(57)【要約】【課題】表裏面を目視で判別できるバイポーラ電極、該バイポーラ電極を備えた固体電池、並びに、該固体電池を備えた電子機器及び自動車を提供する。【解決手段】集電体の一方の面側に正極が形成されるとともに他方の面側に負極が形成され、目視で表裏面を判別可能である、バイポーラ電極、該バイポーラ電極を備えた固体電池、並びに、該固体電池を備えた電子機器及び自動車とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の一方の面側に正極活物質を含む正極が形成されるとともに他方の面側に負極活物質を含む負極が形成され、目視で表裏面を判別可能である、バイポーラ電極。
【請求項２】
前記正極の吸収波長と前記負極の吸収波長とが異なる、請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項３】
集電体の一方の面側に正極活物質を含む正極が形成されるとともに他方の面側に負極活物質を含む負極が形成されたバイポーラ電極であって、
前記正極の前記集電体が備えられる側とは反対側の面、及び、前記負極の前記集電体が備えられる側とは反対側の面の少なくとも一方の面側に第２物質を含む判別層が形成され、目視で表裏面を判別可能である、バイポーラ電極。
【請求項４】
前記第２物質がＬｉイオン伝導体である、請求項３に記載のバイポーラ電極。
【請求項５】
前記第２物質が活物質である、請求項３に記載のバイポーラ電極。
【請求項６】
前記正極側に前記判別層が備えられ、前記第２物質が、前記正極活物質の電位以上の電位を有する、請求項５に記載のバイポーラ電極。
【請求項７】
前記負極側に前記判別層が備えられ、前記第２物質が、前記負極活物質の電位以下の電位を有する、請求項５または６に記載のバイポーラ電極。
【請求項８】
前記表裏面の吸収波長の差が３０ｎｍ以上である、請求項２〜７のいずれかに記載のバイポーラ電極。
【請求項９】
前記表裏面に異なる模様が形成された、請求項１〜８のいずれかに記載のバイポーラ電極。
【請求項１０】
前記表裏面の平面形状が異なる、請求項１〜９のいずれかに記載のバイポーラ電極。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のバイポーラ電極を備えた固体電池。
【請求項１２】
請求項１１に記載の固体電池を備えた電子機器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の固体電池を備えた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型のバイポーラ電極、該バイポーラ電極を備えた固体電池、並びに、該固体電池を備えた電子機器及び自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラ電池は、電解質層を介して複数のバイポーラ電極（ニ極電極）を積層してなる電池要素を備えている。ここで、バイポーラ電極とは、シート状の集電体の一方の面側に正極が形成されるとともに他方の面側に負極が形成された積層体である。
【０００３】
このようなバイポーラ電池は、薄型化や軽量化が容易であり、放熱性が優れるなどの利点も有するため、近年、注目が集まっている。例えば、特許文献１には、複数のバイポーラ電池を積層した組電池に関する技術が開示されている。また、軽量な電池としては特許文献２に開示されているような偏平型電池もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４７５３４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６６９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、バイポーラ電極は正極と負極とが同一集電体の表裏に存在する。そのため、上記特許文献１に開示されているバイポーラ電極や従来のバイポーラ電極では、正極活物質と負極活物質とが同色の場合はバイポーラ電極の表裏を判別するのが難しくなり、問題となることがあった。例えば、バイポーラ電極を複数積層してなる電池要素を備えたバイポーラ電池を製造する過程において、バイポーラ電極を落下させるなどして表裏を判別することが難しい状態になると、バイポーラ電極の表裏を逆に組み付けてしまう虞があった。上記特許文献２には、負極側の面と正極側の面の少なくとも一方に凹凸を設けることで表裏の区別をつける技術が開示されているが、これは電池として完成した完成品の表裏を区別するために電池ケースに凹凸を設けるという技術であり、電極の表裏を判別するというものではない。
【０００６】
そこで本発明は、表裏面を目視で判別できるバイポーラ電極、該バイポーラ電極を備えた固体電池、並びに、該固体電池を備えた電子機器及び自動車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
第１の本発明は、集電体の一方の面側に正極活物質を含む正極が形成されるとともに他方の面側に負極活物質を含む負極が形成され、目視で表裏面を判別可能である、バイポーラ電極である。
【０００８】
