチウムイオン二次電池である。さらに、本開示における電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられることが好ましい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

【0047】

本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。

【符号の説明】

【0048】

１ … 正極層
２ … 負極層
３ … セパレータ層
４ … 正極集電体
５ … 負極集電体
６ … 双極集電体
７ … 第１貫通部
８ … 第２貫通部
１０ … 発電単位
１１ … 第１固定部
１２ … 第２固定部
１３ … 第３固定部
１５ … 積層電極体
２０ … 外装体
１００ … 電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】