(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に直列接続されつつ、互いに隣接して配置された、少なくとも２つの電気化学的隔室（Ｃ１、Ｃ２；Ｃ１〜Ｃ４；Ｃ５、Ｃ６）を含むバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池（Ａ、Ａ１、Ａ２）であって、それぞれの隔室は：
−２つの面（４０、４１）を含み、集電体として機能する少なくとも１つの第１導電性基板（４）であって、第１の面（４１）は少なくとも１つのパターン（１）による電極を支持し、第２の面（４０）は、パターンのない領域（４２）を規定する相互距離において、２つのパターン（１、１０）による電極を支持し、前記第２の面の２つのパターンの一方（１）は、前記第１の面のパターン（１）と同一の領域で支持され、前記第１基板は、前記第１の面からの１つのパターンが前記第２の面からの１つのパターンと対向するＵ字形状を得るように、前記パターンのない領域で折り曲げられる、第１導電性基板（４）と、
−２つの面（４０’，４１’）を含み、集電体として機能する少なくとも１つの第２導電性基板（４’）であって、第１の面（４１’）は少なくとも１つのパターン（２）による電極を支持し、第２の面（４０’）は、パターンのない領域（４２’）を規定する相互距離において、２つのパターン（２、２０）による電極を支持し、前記第２の面の２つのパターンの一方（２）は、前記第１の面のパターン（２）と同一の領域で支持され、前記第２基板は、前記第１の面からの１つのパターンが前記第２の面からの１つのパターンと対向するＵ字形状を得るように、前記パターンのない領域で折り曲げられる、第２導電性基板（４’）と、
−電解液に含浸され、アコーディオン形状に折り曲げられ、互いに順に入れ子にされた前記第１及び第２基板の各Ｕ字形状において入れ子とされた電気的絶縁性のセパレータ（３）であって、故に、前記電解液に含浸されたセパレータは、電極パターン（１、１０、２、２０）の各々と接触する、セパレータ（３）と、
を含み、
ここで、各隔室（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４；Ｃ５、Ｃ６）において、端部基板（４ｅ、４ｅ’）を形成する前記第１基板と第２基板の少なくとも１つは、正確に１つの電極パターン（１，２）を有する面を有し、
前記各隔室において、同一の基板の電極パターンは、同一の極性を有し、
前記各隔室において、前記第２基板（４’）の電極パターンは、前記第１基板（４）の電極とは反対の極性を有し、
前記隔室（Ｃ１〜６）の１つの全ての第１基板（４）又は第２基板（４’）はそれぞれ、Ｕ字形状のベースを形成する電極のない領域（４２、４２’）を介して、別の隣接する隔室（Ｃ６〜Ｃ１）の全ての第２基板（４’）又は第１基板と導通する材料と連続して電気的に接触し；連続して電気的に接触している一方の隔室の基板（４）の電極（１、１０）は、連続して電気的に接触している他方の隣接する隔室の基板（４’）の電極（２、２０）とは反対の極性を有し、故にバイポーラ型集電体を規定し、
さらに前記電池が、電解液をシールして外気から前記隔室を隔離するように、基板又は基板間を導通する材料との連続電気的接触領域（５、５０、４２、４２’）で覆われない各隔室の周辺縁部に配置された電気的絶縁シール（Ｊ）を含む、バイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池（Ａ、Ａ１、Ａ２）。
【請求項２】
前記電気的絶縁シール（Ｊ）が樹脂又は接着剤からなる、請求項１に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項３】
−それぞれストリップからなる２つの端部集電体であって、１つの他の隔室（Ｃｉ＋１）に隣接し、単一の電極パターンを含む１つの隔室（Ｃｉ）の端部基板（４ｅ）の面に接続された一方のストリップ（６）と、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む他の隔室（Ｃｉ＋１）の端部基板（４ｅ’）の面に接続された他方のストリップ（７）と、を含み、２つのストリップの１つに接続された電極パターンは、他方のストリップに接続された電極とは反対の極性を有する、２つの端部集電体と、
−電池の充放電端子として機能するストリップ（６、７）の一部分が横に飛び出しつつ、前記隔室をタイトな状態で含むように配置されたフレキシブル容器（８）と、
を含む、請求項１又は２に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項４】
−それぞれストリップからなる２つの端部集電体であって、１つの他の隔室（Ｃｉ＋１）に隣接し、単一の電極パターンを含む１つの隔室（Ｃｉ）の端部基板（４ｅ）の面に接続された一方のストリップ（６）と、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む他の隔室の端部基板（４ｅ’）の面に接続された他方のストリップ（７）と、を含み、２つのストリップの１つに接続された電極パターンは、他方のストリップに接続された電極とは反対の極性を有する、２つの端部集電体と、
−前記ストリップの一部分が横に飛び出しつつ、各隔室の自由面を覆う電気的絶縁フィルム（９０）と、
−前記電気的絶縁フィルムで覆われた隔室を含むように配置された、ハウジングとして機能するリジッド金属容器（９）であって、前記ストリップは、電池の充放電端子の１つとして機能する金属ハウジングから突出する端子（９１、９２）にそれぞれ接続され、端子の１つ（９１）は、前記端子周りに環状に配置されたさらなる絶縁シール（９３）によって、前記金属ハウジングから絶縁されている、リジッド金属容器（９）と、
を含む、請求項１又は２に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項５】
集電体として機能する各基板（４、４’）は、金属ストリップ、又は少なくとも１面を金属ストリップで覆われたグリッドである、請求項１から４の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項６】
集電体として機能する各基板（４、４’）は、アルミニウム又は銅で作られる、請求項１から５の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項７】
前記隔室（Ｃ１、Ｃ２；Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６）は全て、互いに同一である、請求項１から６の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項８】