上記第１の本発明のバイポーラ電極において、正極の吸収波長と負極の吸収波長とが異なることが好ましい。かかる形態とすることによって、色によってバイポーラ電極の表裏面を判別することができる。また、正極の吸収波長と負極の吸収波長と差は３０ｎｍ以上であることが好ましい。バイポーラ電極の表裏面の吸収波長の差が小さすぎれば、バイポーラ電極の表裏面を色で判別することが困難になる。
【０００９】
第２の本発明は、集電体の一方の面側に正極活物質を含む正極が形成されるとともに他方の面側に負極活物質を含む負極が形成されたバイポーラ電極であって、正極の集電体が備えられる側とは反対側の面、及び、負極の集電体が備えられる側とは反対側の面の少なくとも一方の面側に第２物質を含む判別層が形成され、目視で表裏面を判別可能である、バイポーラ電極である。以下、本発明の説明において、「正極の集電体が備えられる側とは反対の面側」を「正極の外側」といい、「負極の集電体が備えられる側とは反対の面側」を「負極の外側」ということがある。正極の外側と負極の外側との両方に判別層が備えられる場合は、正極の外側に備えられる判別層に含まれる第２物質と、負極の外側に備えられる判別層に含まれる第２物質とが異なる場合がある。
【００１０】
上記第２の本発明のバイポーラ電極において、第２物質がＬｉイオン伝導体であることが好ましい。かかる形態とすることによって、電解質層を介して本発明のバイポーラ電極を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層が該電解質層と同様の機能を果たし、判別層が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。
【００１１】
上記第２の本発明のバイポーラ電極において、第２物質が活物質であることも好ましい。ここで、「第２物質が活物質である」とは、判別層が正極の外側に形成される場合は第２物質が正極活物質であり、判別層が負極の外側に形成される場合は第２物質が負極活物質であることを意味する。かかる形態とすることによって、電解質層を介して本発明のバイポーラ電極を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層が正極または負極と同様の機能を果たし、判別層が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。
【００１２】
正極の外側に正極活物質である第２物質を含む判別層が備えられた上記第２の本発明のバイポーラ電極において、第２物質が正極に含まれる正極活物質の電位以上の電位を有することが好ましい。かかる形態とすることによって、電解質層を介して本発明のバイポーラ電極を複数積層してなる電池要素を使用する際に、第２物質が該電池要素での電池反応に使われることを抑制することができる。
【００１３】
負極の外側に負極活物質である第２物質を含む判別層が備えられた上記第２の本発明のバイポーラ電極において、第２物質が負極に含まれる負極活物質の電位以下の電位を有することが好ましい。かかる形態とすることによって、電解質層を介して本発明のバイポーラ電極を複数積層してなる電池要素を使用する際に、第２物質が該電池要素での電池反応に使われることを抑制することができる。
【００１４】
上記第２の本発明のバイポーラ電極において、表裏面の吸収波長の差が３０ｎｍ以上であることが好ましい。バイポーラ電極の表裏面の吸収波長の差が小さすぎれば、バイポーラ電極の表裏面を色で判別することが困難になる。
【００１５】
上記第１及び第２の本発明のバイポーラ電極において、表裏面に異なる模様が形成された形態とすることができる。「表裏面に異なる模様が形成された」とは、バイポーラ電極の表裏面のどちらか一方にのみ何らかの模様が形成されていても良く、表裏面の両方にそれぞれ異なる模様が形成されていても良いことを意味する。ここで「模様」とは、色で識別できるものの他、溝などを設けることによって識別できるものも含む。かかる形態とすることによって、バイポーラ電極の表裏面を目視で容易に判別することができる。ただし、溝などを設けた場合、正極と負極との間で不均一な電池反応が起こる虞がある。
【００１６】
上記第１及び第２の本発明のバイポーラ電極において、表裏面の平面形状が異なる形態とすることができる。ここで「平面形状」とは、正極、集電体、及び負極が積層される方向に対して垂直な方向の面の形状を意味する。かかる形態とすることによって、バイポーラ電極の表裏面を目視で容易に判別することができる。ただし、バイポーラ電極の表裏面を異なる形状とすると、正極と負極との間で不均一な電池反応が起こる虞がある。
【００１７】
第３の本発明は、第１または第２の本発明のバイポーラ電極を備えた固体電池である。
【００１８】
第４の本発明は、第３の本発明の固体電池を備えた電子機器である。
【００１９】
第５の本発明は、第３の本発明の固体電池を備えた自動車である。
【発明の効果】
【００２０】
第１の本発明によれば、表裏面を目視で判別できるバイポーラ電極を提供することができる。また、第２の本発明によれば、正極と負極とを色で判別し難い場合であっても、表裏面を色で判別することができるバイポーラ電極を提供することができる。また、第３の本発明によれば、製造過程において表裏面を目視で判別できるバイポーラ電極を備えており、生産性が向上された固体電池を提供することができる。さらに、第４及び第５の本発明によれば、第２の本発明の固体電池を備えた電子機器及び自動車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のバイポーラ電極の断面を概略的に示す図である。
