專利名稱：層疊型電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于雙極型電池的集電體的電壓檢測用端子的配置。
背景技術(shù)：
將在集電體的一面上形成有正極活性物質(zhì)層、在另一面上形成有負極活性物質(zhì)的雙極型電極經(jīng)由電解質(zhì)層而層疊多個的雙極型電池中，在構(gòu)成各層的單電池中，存在因制造時的原因引起的內(nèi)阻或容量等的偏差。雙極型電池在串聯(lián)連接這些單電池的狀態(tài)下被使用。但是，在各單電池分擔(dān)的電壓存在偏差時，從電壓較大的單電池開始進行惡化，其結(jié)果，雙極型電池整體的壽命縮短。為了延長雙極型電池整體的壽命，優(yōu)選對各單電池的電壓進行測定，基于測定的電壓，對各單電池的電壓進行調(diào)整。日本國特許廳在2005年發(fā)行的日本特開2005 — 235428號公開有為了測定雙極型電池的各單電池的電壓，在各單電池的集電體上安裝電壓檢測用端子，從各單電池抽取電壓進行測量。在該現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池中，集電體從層疊方向來看為長方形的平面形狀。從層疊方向來看，電壓檢測用端子安裝于相當(dāng)于同一邊的位置。電壓檢測用端子的這樣的配置在使用電壓檢測用端子進行電壓調(diào)整用的放電時，容易產(chǎn)生層狀的單電池的同一面內(nèi)的電壓分布不均勻。其結(jié)果，在放電結(jié)束后的同一單電池內(nèi)，可能會產(chǎn)生因部位而引起的充電狀態(tài)的偏差
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，使單電池內(nèi)的同一面內(nèi)的充電狀態(tài)均勻化。為了實現(xiàn)上述目的，該發(fā)明的雙極型電池將由層狀的集電體、配置于集電體的一面的正極活性物質(zhì)層、配置于集電體的另一面的負極活性物質(zhì)構(gòu)成的雙極型電極經(jīng)由電解質(zhì)層層疊多個，并且，具備安裝于集電體的周緣部的電壓檢測用端子。在該雙極型電池中，在與連結(jié)電壓檢測用端子和集電體的圖心的第一直線正交并通過集電體的圖心的第二直線的相反側(cè)，配置有鄰接的集電體的電壓檢測用端子。該發(fā)明的詳細內(nèi)容及其它特征及優(yōu)點在說明書的下述記載中進行說明，同時表示在添付的附圖中。另外，添付的附圖為了便于說明，包括夸張了構(gòu)成雙極型電池的各層的厚度及形狀的內(nèi)容。


圖1是該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池的概略縱向剖面圖；圖2是從上方看雙極型電池的平面圖；圖3是說明雙極型電池內(nèi)的電流的雙極型電池的概略縱向剖面圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池的概略縱向剖面圖5是從上方看現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池的平面圖；圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池的單電池內(nèi)的電流分布的電路圖；圖7是說明現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)于雙極型電池的單電池的距電壓檢測用端子的距離和電流密度的關(guān)系的圖表；圖8是說明現(xiàn)有技術(shù)中雙極型電池的距電壓檢測用端子的距離和電壓的關(guān)系的圖表；圖9A、D是構(gòu)成該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池的四個集電體的平面圖；圖10是表示該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池的單電池內(nèi)的電流分布的電路圖；圖11是說明該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池的距電壓檢測用端子的距離和電壓的關(guān)系的圖表；圖12A 12D是該發(fā)明的第二實施方式的構(gòu)成雙極型電池的四個集電體的平面圖；圖13A 13D是該發(fā)明的第三實施方式的構(gòu)成雙極型電池的四個集電體的平面圖；圖14是說明該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池的單電池的電壓檢測用端子的配置的概略平面圖；圖15是表示用圖14的XV-XV線切取`的單電池內(nèi)的放電結(jié)束后的電壓分布的圖表;圖16是說明該發(fā)明的第三實施方式的雙極型電池的單電池內(nèi)的電流分布的雙極型電池主要部分的概略立體圖。