各セパレータは、微多孔フィルムである、請求項１から７の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項９】
リチウム挿入材料をベースとする全ての負極パターン（２、２０）がＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２をベースとし、リチウム挿入材料をベースとする全ての正極パターン（１、１０）がＬｉＦｅＰＯ４をベースとする、請求項１から８の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項１０】
各電解液が、リチウム塩を含むカーボネート系電解液である、請求項１から９の何れか１項に記載のバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池。
【請求項１１】
電気的に直列接続されつつ、互いに隣接して配置された、少なくとも２つの電気化学的隔室（Ｃ１、Ｃ２；Ｃ１〜Ｃ４；Ｃ５、Ｃ６）を含むバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池（Ａ、Ａ１、Ａ２）の製造方法であって、以下のステップが実施される、製造方法：
Ａ／各電気化学的隔室において、以下のステップａ）〜ｆ）が少なくとも１回実施される：
ａ）集電体として機能する第１導電性基板（４）の第１の面（４１）に、少なくとも１つの電極パターン（１）を堆積させ、前記第１の面とは反対の前記第１基板の第２の面（４１）に、前記第１の面のパターンと同一のサインを有する２つの電極パターン（１、１０）を堆積させるステップであって、前記２つの電極パターン（１、１０）は、パターンのない領域を規定する相互距離にあり、前記第２の面の２つのパターンの１つ（１）は前記第１の面のパターン（１）と同一の領域に堆積される、ステップ；
ｂ）前記第１導電性基板（４）を、実質的にＵ字形状に成形するように折り曲げるステップ；
ｃ）ステップａ）及びｂ）を集電体として機能する第２導電性基板（４’）に対して実施し、前記第１基板に堆積されたものとは反対の極性を有する３つの電極パターン（２、２０）を堆積させるステップであって、折り曲げた後の前記第１基板（４）と前記第２基板（４’）の寸法は、互いに実質的に等しい、ステップ；
ｄ）絶縁性のセパレータ（３）を、実質的にアコーディオン形状に成形するように折り曲げるステップ；
ｅ）前記第１及び第２基板に折り曲げた後に前記セパレータ（３）を入れ子にするステップであって、折り曲げ及び入れ子のステップの後のそれぞれは互いに、前記アコーディオン形状のセパレータが各電極パターン（１、１０；２、２０）及び前記基板の周辺縁部に適合するようにされる、ステップ；
ｆ）前記隔室の端部基板の周辺縁部と、折り曲げた基板に囲まれない前記基板の周辺縁部の一方側とに、シール（Ｊ）を製造するステップであって、ステップｆ）は、前記セパレータ（３）が電解液に含浸された後直ぐに実施される、ステップ；
Ｂ／Ｕ字形状のベースを形成するパターンのない領域（４２、４２’）を介して、１つの隔室の全ての第１基板（４）又は第２基板と、別の隣接する隔室の基板のうちの全ての第２基板（４’）又は第１基板とを導通する材料との連続的な電気的接触を提供するステップであって、連続して電気的に接触している一方の隔室の基板（４）の電極パターン（１、１０）は、連続して電気的に接触している他方の隣接する隔室の基板（４’）の電極パターン（２、２０）とは反対の極性を有し、故にバイポーラ型集電体を規定する、ステップ。
【請求項１２】
ステップＡ／のｆ）のステップを実施する前に、セパレータが前記電解液に含浸される、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記導電性基板に電極パターンの活物質層を堆積させるステップが、コーティングを用いて実施される、請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
連続的な電気的接触を提供するステップＢ／が、電気溶接又はレーザー溶接によって実施される、請求項１１から１３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
連続的な電気的接触を提供するステップＢ／が、集電体基板間で金属クラッディング技術を用いて実施される、請求項１１から１３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
ステップＢ／が、電気的に連続接触して配置された２つの集電体基板間で、中間金属シートを用いて実施される、請求項１４又は１５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの電極においてリチウムの挿入又は脱離の原理に基づき作動するリチウム系電気化学的発電装置の分野に関する。
【０００２】
より具体的は、それは、少なくとも１つのバイポーラ機能をもつ集電体を含むバイポーラ型のリチウムイオン（又はＬｉイオン）電池に関する。
【０００３】
通常、このような電池において、バイポーラと呼ばれる集電体又は電極が２つの対向する面を含む導電性基板であって、一方側に正極材料の活物質層が堆積され、他方側に負極材料の活物質層が堆積された導電性基板を示すとき、その構造はバイポーラと呼ばれる。
【０００４】
本発明の目的は、バイポーラ型のＬｉイオン電池、又はバイポーラ型のＬｉイオン電池のアセンブリからなるバイポーラ型のＬｉイオン電池の容量（アンペア時、又はＡｈで示す）を増大させることにある。
【背景技術】
【０００５】
従来からのＬｉイオン電池の構造は、アノード、カソード、及び電解液を含む単一の電気化学的セルを有するため、モノポーラ型と説明され得る構造である。複数のタイプのモノポーラ型構造が知られている：
−特許文献１に開示された円筒型構造、
−特許文献２、特許文献３に開示されたプリズム型構造、
−特許文献４、特許文献５、特許文献６に開示された積層型構造。
【０００６】
モノポーラ型構造は、巻回体により製造される。その巻回体は、正極材料（カソード）が連続して堆積された集電体と、負極材料（アノード）が順に連続して堆積された別の集電体と、その間に挿入されたポリマー又はセラミック材料で作られたセパレータとからなる。このモノポーラ型構造の主な利点は、材料の大きな反応表面積を有することであるが、電圧の差異は使用される２つの電極材料間の電圧の差異のユニタリ値に制限され、これは積層型構造とした場合も同様である。
【０００７】
Ｌｉイオンセルのエネルギー（ワット時、又はＷｈで示す）は、その電圧（ボルト又はＶで示す）及びその容量の両者に比例する。
【０００８】
セルの電圧は通常、それを形成する電気化学的アノード／カソード対の電圧に対応する。典型的に、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２アノードとＬｉＦｅＰＯ４カソード対での公称電圧は１．８８Ｖである。