【図２】本発明の固体電池の一部の断面を概略的に示す図である。
【図３】従来のバイポーラ電極の断面を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．バイポーラ電極
バイポーラ電極は、正極と負極とが同一集電体の表裏に存在する。そのため、図３に示した従来のバイポーラ電極４０のように、集電体４３の一方の面側に形成された正極４１と、他方の面側に形成された負極４３とが同色である場合、バイポーラ電極４０の表裏を判別することが難しく、電極４０を落下させるなどして表裏の判別が難しい状態になると、表裏を逆に組み付けてしまうなどの問題が生じる虞があった。本発者はかかる問題点に鑑みて、表裏面を目視で判別できるバイポーラ電極を完成させた。以下、図面を参照しつつ、本発明のバイポーラ電極の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、第１実施形態にかかる本発明のバイポーラ電極１０の断面を概略的に示した図である。バイポーラ電極１０は、集電体１３の一方の面側に正極１１を備えるとともに、他方の面側に負極１２を備えている。正極１１と負極１２とは、吸収波長が異なる物質で構成されており、目視（色）によってバイポーラ電極１０の表裏を判別することができる。色によってバイポーラ電極１０の表裏を判別するためには、正極１１と負極１２との吸収波長の差は３０ｎｍ以上であることが好ましい。正極１１と負極１２との吸収波長の差が小さくなり過ぎると、バイポーラ電極１０の表裏を目視で判別することが困難になる。以下、バイポーラ電極１０の各構成について説明する。
【００２４】
（集電体１３）
集電体１３は、バイポーラ電極１０を積層して電池として用いる際に、正極１１または負極１２の集電を行う機能を担うものである。したがって、集電体１３を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、正極活物質及び負極活物質に対する安定性という観点からは、ステンレス鋼が好ましい。
【００２５】
（正極１１）
正極１１は、少なくも正極活物質を含有しており、負極１２と色によって判別できるものであれば特に限定されない。したがって、バイポーラ電極１０に用いることができる正極活物質は、負極１２に含有される負極活物質と色で判別できる組み合わせであれば、公知のものを用いることができる。
【００２６】
正極１１に用いることができる正極活物質の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物等、ＬｉＦｅＰＯ４等の遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３等の遷移金属酸化物や硫化物、ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。
【００２７】
正極１１は少なくも上記正極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。導電助剤としては特に限定されず、従来のバイポーラ電極に用いられるものを用いることができる。例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等を挙げることができる。バインダーも同様に、特に限定されることなく、従来のバイポーラ電極に用いられるものを用いることができる。正極活物質、導電助剤、バインダーの配合量は、バイポーラ電極１０を備える電池の使用目的などを考慮して決めることができる。
【００２８】
（負極１２）
負極１２は、少なくも負極活物質を含有しており、正極１１と色によって判別できるものであれば特に限定されない。したがって、バイポーラ電極１０に用いることができる負極活物質は、正極１１に含有される正極活物質と色で判別できる組み合わせであれば、公知のものを用いることができる。
【００２９】
負極１２に用いることができる負極活物質の具体例としては、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物、カーボン等が挙げられ、これらの中でも、容量や出力特性に優れた電池を得るという観点からは、カーボン、遷移金属酸化物、リチウム−遷移金属複合酸化物が好ましい。また、チタン酸化物、リチウム−チタン複合酸化物、カーボンがより好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。
【００３０】
負極１２は少なくとも負極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。負極１２の構成は、上記正極活物質のかわりに上記負極活物質を含むこと以外は正極１１と同様にすることができるため、説明を省略する。
【００３１】
（正極活物質及び負極活物質の組み合わせ）
上記したように、正極１１に含まれる正極活物質及び負極１２に含まれる負極活物質は、両者を色で判別できる組み合わせで用いられる。バイポーラ電極１０に用いることができる正極活物質／集電体１３／負極活物質の組み合わせの具体例としては、
