(57)【要約】電気化学セルＸ１は、半固体の正極５と、半固体の負極７と、正極５と負極７との間に位置しているセパレータ８と、正極５と電気的に接続される正極集電体４と、負極７と電気的に接続される負極集電体６と、を備える発電要素１００と、発電要素１００を内含する包装体１と、を備え、包装体１が、内側と外側とに開口する孔１０を有している。
2019087956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半固体の正極と、
半固体の負極と、
前記正極と前記負極との間に位置しているセパレータと、
前記正極に電気的に接続される正極集電体と、
前記負極に電気的に接続される負極集電体と、を有する発電要素と、
該発電要素を包む包装体と、を備え、
前記包装体が、前記包装体の内側と前記包装体の外側とに開口する孔を有する電気化学セル。
【請求項２】
前記包装体は、前記正極集電体を覆う第１包装部と、前記負極集電体を覆う第２包装部と、を有しており、
前記包装体は、複数の前記孔を有しており、
前記複数の孔のうち少なくとも１つが、前記第１包装部及び前記第２包装部にそれぞれ位置している請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記正極集電体は、前記正極に対向する第１面を有し、
前記包装体は、前記第１面に垂直な方向から見たときに、前記正極集電体に重ならない第１領域を有しており、
前記孔が、前記第１領域に位置している請求項１または２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記負極集電体は、前記負極に対向する第２面を有し、
前記包装体は、前記第２面に垂直な方向から見たときに、前記負極集電体に重ならない第２領域を有しており、
前記孔が、前記第２領域に位置している請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記正極集電体に電気的に接続される正極端子をさらに備え、
前記第１面に垂直な方向から見たときに、
前記正極集電体は、第１辺を有する四角形状であり、
前記正極端子は、一端と他端とを有しており、
前記正極端子は、前記包装体の内側で前記一端が前記第１辺に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記第１領域は、前記正極集電体のうち、前記第１辺に対して向かい合う辺を延長した直線によって、前記正極端子が露出している第３領域と、前記第３領域以外の第４領域と、に分けられており、
前記孔が、前記第４領域に位置している請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記負極集電体に電気的に接続される負極端子をさらに備え、
前記第２面に垂直な方向から見たときに、
前記負極集電体は、第２辺を有する四角形状であり、
前記負極端子は、一端と他端とを有しており、
前記負極端子は、前記包装体の内側で前記一端が前記第２辺に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記第２領域は、前記負極集電体のうち、前記第２辺に対して向かい合う辺を延長した直線によって、前記負極端子が露出している第５領域と、前記第５領域以外の第６領域と、に分けられており、
前記孔が、前記第６領域に位置している請求項４に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記第１面に垂直な方向から見たときに、
前記正極集電体に電気的に接続され、一端と他端とを有する正極端子をさらに備え、
前記正極集電体は、第１角および前記第１角に対して対角線上に位置する第２角を有する四角形状であり、
前記正極端子は、前記第１角の近傍において、前記包装体の内側で前記一端が前記正極集電体に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記孔が、前記第２角の近傍に位置している請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記第２面に垂直な方向から見たときに、
前記負極集電体に電気的に接続され、一端と他端とを有する負極端子をさらに備え、
前記負極集電体は、第３角および前記第３角に対して対角線上に位置する第４角を有する四角形状であり、
前記負極端子は、前記第３角の近傍において、前記包装体の内側で前記一端が前記負極集電体に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記孔が、前記第４角の近傍に位置している請求項４に記載の電気化学セル。
【請求項９】
前記第１面に垂直な方向から見たときに、
前記正極集電体に電気的に接続され、一端と他端とを有する正極端子をさらに備え、
前記正極集電体が、第１辺を有する四角形状であり、