【０００９】
セルの容量は、使用される電極の表面積及び厚さに依存する。このように、セルの容量を増大させるためには、電極の単位面積当りの質量、及び／又は電極の表面積を増大させることが一般的である。電極の単位面積当りの質量の過度の増加は、セル作動のいわゆる“パワー”用途に対して想定できない。
【００１０】
さらに、これはＬｉイオン電池の製造者が電池を特徴づける際に採用するパラメータとなる。
−“パワー”と言及されるものは、単位面積当り低い質量、典型的に１ｍＡＨ／ｃｍ２未満の質量を有する電極を伴うＬｉイオンセルを含む。目標とするパワー用途での必要エネルギーはこの場合、巻回体（プリズム型又は円筒型巻回体）により製造される大きな電極表面積によって通常供給される。
−“エネルギー”と言及されるものは、単位面積当り高い質量、典型的に１ｍＡＨ／ｃｍ２以上の質量を有する電極を伴うＬｉイオンセルを含む。目標とするエネルギー用途での必要エネルギーはまた、巻回体（プリズム型又は円筒型巻回体）により製造され得る大きな電極表面積を用いて増大され得る。
【００１１】
モノポーラ型のＬｉイオン電池（セル）で、相当するエネルギー密度を維持した状態で平均電圧を増加させるために、電気化学的セルを複数直列接続した電池の製造が知られている。その電池の構造は、バイポーラ電極と呼ばれるシート形態の同一の集電体上に取り付けられた１つのセルからの電極及び隣接セルからの電極を含むため、故にバイポーラとして説明される。バイポーラ型電池の構造は故に、バイポーラ型電極又は集電体を介した複数のモノポーラ型電池の直列接続からなるが、しかしながら、外部コネクタを介して直列に接続されたモノポーラ型電池に対して低い抵抗を有するという利点を有する。このバイポーラ型電池に関連し、特許文献７〜１３などの複数の公開特許及び登録特許に言及し得る。これら全てのバイポーラ型電池において、バイポーラ型集電体は、一方の面で１つのセルからの正極を支え、他方の対抗する面で隣接するセルからの負極を支える。
【００１２】
一般的に用いられるバイポーラ型構造は、積層タイプである。図１に示される従来技術によるバイポーラ型Ｌｉイオン電池は、特許文献１１に示されている。
【００１３】
この電池は、上部にアルミニウムで作られた導電性基板１３（正極端部集電体）及びＬｉ１．０４Ｍｎ１．９６Ｏ４などのリチウム挿入正極材料をベースとする活物質層１４を含み、底部にアルミニウムで作られた導電性部分２１（負極端部集電体）及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などのリチウム挿入負極材料をベースとする活物質層２０を含む。
【００１４】
この電池において、バイポーラ型集電体とも呼ばれるバイポーラ型電極１は、シート形態のアルミニウムで作られた導電性基板１７の両面に、正極活物質層１８と負極活物質層１９を含む。
【００１５】
下部電極２０と上部電極１４は、２つのセパレータ１５、１９によってバイポーラ型電極１から隔離され、電解液が液状又はゲル状で設けられる。形成された２つの隣接する電気化学的セル１４、１５、１６及び１８、１９、２０間の電池内の電解液の密封性は、全ての電極とシート１７の周囲に樹脂又は接着剤を堆積させることによって製造されたシール２２により保証される。
【００１６】
従来技術によるバイポーラ型集電体１０又は１７は、電極の製造に使用されるリチウムイオン挿入物質により、
−典型的にアルミニウムで作られた一方のシート１０ＡＬがカソード１１で覆われ、典型的に銅で作られた他方のシート１０Ｃがアノード１２で覆われる、２つのオーバーレイシート（図２Ａ及び２Ｂ）からなるか、又は
−一方の面がカソード１１で覆われ、他方の面がアノード１２で覆われる、典型的にアルミニウムで作られた単一のシート１０ＡＬ（図３Ａ及び３Ｂ）からなるか、
の何れかである。
【００１７】
バイポーラ型電池の総電圧は、多数の電気化学的隔室（ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｓ）を積層することで容易に増大され得る。多数の隔室を有する積層体の主な欠点は、バイポーラ型電池に欠陥が発生し得ることである。実際に、積層のためには、両面において、構成要素の全表面に互いに十分な機械的接触を作り出すように、つまり、各セルの十分な作動が得られるように、正極、負極、及びセパレータと電解液との満足な接触を保証するために、密封手段の使用が必要になる。このような密封手段は、例えば特許文献１４に記載されている。
【００１８】
言い換えると、バイポーラ型Ｌｉイオン電池のエネルギーをさらに増大するためには、その容量を増大することが必要であろう。
【００１９】
この目的のために、特許文献１５などのいくつかの特許が、バイポーラ型セルを巻回できる魅力的なアイデアに言及している。しかしながら現実的には、この見通しは、バイポーラ型セルの設計そのものにより実施の困難性を残す。実際のところ、従来技術による構造（図１）に記載したように、バイポーラ型セルの実施形態は、バイポーラ型集電体又は電極、そして液状電解液を密封するシールを形成するために樹脂又は接着剤が堆積された、覆われていないフレームの周囲の配置を暗示する。この配置はバイポーラ型セルの柔軟性をかなり低減するものであり、具体的には電極の巻回を阻む。
【００２０】
さらに、本出願人は、特許文献１６の公開特許の中で、“エネルギー”型の構成要素（単位面積当り高質量の電極）及び“パワー”型の構成要素（単位面積当り低質量の電極）を直列に、又は並列に接続することからなるさらなる解決策を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１２１３４８号明細書（ＵＳ２００６／０１２１３４８）
【特許文献２】米国特許第７３４８０９８号明細書（ＵＳ７３４８０９８）
【特許文献３】米国特許第７３３８７３３号明細書（ＵＳ７３３８７３３）
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０６０１８９号明細書（ＵＳ２００８／０６０１８９）
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／００５７３９２号明細書（ＵＳ２００８／００５７３９２）
【特許文献６】米国特許第７３３５４４８号明細書（ＵＳ７３３５４４８）
【特許文献７】米国特許第７２７９２４８号明細書（ＵＳ７２７９２４８）
【特許文献８】米国特許第７２２０５１６号明細書（ＵＳ７２２０５１６）
【特許文献９】米国特許第７３２０８４６号明細書（ＵＳ７３２０８４６）
【特許文献１０】米国特許第７１６３７６５号明細書（ＵＳ７１６３７６５）
【特許文献１１】国際公開第０３／０４７０２１号（ＷＯ０３／０４７０２１）