（黒）ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２（白）
などを挙げることができる。ＬｉＣｏＯ２は黒く見え、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２は白く見えるため、バイポーラ電極１０の表裏を色で判別することができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図１（ｂ）は、第２実施形態にかかる本発明のバイポーラ電極２０の断面を概略的に示した図である。バイポーラ電極２０は、集電体２３の一方の面側に正極２１を備えるとともに、他方の面側に負極２２を備え、正極２１の外側にさらに判別層２４を備えている。判別層２４と負極２２とは、吸収波長が異なる物質で構成されており、目視（色）によってバイポーラ電極２０の表裏を判別することができる。色によってバイポーラ電極２０の表裏を判別するためには、判別層２４と負極２２との吸収波長の差は３０ｎｍ以上であることが好ましい。判別層２４と負極２２との吸収波長の差が小さくなり過ぎると、バイポーラ電極２０の表裏を目視で判別することが困難になる。以下、バイポーラ電極２０の各構成について説明する。
【００３３】
（集電体２３）
集電体２３は、バイポーラ電極２０を積層して電池として用いる際に、正極２１または負極２２の集電を行う機能を担うものである。したがって、集電体２３を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、正極活物質及び負極活物質に対する安定性という観点からは、ステンレス鋼が好ましい。
【００３４】
（正極２１）
正極２１は少なくとも正極活物質を含有していれば特に限定されない。正極２１に用いることができる正極活物質の具体例としては、上記正極１１の説明で例示したものと同様のものを挙げることができる。また、正極２１は少なくも正極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。正極２１の構成は、負極２２と色で判別できる必要がないということ以外は上記正極１１と同様にすることができるため、説明を省略する。
【００３５】
（負極２２）
負極２２は、少なくとも負極活物質を含有しており、判別層２４と色によって判別できるものであれば特に限定されない。したがって、負極２２に用いることができる負極活物質は、上記負極１２と同様に公知のものを用いることができるが、判別層２４と色で判別できる組み合わせで用いられなければならない。また、負極２２は少なくも負極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。負極２２の構成は、判別層２４と色で判別できる必要があるという以外は、上記負極１２と同様にすることができるため、説明を省略する。
【００３６】
（判別層２４）
判別層２４は、負極２２に含まれる負極活物質と吸収波長が異なる第２物質を少なくも含んでいれば特に限定されないが、該第２物質はＬｉイオン伝導体または正極活物質であることが好ましい。
【００３７】
第２物質をＬｉイオン伝導体とすれば、電解質層を介してバイポーラ電極２０を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層２４が該電解質層と同様の機能を果たし、判別層２４が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。したがって、この場合の判別層２４は、負極２２と色によって判別できるということ以外は、従来のバイポーラ電極を備えた電池要素に用いられる電解質層と同様の構成とすることができる。
【００３８】
また、第２物質を正極活物質とすれば、電解質層を介してバイポーラ電極２０を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層２４が正極２１と同様の機能を果たし、判別層２４が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。したがって、この場合の判別層２４は、負極２２と色によって判別できるということ以外は、正極２１と同様の構成とすることができる。また、第２物質は、正極２１に含有される正極活物質の電位以上の電位を有していても良い。かかる形態とすることによって、バイポーラ電極２０を備える電池要素を使用する際に、第２物質が電池反応に使われることを抑制することができる。
【００３９】
（第２物質、正極活物質、及び負極活物質の組み合わせ）
上記したように、判別層２４に含まれる第２物質及び負極２２に含まれる負極活物質は、両者を色で判別できる組み合わせで用いられる。バイポーラ電極２０に用いることができる第２物質／正極活物質／集電体２３／負極活物質の組み合わせの具体例としては、
（紫）ＬｉＣｏＰＯ４／ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／Ｃ（黒）
（黄）ＬｉＮｉＰＯ４／ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／Ｃ（黒）
（白）Ｌｉ０．５Ｌａ０．５ＴｉＯ３／ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／Ｃ（黒）