具體實施例方式參照附圖1，該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池2具備經(jīng)由分隔件12層疊的四個長方形的集電體4。集電體4由導(dǎo)電性高分子材料或?qū)Ψ菍?dǎo)電性高分子材料添加了導(dǎo)電性填料的樹脂構(gòu)成。集電體4不限于樹脂，也可由金屬構(gòu)成。圖中，在水平保持的集電體4的垂直下面形成有正極活性物質(zhì)層5，在其垂直上面分別形成有負極活性物質(zhì)6。集電體4和形成于其兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層5及負極活性物質(zhì)6構(gòu)成雙極型電極3。因此，雙極型電池2具備四個雙極型電極3。負極活性物質(zhì)6設(shè)定為比正極活性物質(zhì)層5的表面積更寬。雙極型電極3經(jīng)由電解質(zhì)層7沿垂直方向?qū)盈B并電串聯(lián)連接，由此，形成一個雙極型電池2。在附圖中，為了便于說明，將在上下方向上相鄰的兩個雙極型電極3在此稱為上層雙極型電極及下層雙極型電極。按照位于下層雙極型電極的上面的負極活性物質(zhì)6和位于上層雙極型電極的下面的正極活性物質(zhì)層5經(jīng)由電解質(zhì)層7相互相対的方式，配置有上層雙極型電極和下層雙極型電極。正極活性物質(zhì)層5和負極活性物質(zhì)6的面積設(shè)定為比集電體4的水平方向的面積小。即，從層疊方向看集電體4，其周緣區(qū)域沒有設(shè)置正極活性物質(zhì)層5和負極活性物質(zhì)6。在層疊方向上鄰接的兩個集電體4的周緣區(qū)域之間夾持有規(guī)定寬度的密封部件11。密封部件11將正極活性物質(zhì)層5和負極活性物質(zhì)6相互絕緣，而且，在圖中上下方向?qū)χ玫恼龢O活性物質(zhì)層5和負極活性物質(zhì)6之間確保規(guī)定的空間8。密封部件11配置于正極活性物質(zhì)層5和負極活性物質(zhì)6的水平方向的外周的更外側(cè)。電解質(zhì)層7由填充于空間8的液體狀或凝膠狀的電解質(zhì)9構(gòu)成。在填充有電解質(zhì)9的空間8內(nèi)設(shè)有由可使電解質(zhì)9通過的多孔質(zhì)膜形成的分隔件12。分隔件12具備阻止相對的兩個電極活性物質(zhì)層5和6電接觸的作用。在最上層的負極活性物質(zhì)6連接有強電極片16，在最下層的正極活性物質(zhì)層5連接有強電極片17。在被充電的雙極型電池2中，強電極片16具有作為正端子的功能，強電極片17具有作為負端子的功能。通過電解質(zhì)層7和電解質(zhì)層7兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層5及負極活性物質(zhì)6構(gòu)成一個單電池15。雙極型電池2為三個單電池15串聯(lián)連接的構(gòu)成。參照圖3進行如下說明，從垂直下方將三個單電池15分別稱為第一單電池15a、第二單電池15b、及第三單電池15c。圖3與圖1相同，表不該發(fā)明第一實施方式的雙極型電池2。單電池15的數(shù)量及串聯(lián)連接雙極型電池2的數(shù)量可根據(jù)希望的電壓進行調(diào)節(jié)。串聯(lián)連接的三個單電池15a、15b、及15c分擔(dān)的電壓不等時，作為雙極型電池2整體，不能得到所希望的電池電壓。因此，在該雙極型電池2中，為了測定各單電池15a、15b、及15c的電壓，將電壓檢測用端子21a安裝于第一集電體4a，將電壓檢測用端子21b安裝于第二集電體4b，將電壓檢測用端子21c安裝于第三集電體4c，將電壓檢測用端子21d安裝于第四集電體4d。這樣，分別將各單電池15a、15b、及15c的電壓向外部取出。另外，配線22a 22d連接于電壓檢測用端子21a 21d。配線22a 22d連接于控制電路25。