【特許文献１２】国際公開第２００６／０６１６９６号（ＷＯ２００６／０６１６９６）
【特許文献１３】米国特許第７０９７９３７号明細書（ＵＳ７０９７９３７）
【特許文献１４】米国特許第５５９５８３９号明細書（ＵＳ５５９５８３９）
【特許文献１５】特許第３４１９３１１号公報（ＪＰ３４１９３１１Ｂ２）
【特許文献１６】仏国特許出願公開第１０  ５０２３０号明細書（ＦＲ１０  ５０２３０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は故に、バイポーラ型Ｌｉイオン（電池）セルの容量を増大させるための新規な解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このために、本発明はバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池に関し、電気的に直列接続されつつ、互いに隣接して配置された、少なくとも２つの電気化学的隔室を含み、その各隔室は：
−２つの面を含み、集電体として機能する少なくとも１つの第１導電性基板であって、第１の面は少なくとも１つのパターンによる電極を支持し、第２の面は、パターンのない領域を規定する相互距離（ｍｕｔｕａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）において、２つのパターンによる電極を支持し、前記第２の面の２つのパターンの一方は、前記第１の面のパターンと同一の領域で支持され、前記第１基板は、前記第１の面からの１つのパターンが前記第２の面からの１つのパターンと対向するＵ字形状を得るように、前記パターンのない領域で折り曲げられる、第１導電性基板；
−２つの面を含み、集電体として機能する少なくとも１つの第２導電性基板であって、第１の面は少なくとも１つのパターンによる電極を支持し、第２の面は、パターンのない領域を規定する相互距離において、２つのパターンによる電極を支持し、前記第２の面の２つのパターンの一方は、前記第１の面のパターンと同一の領域で支持され、前記第２基板は、前記第１の面からの１つのパターンが前記第２の面からの１つのパターンと対向するＵ字形状を得るように、前記パターンのない領域で折り曲げられる、第２導電性基板；
−電解液に含浸され、アコーディオン形状に折り曲げられ、互いに順に入れ子にされた前記第１及び第２基板の各Ｕ字形状において入れ子とされた電気的絶縁性のセパレータであって、故に、前記電解液に含浸されたセパレータは、電極パターンの各々と接触する、セパレータ；
を含む。
【００２４】
各隔室において：
−端部基板を形成する前記第１基板と第２基板の少なくとも１つは、正確に１つの電極パターンを伴う面を有し、同一の基板の電極パターンは、同一の極性を有する；
−前記第２基板の電極パターンは、前記第１基板の電極とは反対の極性を有する。
【００２５】
前記隔室の１つの全ての第１又は第２基板はそれぞれ、Ｕ字形状のベースを形成する電極のない領域を介して、別の隣接する隔室の全ての第２又は第１基板と導通する材料と連続して電気的に接触し；連続して電気的に接触している一方の隔室の基板の電極パターンは、連続して電気的に接触している他方の隣接する隔室の基板の電極パターンとは反対の極性を有し、故にバイポーラ型集電体を規定する。
【００２６】
さらに本発明による電池が、電解液をシールして外気から隔室を隔離するように、基板又は基板間を導通する材料との連続電気的接触領域で覆われない各隔室の各周辺縁部に配置された電気的絶縁シールを含む。
【００２７】
本発明による解決策は、単位面積当たりの電極質量が低い状態であり得るため、十分なパワー作動を保証しながら、バイポーラ型Ｌｉイオン電池の容量を増大することに適している。
【００２８】
従来技術の解決策は、バイポーラ型集電体は、集電体又はバイポーラ型集電体を形成するために同一の基板の両側に反対の極性の電極パターンをコーティング（堆積）することで製造されるものであるが、それと異なり、本発明による解決策は本質的に以下のステップにより構成される：
−最初に、同一の極性の電極パターンを支持する集電体基板を製造するステップ；
−そのサイズを制限しながら電気化学的隔室の容量を増大させるために、前記基板を折り曲げるステップ（電気化学的隔室の高さは如何なる場合も、基板、電極パターン、及び電解液を含むセパレータの厚さによって制限される）；
−それぞれが反対の極性の電極パターンを支持する集電体を介して導通する材料と２つの電気化学的隔室を連続的に直列接続するステップであって、その直列接続がバイポーラ型集電体を製造する、ステップ。
【００２９】
言い換えると、本発明によるこの場合では、２つの基板を適切に折り曲げることにより増大された反応電極表面積を有する、２つの分離かつ相互に隣接する電解隔室を規定するバイポーラ型集電体が製造される。
【００３０】
本発明による解決策では、従来技術によるバイポーラ型積層構造における、隣接電解隔室間での圧力／背面圧力の問題を取り除くことができる。
【００３１】
本発明によると、隔室を製造する際に、互いに正極及び負極パターン、並びにセパレータ／電解液に適用する十分な圧縮力を印加するように、十分な注意が払われる。
【００３２】
絶縁性シールは、樹脂又は接着剤からなり得る。ＥＰＤＭなどのエチレンープロピレン系、ラテックスなどのスチレンーブタジエン系、又はシリコーン系のエラストマー、あるいはＳＢＳ（登録商標）又はＫａｐｔｏｎ（登録商標）などのスチレン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）系からなり得る。
【００３３】
本発明による電池は、隔室をタイトな状態で含むように、フレキシブル容器又はリジッドハウジングを含み得る。
【００３４】
このように、第１実施形態によると、電池は：
−それぞれストリップからなる２つの端部集電体であって、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む１つの隔室の端部基板の面に接続された一方のストリップと、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む他の隔室の端部基板の面に接続された他方のストリップと、を含み、２つのストリップの１つに接続された電極パターンは、他方のストリップに接続された電極とは反対の極性を有する、２つの端部集電体と、
−電池の充放電端子（ｃｈａｒｇｅ  ｐｏｌｅ）として機能するストリップの一部分が横に飛び出しつつ、前記隔室をタイトな状態で含むように配置されたフレキシブル容器と、
を含むことができる。
【００３５】