などを挙げることができる。第２物質を含む判別層２４が備えられなかった場合、すなわち、正極活物質／集電体２３／負極活物質の組み合わせが
（黒）ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／Ｃ（黒）
であった場合は、ＬｉＣｏＯ２及びＣが黒く見えるためバイポーラ電極の表裏を判別することが困難になるが、上記した具体例のように第２物質を含む判別層２４を備えることによって、ＬｉＣｏＰＯ４は紫色に見え、ＬｉＮｉＰＯ４は黄色に見え、Ｌｉ０．５Ｌａ０．５ＴｉＯ３は白く見えるため、バイポーラ電極２０の表裏面を色で判別することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図１（ｃ）は、第３実施形態にかかる本発明のバイポーラ電極３０の断面を概略的に示した図である。バイポーラ電極３０は、集電体３３の一方の面側に正極３１を備えるとともに、他方の面側に負極３２を備え、さらに、負極３２の外側に判別層３４を備えている。正極３１と判別層３４とは、吸収波長が異なる物質で構成されており、目視（色）によってバイポーラ電極３０の表裏を判別することができる。色によってバイポーラ電極３０の表裏を判別するためには、正極３１と判別層３４との吸収波長の差は３０ｎｍ以上であることが好ましい。正極３１と判別層３４との吸収波長の差が小さくなり過ぎると、バイポーラ電極３０の表裏を目視で判別することが困難になる。以下、バイポーラ電極３０の各構成について説明する。
【００４１】
（集電体３３）
集電体３３は、バイポーラ電極３０を積層して電池として用いる際に、正極３１または負極３２の集電を行う機能を担うものである。したがって、集電体３３を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、正極活物質及び負極活物質に対する安定性という観点からは、ステンレス鋼が好ましい。
【００４２】
（正極３１）
正極３１は、少なくとも正極活物質を含有しており、判別層３４と色によって判別できるものであれば特に限定されない。したがって、バイポーラ電極３０に用いることができる正極活物質は、上記負極１１と同様に公知のものを用いることができるが、判別層３４と色で判別できる組み合わせで用いられなければならない。また、正極３１は少なくも正極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。正極３１の構成は、判別層３４と色で判別できる必要があるということ以外は、上記正極１１と同様にすることができるため、説明を省略する。
【００４３】
（負極３２）
負極３２は、少なくとも負極活物質を含有していれば特に限定されない。負極３２に用いることができる負極活物質の具体例としては、上記負極１２と同様のものを挙げることができる。また、負極３２は少なくも負極活物質を含有していれば良く、さらに、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。負極３２の構成は、正極３１と色で判別できる必要がないという以外は上記負極１２と同様にすることができるため、説明を省略する。
【００４４】
（判別層３４）
判別層３４は、正極３１に含まれる正極活物質と吸収波長が異なる第２物質を少なくも含んでいれば特に限定されないが、該第２物質はＬｉイオン伝導体または負極活物質であることが好ましい。
【００４５】
第２物質をＬｉイオン伝導体とすれば、電解質層を介してバイポーラ電極３０を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層３４が該電解質層と同様の機能を果たし、判別層３４が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。したがって、この場合の判別層３４は、正極３１と色によって判別できるということ以外は、従来のバイポーラ電極を備えた電池要素に用いられる電解質層と同様の構成とすることができる。
【００４６】
また、第２物質を負極活物質とすれば、電解質層を介してバイポーラ電極３０を複数積層してなる電池要素を使用する際に、判別層３４が負極３２と同様の機能を果たし、判別層３４が備えられても該電池要素での電池反応を妨げない。したがって、この場合の判別層３４は、正極３１と色によって判別できるということ以外は、負極３２と同様の構成とすることができる。また、第２物質が負極活物質である場合は、第２物質が負極３２に含まれる負極活物質の電位以下の電位を有していても良い。かかる形態とすることによって、バイポーラ電極３０を備える電池要素を使用する際に、第２物質が電池反応に使われることを抑制することができる。
【００４７】
（正極活物質、負極活物質、及び第２物質の組み合わせ）
上記したように、判別層３４に含まれる第２物質及び正極３１に含まれる正極活物質は、両者を色で判別できる組み合わせで用いられる。バイポーラ電極３０に用いることができる正極活物質／集電体３３／負極活物質／第２物質の組み合わせの具体例としては、
（黒）ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／ＬｉＭｎ２Ｏ４／Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２（白）