控制電路25為了緩和三個單電池15a、15b、及15c的電壓不均衡，基于檢測的單電池15a、15b、及15c的電壓，對高電壓的單電池進行放電。另外，放電也使用電壓檢測用端子21a 21d進行。S卩，第一單電池15a的電壓的測量和放電使用電壓檢測用端子21a和21b進行。第二單電池15b的電壓的測量和放電使用電壓檢測用端子21b和21c進行。第三單電池15c的電壓的測量和放電使用電壓檢測用端子21c和21d進行。參照圖9A、D，各集電體4a 4d的外形從層疊方向、即圖1的上下方向來看呈長方形。S卩，各集電體4a 4d具有四個邊31、32、33、及34。向四個集電體4a 4d的電壓檢測用端子21a、21b、21c、及21d的安裝通過粘接等方法進行。另外，為了檢測N個單電池的電壓，需要N + —個電壓檢測用端子。在此，將四個集電體4a 4d分別稱為第一集電體4a、第二集電體4b、第三集電體4c、及第四集電體4d。參照圖4和圖5，從層疊方向來看，現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池2分別在邊31的相同位置安裝電壓檢測用端子21a 21d。在該情況下，在進行用于電壓調(diào)整的放電時，在單電池15的面內(nèi)，電壓分布產(chǎn)生了不均勻，放電結(jié)束后在同一單電池15內(nèi)產(chǎn)生了充電狀態(tài)的不均勻。特別是在集電體4a 4d上使用比金屬材料的導(dǎo)電性低的樹脂材料的情況下，單電池15的面內(nèi)電流密度分布的偏差表現(xiàn)顯著。參照圖6，可以看出，作為層狀電池的單電池15a從層疊方向來看的情況下呈長方形的平面形狀，并具備并聯(lián)連接于一面內(nèi)的多個、例如五個微小電池元件BI。 在此，在五個微小電池元件BI中串聯(lián)連接有電阻R1。電阻Rl意思是電池直流電阻。圖的上下的電阻R2意思是面內(nèi)電阻元件。成為作為第一單電池15a的放電用端子的一對電壓檢測用端子21a和21b均位于圖的右端。在單電池15放電時，電壓檢測用端子21a和21b經(jīng)由放電電阻R4連接。圖中，在通過各微小電池元件BI的五個放電路徑中，通過位于距ー對電壓檢測用端子21a和21b最近位置的微小電池元件BI的放電電流Il的路徑最短，且路徑的電阻值也最小。微小電池元件BI距ー對電壓檢測用端子21a和21b的位置越遠，通過該微小電池元件BI的放電電流的路徑越長，且路徑的電阻值也越大。在五個路徑中，通過位于距ー對電壓檢測用端子21a和21b最遠位置的微小電池元件BI的放電電流15的路徑最長且路徑的電阻值最大。參照圖7，在現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池2中，在單電池15a的同一面內(nèi)，隨著距ー對電壓檢測用端子21a和21b的距離越遠，電流密度越小。參照圖8，在現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池2中，放電結(jié)束后的單電池15a的電壓分布為，距ー對電壓檢測用端子21a和21b越近的微小電池元件BI電壓越低。即，距ー對電壓檢測用端子21a和21b越近的微小電池元件BI放電進行的越快。這樣，在現(xiàn)有技術(shù)的雙極型電池2中，在至放電結(jié)束的期間，單電池15a的面內(nèi)產(chǎn)生電壓的不均勻。本來應(yīng)為均勻的單電池15的同一面內(nèi)的充電狀態(tài)的不均勻是指容許成為超過被測定的單電池15a的電壓的電壓位置存在于同一單電池15a內(nèi)的可能性。當(dāng)存在這樣的部位時，根據(jù)電池的使用方法具有在沒有被識別的狀態(tài)下引起局部的電池的過充電的可能性。對于單電池15b和15c也同樣。再次參照圖9A、D，在該發(fā)明的第一實施方式的雙極型電池2中，在集電體4a 4d的周緣部各安裝一個電壓檢 測用端子21a 21d。安裝例如通過粘接進行。為了表示電壓檢測用端子21a 21d的配置，圖9A 9D分別地表示集電體4a 4d的平面形狀。參照圖9D，沿層疊方向鄰接的第一集電體4a的電壓檢測用端子21a和第二集電體4b的電壓檢測用端子21b如下配置。即，在通過第一集電體4a的圖心Oa并與連結(jié)電壓檢測用端子21a和第一集電體4a的圖心Oa的第一直線Dal正交的第二直線Da2的相反側(cè)，配置鄰接的第二集電體4b的電壓檢測用端子21b。