フレキシブル容器として、現在市販されているものが使用され得、本発明による電気化学的隔室は、容器を配置する前に外気から前もって隔離されている。このような標準的なフレキシブル容器は、典型的にポリマーで覆われたアルミニウム層の積層体からなる多層複合材料から製造され得る。多くの場合、アルミニウムを覆うポリマーは、ポリエチレン（ＰＥ）、プロピレン、ポリアミド（ＰＡ）から選ばれ、又はポリエステル−ポリウレタンからなる接着層の形態であり得る。典型的に、昭和電工とＤＮＰが、電池容器としての使用のためにこの種の複合材料を販売している。例えば、アルミニウム層の積層体から製造されたフレキシブル容器が、ＡＤＲ−ＯＮ２５／ＡＬ４０／ＣＰＰ４０又はＡＤＲ−ＯＮ２５／ＡＬ４０／ＣＰＰ８０の番号で昭和電工より供給されている。
【００３６】
第１実施形態から特徴付けられる第２実施形態によると、電池は：
−それぞれストリップからなる２つの端部集電体であって、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む１つの隔室の端部基板の面に接続された一方のストリップと、１つの他の隔室に隣接し、単一の電極パターンを含む他の隔室の端部基板の面に接続された他方のストリップと、を含み、２つのストリップの１つに接続された電極パターンは、他方のストリップに接続された電極とは反対の極性を有する、２つの端部集電体と、
−前記ストリップの一部分が横に飛び出しつつ、各隔室の自由表面を覆う電気的絶縁フィルムと、
−前記電気的絶縁フィルムで覆われた隔室を含むように配置された、ハウジングとして機能するリジッド金属容器であって、前記ストリップは、それぞれ電池の充放電端子の１つとして機能する金属ハウジングから突出する端子にそれぞれ接続され、端子の１つは、前記端子周りに環状に配置されたさらなる絶縁シールによって、前記金属ハウジングから絶縁されている、リジッド金属容器と、
を含むことができる。
【００３７】
電気的絶縁フィルムは、例えばＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、シリコーンポリイミド、ポリウレタン、パリレン、又はＰＥＴなどの電気的に絶縁性のフレキシブルポリマーからなり得る。
【００３８】
金属ハウジングは、アルミニウム又はステンレス鋼のハウジングからなり得る。
【００３９】
集電体として機能する各基板は、金属ストリップ、又は少なくとも１面を金属ストリップで覆われたグリッドであり得る。このように、電極パターンがグリッド上に製造される場合、それを覆いその上に溶接される金属ストリップは、隣接する電気的隔室間での電解液の密封性を保証する。集電体として機能する各基板は、アルミニウム又は銅で作られ得る。
【００４０】
好ましくは、全ての隔室は互いに同一である。
【００４１】
各セパレータは、ポリオレフィン、セラミックス又はＰＶＤＦ系ポリマーなどの微多孔フィルムであり得る。如何なる場合も、アコーディオン形状に容易に折り曲げることができ、折り曲げた状態で維持され、Ｕ字形状に折り曲げられた集電体基板との入れ子を実施できるような厚さ及び材料のセパレータである。
【００４２】
有利には、リチウム挿入材料をベースとする全ての負極パターンはＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２をベースとし、リチウム挿入材料をベースとする全ての正極パターンはＬｉＦｅＰＯ４をベースとする。１．８８ボルトの電圧を提供するＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２／ＬｉＦｅＰＯ４の電気化学的対は特に、安全性テストの間の高い安定性と、高い充電／放電特性の利点を提供する。
【００４３】
各電解液は好ましくは、ＬｉＰＦ６などのリチウム塩を含むカーボネート系電解液である。
【００４４】
本発明はまた、電気的に直列接続されつつ、互いに隣接して配置された、少なくとも２つの電気化学的隔室を含むバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池の製造方法に関し、以下のステップが実施される：
Ａ／各電気化学的隔室において、以下のステップａ）〜ｆ）が少なくとも１回実施される：
ａ）集電体として機能する第１導電性基板の第１の面に、少なくとも１つの電極パターンを堆積させ、前記第１の面とは反対の前記第１基板の第２の面に、前記第１の面の電極パターンと同一のサインを有する２つの電極パターンを堆積させるステップであって、前記２つのパターンは、パターンのない領域を規定する相互距離にあり、前記第２の面の２つパターンの１つは前記第１の面のパターンと同一の領域に堆積される、ステップ；
ｂ）前記第１導電性基板を、実質的にＵ字形状に成形するように折り曲げるステップ；
ｃ）ステップａ）及びｂ）を集電体として機能する第２導電性基板に対して実施し、前記第１基板に堆積されたものとは反対の極性を有する３つの電極パターンを堆積させるステップであって、折り曲げた後の前記第１基板と前記第２基板の寸法は、互いに実質的に等しい、ステップ；
ｄ）電気的に絶縁性のセパレータを、実質的にアコーディオン形状に成形するように折り曲げるステップ；
ｅ）前記第１及び第２基板に折り曲げた後に前記セパレータを入れ子にするステップであって、折り曲げ及び入れ子のステップの後のそれぞれは互いに、前記アコーディオン形状のセパレータが各電極パターン及び前記基板の周辺縁部に適合するようにされる、ステップ；
ｆ）前記隔室の端部基板の周辺縁部と、折り曲げた基板に囲まれない前記基板の周辺縁部の一方側とに、シールを製造するステップであって、ステップｆ）は、前記セパレータが電解液に含浸された後直ぐに実施される、ステップ；
Ｂ／Ｕ字形状のベースを形成するパターンのない基板部分を介して、１つの隔室の全ての第１基板又は第２基板と、別の隣接する隔室の全ての第２基板又は第１基板とを導通する材料との連続的な電気的接触を提供するステップであって、連続して電気的に接触している一方の隔室の基板の電極パターンは、連続して電気的に接触している他方の隣接する隔室の基板の電極パターンとは反対の極性を有し、故にバイポーラ型集電体を規定する、ステップ。
【００４５】
本発明による方法は、容易に実装できる電極パターンを有する集電体及び電解液を含むセパレータを折り曲げる技術を用いて、高容量のバイポーラ型Ｌｉイオン電池を得るのに適切である。
【００４６】
好ましくは、セパレータは、ステップＡ／のｆ）を実施する前に電解液に含浸される。
【００４７】
導電性基板に電極パターンの活物質層を堆積させるステップは、コーティングを用いて実施され得る。好ましくは、“スロットダイ”方法で使用されるコーティング技術である：それは、基板に接触しないコーティングヘッドの位置の面に対して直角方向に沿って制御することができ、結果として、堆積パターン及び堆積パターンのない領域を規定する。このような方法は、基板の同一の面に同一の極性を有する活物質層パターンを交互に連続製造できるため、本発明との関連で特に有用である。