前記正極端子は、前記包装体の内側で前記一端が前記第１辺に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記第１領域は、前記第１辺を延長した直線によって、前記正極端子が露出している第７領域と、前記第７領域以外の第８領域と、に分けられており、
前記孔が、前記第７領域に位置している請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項１０】
前記第２面に垂直な方向から見たときに、
前記負極集電体に電気的に接続され、一端と他端とを有する負極端子をさらに備え、
前記負極集電体が、第２辺を有する四角形状であり、
前記負極端子は、前記包装体の内側で前記一端が前記第２辺に接続され、前記他端が前記包装体の外側に露出しており、
前記第２領域は、前記第２辺を延長した直線によって、前記負極端子が露出している第９領域と、前記第９領域以外の第１０領域と、に分けられており、
前記孔が、前記第９領域に位置している請求項４に記載の電気化学セル。
【請求項１１】
前記第１面に垂直な方向から見たときに、
前記負極集電体が、第２面を有する四角形状であり、
前記正極集電体が、前記第１面と前記第２面とが重なっている第１１領域を有し、
前記包装体が、前記第１１領域を前記正極端子が露出している方向に延長した領域と前記第７領域とが重なる第１２領域を有しており、
前記孔が、前記第１２領域に位置している請求項９に記載の電気化学セル。
【請求項１２】
前記第２面に垂直な方向から見たときに、
前記正極集電体が、第１面を有する四角形状であり、
前記負極集電体が、前記第１面と前記第２面とが重なっている第１３領域を有し、
前記包装体が、前記第１３領域を前記負極端子が露出している方向に延長した領域と前記第９領域とが重なる第１４領域を有しており、
前記孔が、前記第１４領域に位置している請求項１０に記載の電気化学セル。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気化学セルを複数有する、電気化学セルスタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セルおよび電気化学セルスタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半固体の電極を使用する電気化学セルとして、例えば、米国特許出願公開第２０１６／２０５６６３号明細書（以下、特許文献１という）に記載の電気化学セルが提案されている。特許文献１に記載の電気化学セルは、正極集電体と、正極と、負極集電体と、負極と、正極と負極との間に位置するセパレータと、を備える発電要素と、発電要素を内部に含むパウチと、を備えている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の電気化学セルは、半固体の正極と、半固体の負極と、正極と負極との間に位置しているセパレータと、正極と電気的に接続される正極集電体と、負極と電気的に接続される負極集電体と、を備える発電要素と、発電要素を内含する包装体と、を備え、包装体が、内側と外側とに開口する孔を有することを特徴としている。
【０００４】
本開示の電気化学セルスタックは、電気化学セルを複数有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】電気化学セルの一例を正極側から見た上面図を示す。
【図２】電気化学セルの一例の構成要素の積層状態の概略図を示す。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図を示す
【図４】電気化学セルの他の例の端子を省略した正極側から見た上面図を示す。
【図５】電気化学セルの他の例の端子を省略した負極側から見た上面図を示す。
【図６】電気化学セルの他の例を正極側から見た上面図を示す。
【図７】電気化学セルの他の例を負極側から見た上面図を示す。
【図８】電気化学セルの他の例を正極側から見た上面図を示す。
【図９】電気化学セルの他の例を負極側から見た上面図を示す。
【図１０】電気化学セルの他の例を正極側から見た上面図を示す。
【図１１】電気化学セルの他の例を負極側から見た上面図を示す。
【図１２】電気化学セル他の例を正極側から見た上面図を示す。
【図１３】電気化学セル他の例を負極側から見た上面図を示す。
【図１４】電気化学セルスタックの一例を正極側から見た上面図を示す。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１〜３に示すように、電気化学セルＸ１は、正極端子２と、負極端子３と、正極集電体４と、半固体の正極５と、負極集電体６と、半固体の負極７と、セパレータ８と、を備える発電要素１００と、発電要素１００を内包する包装体１とを備えている。
【０００７】
ここでいう「半固体」とは、例えば、粒子懸濁液、コロイド懸濁液、乳濁液、ゲル、又はミセルのような液相と固相との混合物である物質を指す。
【０００８】