參照圖9C，沿層疊方向鄰接的第二集電體4b的電壓檢測用端子21b和第三集電體4c的電壓檢測用端子21c如下配置。即，在通過第二集電體4b的圖心Ob并與連結(jié)電壓檢測用端子21b和第二集電體4b的圖心Ob的第一直線Dbl正交的第二直線Db2的相反側(cè)，配置鄰接的第三集電體4c的電壓檢測用端子21c。參照圖9B，沿層疊方向鄰接的第三集電體4c的電壓檢測用端子21c和第四集電體4d的電壓檢測用端子21d如下配置。即，在通過第三集電體4c的圖心Oc并與連結(jié)電壓檢測用端子21c和第三集電體4c的圖心Oc的第一直線Dcl正交的第二直線Dc2的相反側(cè)，配置鄰接的第四集電體4d的電壓檢測用端子21d。參照圖9A，通過如上配置，鄰接的第三集電體4c的電壓檢測用端子21c位于通過第四集電體4d的圖心Od且與連結(jié)電壓檢測用端子21d和第四集電體4d的圖心Od的第一直線Ddl正交的第二直線Dd2的相反側(cè)。綜上所述，對于某集電體4和安裝于其上的電壓檢測用端子21，在通過集電體4的圖心0并與連結(jié)電壓檢測用端子21和集電體4的圖心0的第一直線Dl正交的第二直線D2的相反側(cè)，配置有鄰接的集電體4的電壓檢測用端子21。換言之，安裝于鄰接的集電體4的兩個電壓檢測用端子21以90度以上的角度間隔而配置。
在滿足以上條件的基礎(chǔ)上，電壓檢測用端子21a 21d進一步優(yōu)選如下配置。由通過集電體4的圖心O的兩根直線將集電體4的平面形狀分為四個區(qū)域，在位于不鄰接的兩個區(qū)域的一方的邊安裝電壓檢測用端子21。將沿層疊方向鄰接的集電體4的電壓檢測用端子21安裝于位于不鄰接的兩個區(qū)域的另一方的邊。優(yōu)選兩根直線由通過長方形的平面形狀的集電體4的頂點的兩根對角線構(gòu)成。S卩，參照圖9D，通過第一集電體4a的圖心Oa和構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Lla和L2a將第一集電體4a分割為四個區(qū)域RGla、RG2a、RG3a及RG4a，在不鄰接的兩個區(qū)域RGla和RG3a的一方RG3a配置電壓檢測用端子21a。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGla和RG3a的另一方RGla的位置配置鄰接的第二集電體4b的電壓檢測用端子21b。參照圖9C，通過第二集電體4b的圖心Ob和構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Llb和L2b，將第二集電體4b分割為四個區(qū)域RGlb、RG2b、RG3b及RG4b，在不鄰接的兩個區(qū)域RGlb和RG3b的一方RGlb配置電壓檢測用端子21b。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGlb和RG3b的另一方RG3b的位置配置鄰接的第三集電體4c的電壓檢測用端子21c。參照圖9B，通過第三集電體4c的圖心Oc和構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Llc和Llc，將第三集電體4c分割為四個區(qū)域RGlc、RG2c、RG3c及RG4c，在不鄰接的兩個區(qū)域RGlc和RG3c的一方RG3c配置電壓檢測用端子21c。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGlc和RG3c的另一方RGlc的位置配置鄰接的第四集電體4d的電壓檢測用端子21d。根據(jù)發(fā)明者們的研究，優(yōu)選鄰接的集電體4a 4d的電壓檢測用端子21a 21d以15(Γ210度的角度間隔而配置?；蛘?，優(yōu)選設(shè)置有電壓檢測用端子21a 21d的不鄰接 的兩個區(qū)域為構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Lla (Lib, Lie, Lld)和L2a (L2b，L2c，L2d)的交角形成為銳角的區(qū)域。這是因為，與在兩根直線Lla (Lib, Lie, Lld)和L2a (L2b，L2c，L2d)的交角形成鈍角的區(qū)域安裝電壓檢測用端子21a 21d相比，在構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Lla(Llb，Llc，Lld)和L2a (L2b，L2c，L2d)的交角形成銳角的區(qū)域安裝電壓檢測用端子21a 21d時，可將鄰接的電壓檢測用端子21a 21d分開配置。