【００４８】
連続的な電気的接触を提供するステップＢ／は、有利には：
−電気溶接又はレーザー溶接の何れかによって；
−あるいは、集電体基板間の金属クラッディング技術を用いて
実施され得る。
【００４９】
ステップＢ／は、連続的に電気接触して配置された２つの集電体基板間の中間金属シートを用いて実施され得る。
【００５０】
本発明のさらなる利点及び特徴は、以下の図面を参照して例示として与えられた説明を読むことによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術によるバイポーラ型リチウム電池の長手方向の断面概念図である。
【図２Ａ】従来技術によるバイポーラ型リチウム電池に用いられるバイポーラ型集電体の正面図である。
【図２Ｂ】従来技術によるバイポーラ型リチウム電池に用いられるバイポーラ型集電体の断面図である。
【図３Ａ】従来技術によるバイポーラ型リチウム電池に用いられる別のバイポーラ型集電体の正面図である。
【図３Ｂ】従来技術によるバイポーラ型リチウム電池に用いられる別のバイポーラ型集電体の断面図である。
【図４Ａ】本発明による集電体の上面図である。
【図４Ｂ】本発明による集電体の側面図である。
【図４Ｃ】本発明による電気化学的隔室の製造ステップを図式的に示す側面図である。
【図４Ｄ】本発明による電気化学的隔室の製造ステップを図式的に示す側面図である。
【図４Ｅ】本発明による電気化学的隔室の製造ステップを図式的に示す側面図である。
【図４Ｆ】本発明による電気化学的隔室の製造ステップを図式的に示す側面図である。
【図５】図４Ｆによる２つの電気化学的隔室を用いて製造した、本発明によるバイポーラ型Ｌｉイオン電池を示す側面図である。
【図５Ａ】図４Ｆによる４つの電気化学的隔室を用いて製造した、本発明によるバイポーラ型Ｌｉイオン電池を示す側面図である。
【図６Ａ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図６Ｂ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図６Ｃ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図６Ｄ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図６Ｅ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図６Ｆ】本発明による別のバイポーラ型電池を製造するステップを示す側面図である。
【図７】本発明によるバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池のフレキシブル容器内への一体化を示す図面である。
【図８】本発明によるバイポーラ型Ｌｉイオン電気化学的電池のリジッド容器内への一体化を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１から図３Ｂは従来技術によるバイポーラ型電池に関し、前置きで既に説明されている。以下ではもはや、それらについて詳細に説明しない。
【００５３】
図４Ｆに、本発明によるリチウムイオン電気化学的隔室Ｃ１を示す。
【００５４】
図５に、互いに隣接し電気的に直列で接続された２つの同一の電気化学的隔室Ｃ１、Ｃ２を含む、本発明によるバイポーラ型リチウムイオン電気化学的電池Ａを示す。
【００５５】
図５Ａに、互いに隣接し電気的に直列で接続された４つの同一の電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４を含む、さらなるバイポーラ型リチウムイオン電気化学的電池Ａ１を示す。
【００５６】
これらの電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４の各々はまず、２つの面４０、４１を含む集電体として機能する第１導電性基板４を含む。
【００５７】
一方の面４１の上に、単一のパターン１で正極が堆積される。
【００５８】
他方の面４１の上に、パターンのない領域４２を規定する相互距離にある２つのパターン１、１０で正極が堆積される。第２の面４１の２つのパターンのうちの１つ１は、パターン４０と同一の領域に堆積される。図４Ｆに見られるように、第１基板４は、第１の面からの１つのパターン１と第２の面からの１つのパターン１が対向するＵ字形状を得るように、パターンのない領域４２で折り曲げられる。
【００５９】
これらの電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４の各々はまた、２つの面４０’、４１’を含む集電体として機能する第２導電性基板４’も含む。第２導電性基板４’は、上述の導電性基板４と類似しているが、それは負極パターン２、２０、つまり第１基板４とは反対の極性を有するパターンを含む。折り曲げた後、第１導電性基板４と第２導電性基板４’は実質的に同一のサイズ及び形状を有する。
【００６０】
このように、本発明による集電体として機能する第１基板４と第２基板４’はそれぞれ、同じ極性の電極パターン、つまり、それぞれ正極パターンと負極パターンを支持する。
【００６１】
最終的に、隔室Ｃ１〜Ｃ４の各々は、電解液に含浸され、アコーディオン形状に折り曲げられ、互いに順に入れ子にされた（ｎｅｓｔｅｄ  ｉｎ）第１基板４及び第２基板４’の各Ｕ字形状で入れ子とされた、絶縁性セパレータ３を含み、故に、前記電解液に含浸されたセパレータは、電極パターン１、１０；２、２０の各々と接触する。
【００６２】
この場合、隔室Ｃ１〜Ｃ４の各々において、第１基板４と第２基板４’は端部基板を形成し、それぞれが、正確に（ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ）単一の電極パターン１を伴う面４１、４１’を有する。
【００６３】
図５に見られるように、隔室Ｃ１の基板４は、Ｕ字形状のベースを形成するパターンのない領域４２、４２’を介して、他の隣接する隔室Ｃ２の基板４’と導通する材料と連続して電気的に接触される。
【００６４】
このように、連続して電気的に接触している隔室Ｃ１の基板４’の負極パターン２、２０は、隔室Ｃ１に隣接する隔室Ｃ２の基板４の正極パターン１、１０とは反対の極性を有し、故に、バイポーラ型集電体を規定する。
【００６５】
同様に図５Ａに見られるように、３つのバイポーラ型集電体が、２つの相互に隣接した隔室Ｃ１−Ｃ２；Ｃ２−Ｃ３；Ｃ３−Ｃ４間でそれぞれ規定される。
【００６６】
最後に、本発明による電池Ａ又はＡ１はさらに、電解液をシールし隔室を外気から隔離するように、基板４、４’で覆われない各隔室Ｃ１〜Ｃ４の各周辺縁部に配置されるか、又は基板間で導通する材料との連続電気的接触領域を介して、絶縁性シールＪを含む。