包装体１は、正極集電体１と負極集電体６とを内包する部材である。包装体１は、正極端子２と、負極端子３との一部と、正極集電体４と、正極５と、負極集電体６と、負極７と、セパレータ８と、を内含している。包装体１は、包装体１の内側と外側とに開口する孔１０を有している。
【０００９】
包装体１は、例えば、三層構造を有している。三層構造は、例えば、外部層と、内部層と、外部層と内部層とに挟まれた中間層と、を有している。内部層は、正極集電体４と負極集電体６とに接している。これにより、包装体１は、強度を向上させることができる。
【００１０】
包装体１の外部層は、例えば、絶縁材料を有していてもよい。包装体１の外部層は、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ナイロン、高純度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、オリエンテッドポリプロピレン（ｏ‐ＰＰ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド（ＰＩ）またはポリスルフォン（ＰＳＵ）の重合体フィルムを有していてもよい。また、包装体１の外部層は、例えば、上記の材料の組み合わせを有していてもよい。また、包装体１の外部層は、難燃性ＰＥＴなどの燃焼阻害剤がコーティングされていてもよい。
【００１１】
また、包装体１の中間層は、例えば、金属材料を有していてもよい。包装体１の中間層は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）またはステンレススチール（ＳＵＳ）の金属層（箔、基板またはフィルム等）を有していてもよい。包装体１の中間層は、上記の金属の合金または上記の金属の組み合わせの金属層を有していてもよい。
【００１２】
また、包装体１の内部層は、例えば、絶縁材料を有していてもよい。包装体１の内部層は、例えば、キャストポリプロピレン（ｃ−ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ＰＥＴ、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、粘着性アクリル、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂、電子線（ＥＢ）硬化樹脂または赤外線（ＩＲ）硬化樹脂の重合体フィルムを有していてもよい。包装体１の内部層は、上記の重合体フィルムの組み合わせを有していてもよい。
【００１３】
さらに、上記に加えて、包装体１の内部層は、例えば、難燃性材料を有していてもよい。包装体１の内部層は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ＰＩ、ポリエチレンスルフィド（ＰＰＳ）またはポリエチレンオキシド（ＰＰＯ）を有していてもよい。包装体１の内部層は、上記の難燃性フィルムの組み合わせを有していてもよい。
【００１４】
包装体１は、例えば、二層構造を有していてもよい。二層構造は、例えば、外部層と内部層とを有している。外部層は、例えば、ＰＥＴやＰＢＴ等の重合体フィルムを有していてもよい。また内部層は、例えば、ＰＰやＰＥ等の重合体フィルムを有していてもよい。
【００１５】
包装体１は、例えば、単層構造を有していてもよい。単層構造は、例えば、ポリプロピレンもしくはポリオレフィンを有していてもよい。
【００１６】
包装体１の単層構造は、発火する危険性を低減するために、燃焼阻害物質で構成されていてもよい。
【００１７】
正極集電体４は、正極５との間で電子の受け渡しをする。正極集電体４は、第１面Ｐ１を有している。正極集電体４の第１面Ｐ１が正極５に電気的に接続されている。正極集電体４の第１面Ｐ１とは反対の面が、包装体１に接続されている。正極集電体４は、例えば、シートまたはメッシュ形状であってもよい。正極集電体４は、例えば、金属材料を有している。正極集電体４は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、アルミニウム、チタン、銅、鉛、鉛合金、耐熱金属または貴金属を有していてもよい。また、正極集電体４の金属材料は、導電性材料でコーティングされていてもよい。導電性材料導電性材料としては、例えば、金属、金属酸化物または炭素が用いられてもよい。導電性材料の金属は、例えば、Ｐｔ、ＡｕまたはＮｉが用いられてもよい。導電性材料の金属酸化物は、例えば、酸化バナジウムなどが用いられてもよい。正極集電体４の厚みは、例えば、１〜４０μｍであってもよい。
【００１８】
負極集電体６は、負極７との間で電子の受け渡しをする。負極集電体６は、第２面Ｐ２を有している。負極集電体６の第２面Ｐ２が、負極７に電気的に接続されている。負極集電体６の第２面Ｐ２とは反対の面が、包装体１に接続されている。負極集電体６は、例えば、シートまたはメッシュ形状であってもよい。負極集電体６は、例えば、金属を有している。負極集電体６は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル−クロム合金、チタン、酸化鉛または貴金属を有していてもよい。負極集電体６の厚みは、例えば、１〜２０μｍであってもよい。