參照圖10，在如上所述配置電壓檢測用端子21a 21d的雙極型電池2中，對在單電池15a 15c的內(nèi)部放電電流如何流動進行如下說明。如對圖6的說明，可以看出，沿層疊方向來看的情況下，作為層狀的電池的第一單電池15a呈長方形,具備并列連接于一面內(nèi)的多個例如五個微小電池兀件BI。對于第二單電池15b和第三單電池15c也同樣。如圖3所示，第一單電池15a的電壓通過安裝于第一單電池15a的兩側(cè)的集電板4a和4b的電壓檢測用端子21a和21b進行檢測。電壓檢測用端子21a位于圖的左端，電壓檢測用端子21b位于圖的右端。因此，通過五個微小電池元件BI的放電電流的路徑的長度大致相等。圖示的電壓檢測用端子21a和21b間的五個放電路徑的電阻均由一個電阻Rl和六個電阻R2構(gòu)成。即，五個放電路徑的電阻值大致相等。其結(jié)果是，通過五個各微小電池元件BI的放電電流If 15的大小也大致相等。這樣，在第一單電池15a的面內(nèi)，五個微小電池元件BI均勻地進行放電，而與其存在位置無關(guān)。
參照圖11，均勻放電的結(jié)果是，放電結(jié)束后的第一單電池15a內(nèi)的電壓分布與距電壓檢測用端子21a的距離無關(guān)而是一定的。即，不會產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)的電壓檢測用端子的配置帶來的如圖8所示的電壓的不均勻。根據(jù)該雙極型電池2，可期待單電池15a (15b，15c)的面內(nèi)的電壓分布的平坦化。如上所述，在該雙極型電池2中，從單電池15a (15b, 15c)的一方的電壓檢測用端子21a (21b，21c)到另一方的電壓檢測用端子21b (21c，21d)的放電路徑的電阻無論路徑而均勻化。因此，無論單電池15a(15b，15c)的平面內(nèi)的任何位置，電流密度均相等，可使單電池15a (15b，15c)內(nèi)的充電狀態(tài)以同一水平平行地推移。另外，由于ー對電壓檢測用端子21a和21b (21b和21c或21c和21d)檢測出的放電結(jié)束后的電壓不依存于單電池15a(15b, 15c)的哪一部分，因此，可以進行精度良好的電壓檢測。該實施方式的雙極型電池2使用了具有長方形的平面形狀的集電體4a 4d，該發(fā)明也可適用于使用長方形以外的多邊形的集電體得到雙極型電池。而且，并不限于具有頂點的多邊形，集電體的平面形狀為圓形或橢圓形等的任何形狀，均可適用。參照圖12A 12D，對適用于具有該種形狀的集電體4aa，4ba，4ca及4da的雙極型電池2的該發(fā)明的第二實施方式進行說明。

在該實施方式中，也與第一實施方式相同，由四個集電體4aa，4ba，4ca，及4da構(gòu)成雙極型電池2。但與第一實施方式不同，集電體4aa 4dd具有不具備對稱性或具有頂點的平面形狀。在第一集電體4aa安裝有電壓檢測用端子21a,在第二集電體4ba安裝有電壓檢測用端子21b，在第三集電體4ca安裝有電壓檢測用端子21c，在第四集電體4da安裝有電壓檢測用端子21d。圖12A 12D與圖9A 9D相同，表示集電體4aa 4da中的電壓檢測用端子21a 21d的配置。參照圖12D，沿層疊方向鄰接的兩個第一集電體4aa和第二集電體4ba的電壓檢測用端子21a和21b如下配置。即，在通過第一集電體4aa的圖心Oa并與連結(jié)電壓檢測用端子21a和第一集電體4aa的圖心Oa的第一直線Dal正交的第二直線Da2的相反側(cè)，配置鄰接的第二集電體4ba的電壓檢測用端子21b。參照圖12C，沿層疊方向鄰接的第二集電體4ba和第三集電體4ca的電壓檢測用端子21b和21c如下配置。即，在通過第二集電體4ba的圖心Ob并與連結(jié)電壓檢測用端子21b和第二集電體4ba的圖心Ob的第一直線Dbl正交的第二直線Db2的相反側(cè)，配置鄰接的第三集電體4ca的電壓檢測用端子21c。參照圖12B，沿層疊方向鄰接的第三集電體4ca和第四集電體4da的電壓檢測用端子21c和21d如下配置。即，在通過第三集電體4ca的圖心Oc并與連結(jié)電壓檢測用端子21c和第三集電體4ca的圖心Oc的第一直線Dcl正交的第二直線Dc2的相反側(cè)，配置鄰接的第四集電體4da的電壓檢測用端子21d。參照圖12A，通過以上的配置，鄰接的第三集電體4ca的電壓檢測用端子21c位于通過第四集電體4da的圖心Od并與連結(jié)電壓檢測用端子21d和第四集電體4da的圖心Od的第一直線Ddl正交的第二直線Dd2的相反側(cè)。