（黒）ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／ＬｉＭｎ２Ｏ４／ＬｉＰＯＮ（薄黄）
などを挙げることができる。第２物質を含む判別層３４が備えられなかった場合、すなわち、正極活物質／集電体３３／負極活物質の組み合わせが
（黒）ＬｉＣｏＯ２／ステンレス鋼／ＬｉＭｎ２Ｏ４（黒）
であった場合は、ＬｉＣｏＯ２及びＬｉＭｎ２Ｏ４が黒く見えるためバイポーラ電極の表裏を判別することが困難になるが、上記した具体例のように第２物質を含む判別層３４を備えることによって、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２は白く見え、ＬｉＰＯＮは薄い黄色に見えるため、バイポーラ電極３０の表裏面を色で判別することができる。
【００４８】
＜その他の形態＞
これまでの本発明のバイポーラ電極の説明では、正極の外側または負極の外側に判別層が備えられる形態について説明したが、正極の外側及び負極の外側の両方に判別層が備えられる形態であってもよい。かかる形態では、正極の外側の判別層と負極の外側の判別層とを目視で判別できるようにすれば良い。また、これまでの本発明のバイポーラ電極の説明では、色によって表裏を判別する形態について説明してきたが、本発明のバイポーラ電極は、表裏を目視で判別することができる形態であれば特に限定されない。色以外でバイポーラ電極の表裏面を判別できる形態の具体例としては、表裏面に異なる模様を付けた形態や、表裏の平面形状が異なる形態などが考えられる。表裏に異なる模様を付ける場合、片面にのみ溝や模様を付けた形態や、両面にそれぞれ間隔が異なる溝を付けた形態などが考えられる。しかしながら、正極及び負極間で不均一な電池反応が起こることを抑制するという観点からは、模様や形状によって表裏を判別するより、色によって表裏を判別する形態の方が好ましい。
【００４９】
２．固体電池
本発明の固体電池は、電解質層を介して複数の上記本発明のバイポーラ電極を積層してなる電池要素及び該電池要素を収容する外装ケースを備えている。図２に本発明の固体電池の一部の断面を概略的に示す。
【００５０】
図２に示すように固体電池は、電解質層５０を介してバイポーラ電極１０を複数直列に接続してなる電池要素１００を外装ケース（不図示）に収納して構成されている。本発明に用いることができる電解質層５０は、イオン伝導性を有する高分子から構成される層であり、イオン伝導性を示すものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。また、本発明に用いることができる外装ケースは、使用時の環境に耐えうるものであれば特に限定されず、公知ものを用いることができる。
【００５１】
バイポーラ電極１０は、集電体１３の一方の面に正極１１が形成され、他方の面に負極１２が形成されているので、バイポーラ電極１０が積層された電池要素１００において、隣接する集電体１３、１３の間に挟まれる、正極１１、電解質層５０、及び負極１２により単電池６０が構成される。したがって、電池要素１００の正極１１側の末端の電極は、集電体１３の一方の面に正極１１が形成され、負極１２は備えない形態となる。同様に、電池要素１００の負極１２側の末端の電極は、集電体１３の一方の面に負極１２が形成され、正極１１は備えない形態となる。
【００５２】
電池要素１００の正極１１側の末端の集電体１３には正極タブ（不図示）が接続され、負極１２側の末端の集電体１３には負極タブ（不図示）が接続される。正極タブ及び負極タブは電流を取り出すための端子として機能する。正極タブ及び負極タブを構成する材料としては、従来の公知のものを用いることができる。具体的には、アルミニウム、銅などの導電性が高い材料が好ましいが、ステンレス鋼などを用いることもできる。ただし、耐蝕性、生産性などの観点からは、アルミニウムを用いることが好ましい。正極タブ及び負極タブは、異なる材料で構成されていても良く、同じ材料で構成されていても良い。
【００５３】
これまでの本発明の固体電池の説明では、バイポーラ電極１０を積層する形態について説明したが、バイポーラ電極２０及びバイポーラ電極３０でも同様に本発明の固体電池を構成することができる。
【００５４】
本発明の固体電池は、上記本発明のバイポーラ電極を用いることを特徴としており、製造過程でバイポーラ電極の表裏面を容易に判別することができるため、生産性の向上を図ることができる。また、このような本発明の固体電池は、様々な電子機器の他、電気自動車やハイブリッド自動車などのモーターによって駆動している自動車などに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１１  正極
１２  負極
１３  集電体
２１  正極
２２  負極
２３  集電体
２４  判別層
３１  正極
３２  負極
３３  集電体
３４  判別層
４１  正極
４２  負極
４３  集電体
１０、２０、３０、４０  バイポーラ電極
６０  単電池
１００  電池要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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