【００１９】
半固体の正極５は、放電動作中において正極集電体４から電子を受け取る。正極５は、充電動作中において、正極集電体４へ電子を放出する。正極５は、正極集電体４の第１面Ｐ１に電気的に接続されている。
【００２０】
半固体の負極７は、放電動作中において、負極集電体６へ電子を放出する。負極７は、充電動作中において、負極集電体６から電子を受け取る。負極７は、負極集電体６の第２面Ｐ２に電気的に接続されている。
【００２１】
正極５と負極７とは、電気化学的に活性な半固体である。正極５と負極７とは、例えば、活性物質および電解物を有していてもよい。電解物としては、例えば、溶剤または溶剤混合液に塩を加えたものが用いられてもよい。正極５と負極７とは、添加剤を含んでいてもよい。正極５と負極７とは、例えば、「Ｓｅｍｉ−Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」と題された米国仮特許出願第６１／７８７，３８２及び「Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｓｅｍｉ−Ｓｏｌｉｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ａｎｏｄｅ」と題された米国仮特許出願第６１／７８７，３７２において記載されている活性物質、組成物、および半固形懸濁液を含んでいてもよい。
【００２２】
正極５と負極７とのそれぞれの厚さは、例えば、２５０〜２０００μｍであってもよい。
【００２３】
セパレータ８は、正極５と負極７との間に位置しており、発電要素１００を正極５側と負極７側とを分離する。セパレータ８は、発電要素１００内において短絡する可能性を低減している。セパレータ８は、絶縁体を有している。セパレータ８は、例えば、延性および弾性を有するポリマーを有していてもよい。セパレータ８は、例えば、ポリオレフィン、塩化ポリビニル、ナイロン、フルオロカーボンまたはポリスチレンを有していてもよい。
【００２４】
孔１０は、充放電の副反応により生じた気体を、包装体１の内側から外側に逃がす。正極集電体４の第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、孔１０は、例えば、長辺と短辺とを有する長方形状であってもよい。このとき、孔１０は、例えば、長辺が包装体１の端部に沿っていてもよい。孔１０は、包装体１の一部を切り欠くことで設けてもよい。孔１０は、包装体１の一部に切り込みを入れることで設けてもよい。孔１０の寸法は、例えば、横０．１〜１０ｍｍ、縦１０〜３０ｍｍであってもよい。
【００２５】
図１〜３に示すように、本開示の一例の電気化学セルＸ１は、包装体１が、包装体１の内側と外側とに開口する孔１０を有している。
【００２６】
そのため、包装体１の内側で発生した気体を包装体１の外側に出すことができる。その結果、正極集電体４と正極５との間、負極集電体６と負極７との間、正極５とセパレータ８との間または負極７とセパレータ８との間に気体が留まりにくくなる。そのため、充放電の主反応の効率が低下しにくくなる。その結果、電池容量を低下しにくくすることができる。
【００２７】
また、図３に示すように、包装体１は、正極集電体４を覆う第１包装部１１と、負極集電体６を覆う第２包装部１２と、を有しており、図２に示すように、孔１０が、第１包装部１１および第２包装部１２のそれぞれに位置していてもよい。これにより、包装体１の内側で発生した気体のうち、正極５において発生した気体および負極７において発生した気体の両方をそれぞれの孔１０から逃がすことができる。その結果、正極集電体４と正極５との間、負極集電体６と負極７との間、正極５とセパレータ８との間または負極７とセパレータ８との間に気体が留まりにくくなる。そのため、充放電の主反応の効率が低下しにくくなる。その結果、電池容量を低下しにくくすることができる。
【００２８】
孔１０の位置としては、以下の例が挙げられる。具体的には、正極集電体４の第１面Ｐ１に垂直な方向から見て、例えば、第１包装部１１の外周辺の１つに孔１０の長辺が沿っていてもよい。負極集電体６の第２面Ｐ２に垂直な方向から見て、例えば、第２包装部１２の外周辺の１つに孔１０の長辺が沿っていてもよい。
【００２９】
図４に示すように、電気化学セルＸ２の正極集電体４は、正極５と対向する第１面Ｐ１を有している。第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、包装体１は、正極集電体４と重ならない第１領域Ｅ１を有している。具体的には、第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、正極集電体４が四角形状であるとともに、包装体１が正極集電体４よりも大きな長方形状であってもよい。