在該實施方式中，分別安裝于鄰接的兩個集電體4的電壓檢測用端子21以90度以上的角度間隔而配置。在以上條件的基礎(chǔ)上，電壓檢測用端子21a 21d進一步優(yōu)選如下配置。由通過集電體4的圖心O的兩根直線將集電體4的平面形狀分為四個區(qū)域，在位于不鄰接的兩個區(qū)域的一方的邊配置電壓檢測用端子21。即，參照圖12D,由通過第一集電體4aa的圖心Oaa的兩根直線Lla和L2a將第一集電體4aa分割為四個區(qū)域RGla、RG2a、RG3a及RG4a，在不鄰接的兩個區(qū)域RGla和RG3a的一方RG3a配置電壓檢測用端子21a。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGla和RG3a的另一方RGla的位置，配置鄰接的第二集電體4ba的電壓檢測用端子21b。參照圖9C，通過第二集電體4ba的圖心Ob和構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Llb和L2b，將第二集電體4ba分割為四個區(qū)域RGlb、RG2b、RG3b及RG4b，在不鄰接的兩個區(qū)域RGlb和RG3b的一方RGlb配置電壓檢測用端子21b。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGlb和RG3b的另一方RG3b的位置配置鄰接的第三集電體4ca的電壓檢測用端子21c。參照圖12B，通過第三集電體4ca的圖心Oc和構(gòu)成長方形的對角線的兩根直線Llc和Llc將第三集電體4ca分割為四個區(qū)域RGlc、RG2c、RG3c及RG4c，在不鄰接的兩個區(qū)域RGlc和RG3c的一方RG3c配置電壓檢測用端子21c。在相當(dāng)于不鄰接的兩個區(qū)域RGlc和RG3c的另一方RGlc的位置配置鄰接的第四集電體4da的電壓檢測用端子21d。優(yōu)選的是，在第一集電體4aa的兩根直線Lla和L2a的交角形成為銳角的區(qū)域安裝電壓檢測用端子21a。對于電壓檢測用端子21lT21d也同樣。進一步優(yōu)選的是，將鄰接的兩個集電體4的電壓檢測用端子21以15(Γ210度的角度間隔進行配置。如上所述，根據(jù)該實施方式，對于不具有不具備對稱性或頂點的平面形狀的集電體4aa 4da，也可適用該發(fā)明，可消除單電池內(nèi)的同一面中的充電狀態(tài)的不均衡。參照圖13A 13D，對該發(fā)明的第三實施方式進行說明。在該實施方式中，也與第一實施方式相同，由四個集電體4a，4b，4c，及4d構(gòu)成雙極型電池2。圖13A 13D與圖9A 9D相同，表示集電體4a 4d中的電壓檢測用端子21a 21d的配置。集電體4a 4d具有與第一實施方式相同的長方形的平面形狀。在該實施方式的雙極型電池2中，在安裝有集電體4a 4d的電壓檢測用端子21a"21d的邊預(yù)附著有高導(dǎo)電率的規(guī)定寬度的良導(dǎo)體44。參照圖13D，對于第一集電體4a，在安裝有電壓檢測用端子21a的邊33a，貫穿全長預(yù)附著有薄的薄膜狀的第一良導(dǎo)體41。參照圖13C，對于第二集電體4b，在安裝有電壓檢測用端子21b的邊31b，貫穿全長預(yù)附著有薄的薄膜狀的第二良導(dǎo)體42。參照圖13B，對于第三集電體4c，在安裝有電壓檢測用端子21c的邊33c，貫穿全長預(yù)附著有薄的薄膜狀的第三良導(dǎo)體43。參照圖13A，對于第四集電體4d，在安裝有電壓檢測用端子21d的邊31d，貫穿全長預(yù)附著有薄的薄膜狀的第四良導(dǎo)體44。各電壓檢測用端子21a 21d以粘接等方法安裝于良導(dǎo)體41 44上。參照圖14，對安裝有電壓檢測用端子21a 21d的邊33&、31b，33c及31d著良導(dǎo)體41~44的理由進行說明。