【００６７】
この電池Ａ又はＡ１を製造するために、本発明による以下の手順が適用された：
・ステップ１：正極（カソード）１及び負極（アノード）２は、集電体４又は４’の各々の面４０、４１に同一の極性をもつパターン１、１０又は２，２０で、別々に製造される。
【００６８】
パターンは、種々の印刷法を使用して製造され得る（例えば、スクリーン印刷、ヘリオグラフィー、“スロットダイ”コーティングなど）。この場合、集電体として機能する基板４、４’は、堆積層の極性にかかわらず同一である。これは、アルミニウムストリップＡ１、又はアルミニウムストリップで覆われたグリッドであり得る。端部電極として機能する電極パターン１０又は２０には、片面だけのコーティングが好ましくは実施される。電極パターン１、２は、目標の孔隙率（最適化されたパワー作動には、３０と５０％の間、典型的には４０％）を得るために、熱間圧延される。
【００６９】
このステップ１は、正極パターン１、１０を有する集電体４の製造に関し、図４Ａ及び４Ｂにより具体的に示される。同一のステップが、負極パターン２、２０を有する集電体４’の製造に対して実施される。
【００７０】
・ステップ２：面４０、４１に同一サインの電極パターン１又は２を有し、少し離れて２つの面４０、４１の一方に同一サイン１０又は２０を有するさらなる電極パターンを有する集電体４は切断され、次いで折り曲げ部４２で溶接され得るように折り曲げられる。
【００７１】
この切断及び折り曲げのステップ２は、それぞれ正極パターン１、１０を有する集電体４に関して、図４Ｃ及び図４Ｄに示される。
【００７２】
・ステップ３：セパレータ３は、アコーディオン形状に折り曲げられ、正極パターン１、１０を有するＵ字形状に折り曲げられた基板４と、負極パターン２、２０を有するＵ字形状に折り曲げられた他の基板４’とは、電気化学的隔室Ｃ１を形成するように、ともに入れ子とされる（図４Ｅ）。このように、隔室Ｃ１のカソードパターン１、１０及びアノードパターン２、２０は、互いに対向し、セパレータ３によって分離される。
【００７３】
後者のアコーディオン形状は、３つのアノードパターン２、２０を支持する集電体４’の周辺縁部の一方、及び２つのカソード１を支持する集電体４の周辺縁部の一方に適合する。基板４、４’のＵ字形状のベース４２、４２’もまた、外側ではなくセパレータ３のアコーディオン形状に適合する。集電体４、４’のＵ字形状（又は折り曲げ部）のベース４２、４２’は故に、それらが適合する隔室Ｃ１〜Ｃ４の全ての周辺縁部に対し、電解液へのタイトなシールをそれぞれ形成する。
【００７４】
さらに絶縁性材料で作られたシールＪが、電解液をシールし隔室を外気から隔離するように、基板４、４’の一方で覆われない隔室Ｃ１の各周辺縁部に配置される。
【００７５】
図４Ｆに示される電気化学的隔室Ｃ１が、最終的に得られる。
【００７６】
隔室の活性化に関し、セパレータ３及び電極パターン１、１０；２、２０は予め含浸もしくはゲル化され得るか、又はシールＪが製造される点で隔室をシールする前に、液状電解液がシリンジを介して注入され得る。
【００７７】
・ステップ４：電気的に直列接続された少なくとも２つの同一の電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４を有する電池Ａ、Ａ１を得るために、以下の手順が適用される。一旦隔室の正極パターン（カソード）１、１０を支持する基板４がそれに隣接する別の隔室の負極パターン２、２０を支持する基板４’に接触すると、２つの同一の隣接した電気化学的隔室Ｃ１−Ｃ２、Ｃ２−Ｃ３、Ｃ３−Ｃ４の電気的接触が作られる。実際に、その目的は、２つの隣接する隔室の基板４、４’間に導通する材料を作ることである。
【００７８】
この段階で、隣接する隔室Ｃ１−Ｃ２、Ｃ２−Ｃ３、Ｃ３−Ｃ４は、同一の集電体４、４’を介して直列で連結され、故にバイポーラ型集電体を形成する。
【００７９】
２つの隣接する隔室Ｃ１−Ｃ２、Ｃ２−Ｃ３、Ｃ３−Ｃ４間の接触抵抗を最小化するため、溶接技術５を使用することがより有利である。その技術は導電材料の添加を伴う電気溶接、レーザー溶接であり得、又はローリングクラッディングを含み得る。
【００８０】
故に２つの電気化学的隔室Ｃ１及びＣ２からなる本発明により得られる電池Ａが、故に図５に示される。
【００８１】
電極１，１０又は２、２０の集電体４、４’は、多孔質であり得る。この場合、２つの隣接する電気化学的隔室間の密封性を確保する中間アルミニウムストリップにそれを溶接することが想定される。本発明によるバイポーラ型電極は故に、集電体４、４’を溶接することにより、対で製造される。
【００８２】
本発明による電池の電圧は、電気的に直列接続され、連続的に接触して配置され、かつ上述と同一の製造ステップ１〜４により製造される、隣接する隔室の数を増やすことによって増大され得る。４つの同一の電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４を有する電池Ａ１を製造することもまた可能である（図５Ａ）。
【００８３】
一実施形態のこの例では、電極１、２はあるパターンの形態で製造される（例えば、単位面積当たりの乾燥電極インク質量が１ｍＡｈ／ｃｍ２であるとすると、３０ｃｍ×３０ｃｍの正方形、つまり９００ｃｍ２の単位表面積を有する）。
【００８４】
正極１、１０及び負極２、２０のための導電性基板４，４’は、有利にはアルミニウムで作られる。
【００８５】
正極パターン１、１０は有利には、Ｌｉ１．０４Ｍｎ１．９６Ｏ４又はＬｉＦｅＰＯ４などの正極系のリチウム挿入材料をベースとする活物質層からなり得る。
【００８６】
負極パターン２、２０は有利には、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２などの負極系のリチウム挿入材料をベースとする活物質層からなり得る。
【００８７】
好ましくは、電極が有機的プロセスを用いて製造される場合、正極系又は負極系の挿入材料をベースとする活物質層は、電極インクで金属基板をコーティングすることにより堆積され、このインクは、活物質、電子伝導体、典型的にはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）であるポリマーを含む。そのポリマーは、通常Ｎ−メチルピロリドンである溶媒に溶解される。その蒸発後に、ポリマーが完全に粉末状に分散され、活物質及び電子伝導体と共に、集電体４上への接着が可能となる。
【００８８】