【００３０】
ここで四角形状とは、四つの角が丸みを帯びたものを含んでいてもよい。また、長方形状とは、四つの角が丸みを帯びたものを含んでいてもよい。
【００３１】
孔１１０が、第１領域Ｅ１に位置している。これにより、正極５において発生した気体をより逃がしやすくできる。具体的には、孔１１０が正極５と重なる領域に位置している場合には、正極５において発生した気体はまず第１領域Ｅ１に移動し、第１領域Ｅ１から再び正極５に重なる領域に移動し孔１１０から外部に放出されることになる。これに対して、第１領域Ｅ１に孔１１０が位置している場合には、正極５において発生した気体は第１領域Ｅ１に移動しそのまま孔１１０から外部に放出されることになる。つまり、孔１１０を第１領域Ｅ１に位置させることによって、正極５において発生した気体をスムーズに孔１１０から逃がすことができる。
【００３２】
孔１１０は、例えば、四角形状の正極集電体４を通る二等分線上にあってもよい。ここで「正極集電体４を通る二等分線」とは、正極集電体４の向かい合う１組の辺の中点を通る直線のことを意味する。
【００３３】
図５に示すように、電気化学セルＸ２の負極集電体６は、負極７と対向する第２面Ｐ２を有している。第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、包装体１は、負極集電体６と重ならない第２領域Ｅ２を有している。具体的には、第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、負極集電体６が四角形状であるとともに、包装体１が負極集電体６よりも大きな長方形状であってもよい。
【００３４】
孔１１０が、第２領域Ｅ２に位置している。これにより、負極６において発生した気体をより逃がしやすくできる。具体的には、孔１１０が負極６と重なる領域に位置している場合には、負極６において発生した気体はまず第２領域Ｅ２に移動し、第２領域Ｅ２から再び負極６に重なる領域に移動し孔１１０から外部に放出されることになる。これに対して、第２領域Ｅ２に孔１１０が位置している場合には、負極６において発生した気体は第２領域Ｅ２に移動しそのまま孔１１０から外部に放出されることになる。つまり、孔１１０を第２領域Ｅ２に位置させることによって、負極６において発生した気体をスムーズに孔１１０から逃がすことができる。
【００３５】
孔１１０は、例えば、負極集電体６を通る二等分線上にあってもよい。ここで「負極集電体６を通る二等分線」とは、負極集電体６の向かい合う１組の辺の中点を通る直線のことを意味する。
【００３６】
図６、７に示すように、電気化学セルＸ３は、正極端子２と、負極端子３と、をさらに有している。
【００３７】
図６に示すように、第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、正極集電体４は、例えば、第１辺Ｌ１を有する四角形状であってもよい。包装体１は、正極集電体４よりも大きな長方形状であってもよい。
【００３８】
正極端子２は、一端と他端とを有している。正極端子２の一端は、包装体１の内側で正極集電体５の第１辺Ｌ１に接続されている。正極端子２は、電気化学セルＸ３と外部装置とを電気的に接続している。正極端子２は、例えば、正極集電体４と同様の材質であってもよい。また、正極端子２は、例えば、正極集電体４と異なる材質であってもよい。正極端子２が正極集電体４と異なる材質である場合には、正極端子２は、金属材料を有していてもよい。金属材料としては、例えば、銅、ニッケルまたは金等を用いることができる。
【００３９】
また、図８に示すように、正極集電体４と正極端子３０２とが１つの部材であってもよい。言い換えると、１つの部材の中に正極集電体４と正極端子３０２とが含まれていてもよい。また、図９に示すように、負極集電体６と負極端子３０３とが１つの部材であってもよい。言い換えると、１つの部材の中に負極集電体６と正極端子３０３とが含まれていてもよい。正極端子２の形状は、例えば、長方形であってもよい。その際、正極端子２の１つの短辺が、正極集電体４の第１辺Ｌ１と重なっていてもよい。
【００４０】
図７に示すように、第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、負極集電体６は、例えば、第２辺Ｌ２を有する四角形状であってもよい。包装体１は、負極集電体６よりも大きな長方形状であってもよい。
【００４１】
負極端子３は、一端と他端とを有している。負極端子３の一端は、包装体１の内側で負極集電体６の第２辺Ｌ２に接続されている。負極端子３は、電気化学セルＸ３と外部装置とを電気的に接続している。負極端子３は、例えば、負極集電体６と同様の材質であってもよい。また、負極端子３は、例えば、負極集電体６と異なる材質であってもよい。負極端子３が負極集電体６と異なる材質である場合には、負極端子３は、金属材料を有していてもよい。金属材料としては、例えば、アルミニウム、ニッケルまたは金等を用いることができる。負極端子３の形状は、例えば、長方形であってもよい。その際、負極端子３の１つの短辺が、負極集電体６の第２辺Ｌ２に重なっていてもよい。