圖14是第一實施方式的雙極型電池2的第一單電池15a的概略平面圖。在第一實施方式的雙極型電池2中，如圖9CT9D所示，電壓檢測用端子21a安裝于第一集電體4a的邊33a的下部。另外，電壓檢測用端子21b安裝于第二集電體4b的邊31b的大致中央部。在圖14中，“正極端子位置”相當(dāng)于電壓檢測用端子21a的安裝位置，“負極端子位置”相當(dāng)于電壓檢測用端子21b的安裝位置。而且，在第一單電池15a的放電時，等壓線與連結(jié)ー對電壓檢測用端子21a和21b的直線平行。放電結(jié)束后，通過與等壓線正交的線即、例如圖14的XV — XV線切取的第一單電池15a內(nèi)的電壓分布示于圖15。參照圖15，在規(guī)定位置B，電壓極小，在位置B的兩側(cè)，距離位置B越遠，則電壓越高。這樣，在規(guī)定位置B具有極小值的電壓分布的傾向在樹脂制的集電體等電阻較高的集電體中呈現(xiàn)顯著。如圖15所示的規(guī)定位置B為在圖14中XV — XV線和連結(jié)ー對電壓檢測用端子21a和21b的直線交叉的位置。在該位置，放電結(jié)束后的電壓極小，這是因為，在具有樹脂性集電體等電阻高的集電體的雙極型電池中，在以最短距離連結(jié)ー對電壓檢測用端子21a和21b的直線上，放電最活躍地進行。然而，在規(guī)定位置B具有電壓極小的電壓分布并不被優(yōu)選。因此，該發(fā)明的第三實施方式的雙極型電池2如圖13A 13D所示，在安裝有電壓檢測用端子21a 21d的邊33a，31b，33c及31d上，附著有良導(dǎo)體41 44。其結(jié)果，例如在第一單電池15a中，配置于安裝有第一集電體4a的邊33a的第一良導(dǎo)體41的整體具有作為電壓檢測用端子的功能。另外，配置于安裝有第二集電體4b的邊31b的第二良導(dǎo)體42的整體具有作為電壓檢測用端子的功能。參照圖16，在第一單電池15a中，放電電流從第一良導(dǎo)體41向第二良導(dǎo)體42流動。即，正負ー對電極通過良導(dǎo)體41和42，不是形成為點而是形成為線。其結(jié)果，放電電流的流動與沿集電體4a和4b的長度方向、即圖1和圖3的左右方向延伸的邊32a，32b及邊34a，34b平行，且均勻。因此，消除了第一單電池15a內(nèi)的電壓分布具有極小的情況。對于第二單電池15b及第三單電池15c也相同。綜上所述，在使用與金屬集電體相比電阻顯著高的樹脂制等集電體的情況下，沿與連結(jié)單電池的一對電壓檢測用端子而得到的直線正交的方向的電壓分布在連結(jié)ー對電壓檢測用端子的直線上取極小值。由此，單電池的面內(nèi)的電壓分布不平坦。該實施方式的雙極型電池2在設(shè)有電壓檢測用端子21a 21d的邊33a、31b，33c及31d附著有良導(dǎo)體4廣44。良導(dǎo)體4廣44使與連結(jié)ー對電壓檢測用端子21 a和21b (21b和21c，21c和21d)而得到的直線正交的方向的電壓分布形成為等電位。因此，使用與金屬集電體相比電阻顯著高的樹脂制等集電體4a 4d構(gòu)成雙極型電池2的情況下，也可使單電池15a 15c內(nèi)的電流密度分別均勻化。對于以上的說明，通過將2010年7月30日為申請日的日本國的特愿2010 —172270號的內(nèi)容引用至此而合為一體。以上，通過幾個特定的實施例對該發(fā)明進行了說明，但該發(fā)明不限于上述各實施例。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明請求的技術(shù)范圍內(nèi)，可以對這些實施例施加各種修正或變更。
例如，在第三實施方式中，并不一定貫穿安裝有電壓檢測用端子21a 21d的邊33a、31b、33c及31d的全長配置良導(dǎo)體4廣44，也可僅在以電壓檢測用端子21a 21d為中心的邊33a、31b，33c及31d的一部分附著良導(dǎo)體4廣44。工業(yè)上的可利用性如上所述，該發(fā)明的雙極型電池在進行電壓調(diào)整用的放電時，使層狀的單電池內(nèi)的電壓分布均勻化。因此，在 延長例如作為電源搭載于在電動車輛的雙極型電池的壽命的基礎(chǔ)上，可期待優(yōu)選的效果。