【００４２】
図６に示すように、電気化学セルＸ３の第１領域Ｅ１は、第３領域Ｅ３と、第４領域Ｅ４とを有している。第３領域Ｅ３は、正極集電体４の第１辺Ｌ１に対して向かい合う辺を延長した直線によって分けられた領域のうち、正極端子２が露出している領域である。第４領域Ｅ４は、第１領域Ｅ１のうち第３領域Ｅ３以外の領域である。
【００４３】
孔２１０は、第４領域Ｅ４に位置している。孔２１０は、例えば、包装体１の第４領域Ｅ４の角部に位置していてもよい。ここでいう「角部に位置する」とは、孔２１０が位置することによって角部が除かれていることを意味している。なお、ここでいう「角部が除かれている」とは、包装体１が元々角部を有しているとともにこの角部が取り除かれた場合に限られず、包装体１が元々角部を有していない場合も含んでいる。これにより、孔２１０と正極端子２との間隔を広げることができる。そのため、正極端子２が穴２１０を通じて負極７に短絡しにくくすることができる。
【００４４】
また、図７に示すように、電気化学セルＸ３の第２領域Ｅ２は、第５領域Ｅ５と第６領域Ｅ６とを有している。第５領域Ｅ５は、負極集電体６の第２辺Ｌ２に対して向かい合う辺を延長した直線によって分けられた領域のうち、負極端子３が露出している領域である。第６領域Ｅ６は、第２領域Ｅ２のうち第５領域以外の領域である。
【００４５】
孔２１０は、第６領域Ｅ６に位置している。孔２１０は、例えば、包装体１の第６領域Ｅ６の角部に位置していてもよい。なお、ここでいう「角部に位置する」とは、孔２１０が位置することによって角部が除かれていることを意味している。なお、ここでいう「角部が除かれている」とは、包装体１が元々角部を有しているとともにこの角部が取り除かれた場合に限られず、包装体１が元々角部を有していない場合も含んでいる。これにより、孔２１０と負極端子３との間隔を広げることができる。そのため、負極端子３が孔２１０を通じて正極５に短絡しにくくすることができる。
【００４６】
図８または図９に示すように、第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、正極集電体４は、四角形状である。正極集電体４は、第１角Ｓ１および第１角Ｓ１に対して対角線上に位置する第２角Ｓ２を有している。正極端子３０２は、第１角Ｓ１の近傍に位置している。正極端子３０２は、他端が包装体１の外側に露出している。孔３１０が、第２角Ｓ２の近傍に位置している。
【００４７】
ここで、図８に示すように、正極集電体４のある一辺の中点を通る仮想線と一辺と交わる他の辺の中点を通る仮想線とによって包装体１が４つの領域に分割して考えたときに、上記の「第１角Ｓ１の近傍」とは、第１角Ｓ１を含む領域に位置していることを意味している。また、「第２角Ｓ２の近傍」とは、第２角Ｓ２を含む領域に位置していることを意味している。
【００４８】
これにより、孔３１０と正極端子３０２とを四角形状の正極集電体４の対角線上に位置させることができる。そのため、孔３１０と正極端子３０２との間隔を広げることができる。その結果、正極端子３０２が、孔３１０を通じて負極７に短絡しにくくすることができる。
【００４９】
第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、負極集電体６は、四角形状である。負極集電体６は、第３角Ｓ３および第３角Ｓ３に対して対角線上に位置する第４角Ｓ４を有している。負極端子３０３は、第３角Ｓ３の近傍に位置している。負極端子３０３は、他端が包装体１の外部に露出している。孔３１０が、第４角Ｓ４の近傍に位置している。
【００５０】
ここで、図９に示すように、負極集電体６のある一辺の中点を通る仮想線と一辺と交わる他の辺の中点を通る仮想線とによって包装体１が４つの領域に分割して考えたときに、上記の「第３角Ｓ３の近傍」とは、第３角Ｓ３を含む領域に位置していることを意味している。また、「第４角Ｓ４の近傍」とは、第４角Ｓ４を含む領域に位置していることを意味している。
【００５１】
これにより、孔３１０と負極端子３０３とを四角形状の負極集電体６の対角線上に位置させることができる。そのため、孔３１０と負極端子３０３との間隔を広げることができる。その結果、負極端子３０３が、孔３１０を通じて正極５に短絡しにくくすることができる。
【００５２】
図１０に示すように、電気化学セルＸ５は、第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、第１辺Ｌ１を有する四角形状の正極集電体４を有している。正極端子２は、包装体１の内側で一端が第１辺Ｌ１に接続されている。正極端子２は、他端が包装体１の外側に露出している。包装体１の第１領域Ｅ１は、第１辺Ｌ１を延長した直線によって、正極端子２が露出している第７領域Ｅ７と、第７領域Ｅ７以外の第８領域Ｅ８と、に分けられている。