該發(fā)明的實施例所包含的排他性質(zhì)或特征包含于如下所示的本發(fā)明請求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種雙極型電池(2)，將由層狀的集電體(4，4a，4b，4c，4d，4aa，4ba，4ca，4da)、配置于集電體(4,4a, 4b, 4c, 4d, 4aa, 4ba, 4ca, 4da)的一面的正極活性物質(zhì)層(5)、配置于集電體(4,4a,4b,4c,4d,4aa,4ba,4ca,4da)的另一面的負極活性物質(zhì)(6)構(gòu)成的雙極型電極(3)經(jīng)由電解質(zhì)層(7)層疊多個，并且,具備安裝于集電體(4,4a,4b,4c,4d,4aa,4ba,4ca,4da)的周緣部的電壓檢測用端子(21a，21b，21c，21d)， 在通過集電體(4,4a,4b,4c,4d,4aa,4ba,4ca,4da)的圖心(Oa, Ob, Oc, Od)并與連結(jié)電壓檢測用端子(21a, 21b, 21c, 21d)和集電體(4,4a, 4b, 4c, 4d, 4aa, 4ba, 4ca, 4da)的圖心(0a, Ob, 0c，Od)的第一直線(Dal, Dbl, Del, Ddl)正交的第二直線(Da2，Db2，Dc2，Dd2)的相反側(cè)，配置有鄰接的集電體(4,4a, 4b, 4c, 4d, 4aa, 4ba, 4ca, 4da)的電壓檢測用端子(21a,21b，21c，21d)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極型電池(2)，其中，由在圖心(0a，Ob，Oc，Od)交叉的兩根直線(Lla, Lib, Lie, Lid, L2a, L2b, L2c, L2d)將集電體(4,4a, 4b, 4c, 4d, 4aa, 4ba, 4ca, 4da)的平面形狀分割為四個區(qū)域(RGla，RG2a, RG3a, RG4a, RGlb, RG2b, RG3b, RG4b, RGlc, RG2c,RG3c, RG4c, RGld, RG2d, RG3d, RG4d)的情況下，將鄰接的集電體(4，4a, 4b,4c,4d, 4aa, 4ba,4ca，4da)的電壓檢測用端子(21a，21b，21c，21d)分別配置于不鄰接的兩個區(qū)域的一個和另一個。
3.如權(quán)利要求1所述的雙極型電池，其中，不鄰接的兩個區(qū)域為兩根直線(Lla，Llb,Lie, Lid, L2a, L2b,L2c,L2d)的交角形成為銳角的區(qū)域(RGla，RG3a, RGlb, RG3b, RGlc, RG3c,RGld, RG3d)。
4.如權(quán)利要求2或3的雙極型電池,其中，集電體(4,4a,4b,4c,4d,4aa,4ba,4ca,4da)的平面形狀為長方形，在圖心(0a, 0b, Oc, Od)交叉的兩根直線(Lla, Lib, Lie, Lid, L2a,L2b，L2c，L2d)為長方形的對角線。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的雙極型電池(2)，其中，鄰接的集電體(4，4a，4b，4c，4d，4aa，4ba，4ca，4da)的電壓檢測用端子(21a，21b，21c，21d)以150度到210度的角度間隔而配置。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的雙極型電池(2)，其中，由電解質(zhì)層(7)、位于電解質(zhì)層(7)的兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層(5)和負極活性物質(zhì)(6)構(gòu)成一個單電池(15，15a，15b，15c)，電壓檢測用端子(21a，21b，21c，21d)兼用于各單電池(15，15a，15b，15c)的容量調(diào)整用端子。
全文摘要
通過將由層狀的集電體(4)、配置于集電體(4)的一面的正極活性物質(zhì)層(5)、配置于集電體(4)的另一面的負極活性物質(zhì)(6)構(gòu)成的雙極型電極(2)經(jīng)由電解質(zhì)層(7)層疊多個，從而構(gòu)成雙極型電池(2)。在集電體(4)的周緣部安裝有電壓檢測用端子(21a，21b)。在通過集電體(4)的圖心(O)并與連結(jié)電壓檢測用端子(21a)和圖心(O)的第一直線(Da1)正交的第二直線(Da2)的相反側(cè)，配置鄰接的集電體(3)的電壓檢測用端子(21b)，由此，在同一單電池(15)內(nèi)使充電狀態(tài)均勻。
文檔編號H01M10/04GK103038918SQ20118003733
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者宮崎泰仁, 鈴木直人 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社