【００５３】
孔４１０は、第７領域Ｅ７に位置している。孔４１０は、例えば、四角形状の包装体１の第７領域Ｅ７の角部に位置していてもよい。これにより、気体が発生しやすい正極端子２付近に孔４１０を設けることができ、気体をより外部に逃がしやすくすることができる。そのため、電池容量をより低下しにくくできる。正極端子２付近において、気体が発生しやすい原因としては、例えば、電流が流れやすい領域であることが考えられる。
【００５４】
また、図１１に示すように、電気化学セルＸ５は、第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、第２辺Ｌ２を有する四角形状の負極集電体６を有している。負極端子３は、包装体１の内側で一端が第２辺Ｌ２に接続されている。負極端子３は、他端が包装体１の外側に露出している。包装体１の第２領域Ｅ２は、第２辺Ｌ２を延長した直線によって、負極端子３が露出している第９領域Ｅ９と、第９領域以外の第１０領域Ｅ１０と、に分けられている。
【００５５】
孔４１０は、第９領域Ｅ９にが位置している。孔４１０は、例えば、四角形状の包装体１の第９領域Ｅ９の角部に位置していてもよい。これにより、気体が発生しやすい負極端子３付近に孔４１０を設けることができ、気体をより外部に逃がしやすくすることができる。そのため、電池容量をより低下しにくくすることができる。負極端子３付近において、気体が発生しやすい原因としては、例えば、電流が流れやすい領域であることが考えられる。
【００５６】
図１２に示すように、電池化学セルＸ６は、第１面Ｐ１に垂直な方向から見たときに、正極集電体４の第１面Ｐ１と負極集電体６の第２面Ｐ２とが重なっている第１１領域Ｅ１１を有している。包装体１は、第１２領域Ｅ１２を有している。第１２領域Ｅ１２は、第１１領域Ｅ１１を正極端子２が露出している方向に延長した領域と第７領域Ｅ７とが重なる領域である。孔５１０は、第１２領域Ｅ１２に位置している。
【００５７】
また、図１３に示すように、電気化学セルＸ６は、第２面Ｐ２に垂直な方向から見たときに、負極集電体６は、正極集電体４の第１面Ｐ１と負極集電体６の第２面Ｐ２とが重なっている第１３領域Ｅ１３を有している。包装体１は、第１４領域Ｅ１４を有している。第１４領域Ｅ１４は、第１３領域Ｅ１３を負極端子３が接続されている方向に延長した領域と、第９領域Ｅ９とが重なる領域である。孔５１０は、第１４領域Ｅ１４に位置している。
【００５８】
これにより、気体の発生しやすい正極集電体４と負極集電体６とが重なっている領域付近の気体を逃がしやすくすることができる。そのため、電池の容量をより低下しにくくすることができる。
【００５９】
また、図１４および図１５を用いて、電気化学セルスタックＺ１について説明する。図１４および図１５に示すように、電気化学セルスタックＺ１は、容器１３内に複数の電気化学セルＸ１を有している。
【００６０】
容器１３は、複数の電気化学セルＸ１を周囲の環境から隔離している。そのため、複数の電気化学セルＸ１から正極５または負極７を構成する物質が周囲の環境に漏れ出しにくくすることができる。また、複数の電気化学セルＸ１に周囲の環境から水や酸素が浸透しにくくすることができる。容器１３は、例えば、直方体形状であってもよい。また、容器１３は、例えば、金属材料で構成されていてもよい。金属材料としては、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、または銅であってもよい。容器１３は、上記の金属の合金または組み合わせを有していてもよい。容器１３の寸法は、電気化学セルＸ１よりわずかに大きく設計されている。
【００６１】
また、図１４および図１５に示すように、複数の正極端子２に接続する延長正極端子１４と、複数の負極端子３に接続する延長負極端子１５とは、外部装置と容器１３の内部の複数の電気化学セルＸ１とを電気的に接続している。また、延長正極端子１４と延長負極端子１５とは、一端と他端とを有している。延長正極端子１４と延長負極端子１５とは、一端が容器１３の内側で複数の正極端子２または複数の負極端子３にそれぞれ電気的に接続されている。また、延長正極端子１４と延長負極端子１５とは、他端が容器１３の外側に露出している。
【符号の説明】
【００６２】
Ｘ１〜Ｘ６  電気化学セル
Ｚ１  電気化学セルスタック
１  包装体
２  正極端子
３  負極端子
４  正極集電体
５  正極
６  負極集電体
７  負極
８  セパレータ
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  孔
１００  発電要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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