本発明による電池のパワー作動を最適化するために、その孔隙率を最適化するために導電性基板４又は４’上に電極パターン１、１０、２、２０を圧縮することが好ましい。実際に孔隙率は、電極の濡れを可能にし、かつ電池サイクルの間のイオンの拡散を最適化するために、十分に高くすべきである。また、材料粒子（活物質及び電子伝導体）の互いの接触性を高め、かつ集電体への電極の電気伝導を最適化するために、それは十分に低くすべきである。好ましくは、電極パターン１、１０；２、２０の孔隙率が４０％である領域が、十分なパワー電極作動のために選択される。このような孔隙率を達成できるように、電極パターン１、１０又は２、２０の両面において、好ましくは熱間圧延（８０℃）が実施される。このように、電極の厚みが低減され、そのようにその孔隙率が得られる。
【００８９】
セパレータ３を折り曲げた後に、基板４、４’を入れ子にするステップ３では、負極パターン２、２０を支持する基板４’において最初にセパレータ３を入れ子にする選択がなされ得る。言い換えると、セパレータ３は次いで、負極パターン２又は２０の表面に接触して配置される。同一の作業が、正極パターン１又は１０を支持する基板４で実施され得ることは明らかである。
【００９０】
本発明による電池Ａ、Ａ１において、アコーディオン形状に折り曲げられたセパレータ３は、各電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ４の正極パターン１、１０と負極パターン２との間の電気的絶縁を提供する。好ましくは、セパレータ３は、ポリオレフィン、セラミックス又はＰＶｄＦなどの微多孔フィルムである。ＰＶｄＦフィルムは、例えばＬｉＰＦ６塩のようなリチウム塩を含むカーボネート系電解液に通常含浸される。プレ活性化（セパレータ３のゲル化）もまた想定され得る。
【００９１】
本発明に関連して、同一電池に対する基板４、４’の数、並びに支持される電極パターン１，１０又は２、２０の表面積及び折り曲げ部の数は、利用可能な電圧を上昇させるために増大させることができる。
【００９２】
図６Ａ〜６Ｆは、上述のように電気的に直列接続された２つの同一の隣接する電気化学的隔室Ｃ５、Ｃ６からなる、本発明による電池Ａ２の製造ステップを示すが、この場合、２つの隔室Ｃ５、Ｃ６の各々が、正極パターン１、１０を支持する４個の基板４と、負極パターン２、２０を支持する４個の基板４’とからなる。
【００９３】
その製造ステップは、以下のように、図４Ａ〜図５Ａにより電池Ａ、Ａ２に対して実施されたものと同等である：
−集電基板４、４’を製造及び切断するステップであって、その各面４０、４１又は４０’、４１’上に、端部電極パターン１０又は２０を含む端部基板４ｅ、４ｅ’を除いて、パターンのない領域で互いに分離された同一サインの２つの電極パターン１又は２を含み（図６Ａ、６Ｂ）、言い換えると、この場合は図４Ａ〜５Ａによる電池Ａ、Ａ１と比較して、基板４、４’が切断され、その各面４０、４１又は４０’、４１’上の２つの電極パターン１又は２をそれぞれ支持する各隔室Ｃ５、Ｃ６に配置され、再び言い換えると、Ｕ時形状に折り曲げられ、集電体４、４’のＵ字形状の一方の腕の各面４０、４１又は４０’、４１’が、同一の極性を有する２つの電極パターン１又は２を支持する、ステップ；
−製造された集電体４、４’を折り曲げるステップ（図６Ｂ）；
−正極パターン１を有する各集電体４内、及び負極パターン２を有する各バイポーラ型集電体４’内で、同一の電気的絶縁性セパレータ３を入れ子にするステップ（図６Ｃ）であって、この場合、図４Ｅのステップによる電池Ａに関して負極パターン２、２０の表面と接触してセパレータ３を最初に配置することが可能であることが特定されている、ステップ；
−電極パターン１、２及びセパレータ３を含浸し、また、集電体４、４’のＵ字形状又は折り曲げ部４２、４２’のベースに適合しないその周辺縁部上に接着剤又は樹脂を堆積させることによって電気化学的隔室Ｃ５−Ｃ６をシールし、故にシールＪを形成するステップであって、溶接又はクラッディング領域で覆われるセパレータ３の領域３０はシールで覆われず、本発明による電気化学的隔室Ｃ５が故に製造される（図６Ｄ）、ステップ；
−溶接を用いて、又は図６Ｅに示すような中間アルミニウムシート５０を使用するローリングによるクラッディングを用いて、２つの同一の電気化学的隔室Ｃ５及びＣ６を電気的に直列接続するステップであって、電池Ａ、Ａ１に対して上記で述べた２つの隣接する電気化学的隔室Ｃ１−Ｃ２；Ｃ２−Ｃ３；Ｃ３−Ｃ４間の溶接５に対するステップ４に関し、２つの隔室のうちの一方Ｃ５は、他方の隔室Ｃ６に対して垂直方向に、互いに対向する折り曲げ部４２、４２’を十分な高さに位置を合わせるよう移動させ、故に、連続的な材料を得るようにそれらがともにプレスされることが特定されている、ステップ。
【００９４】
図６Ｆは、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２で作られたアノードパターン２、２０と、ＬｉＦｅＰＯ４で作られたカソードパターン１、１０と、それぞれ端部基板４ｅ及び４ｅ’に溶接されたストリップ形状である正極端部集電体６及び負極端部集電体７とを有する、本発明によるバイポーラ型電池Ａ２を示す。
【００９５】
本発明によるバイポーラ型Ｌｉイオン電池では、所定の電気化学的隔室Ｃ１〜Ｃ６の各正極パターン１は、負極パターン２と電気的に接触せず、それは電気化学的に作動しない（Ｌｉ＋イオンの挿入／脱離）。
【００９６】
図７は、電池の充放電端子として機能するストリップ６、７の一部が横に飛び出しつつ、隔室Ｃ５、Ｃ６をタイトな状態で含むように配置されたフレキシブル容器８に一体化された、本発明によるバイポーラ型電池Ａ２を示す。複合材料をベースとするフレキシブル容器は、既にＤＮＰと昭和電工から市販されており、電池容器としてＤＮＰの製品を使用することが本発明には適切であり得る。
【００９７】
図８は、リジッド金属ハウジング９に一体化された本発明によるバイポーラ型電池Ａ２を示す。この場合は、端部基板４ｅ、４ｅ’に溶接されたストリップ６、７が横に飛び出しつつ、２つの隔室Ｃ５及びＣ６の全体の自由面を絶縁フィルム９０が覆う。この場合、リジッド金属ハウジング９は、絶縁フィルム９０で覆われた隔室を含むように配置される。ストリップ６、７はそれぞれ、電池の充放電端子の一方としてそれぞれ機能する、金属ハウジングから突出する端子（ｃｏｎｔａｃｔ）９１、９２に溶接される。一方の端子９１はさらに、端子周りに環状に配置されたさらなる絶縁シール９３により、金属ハウジングから絶縁されている。電池容器用として市販されているステンレス鋼又はアルミニウムの金属ハウジングは、本発明に適切であり得る。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
ここに記載した本発明は、コンパクトなサイズを維持しつつ、バイポーラ型Ｌｉイオン電池の容量の顕著に増大させるのに適切である。
【符号の説明】
【００９９】
１、１０  正極（カソード）
２、２０  負極（アノード）
３  セパレータ
４  導電性基板
５  溶接技術
６、７  ストリップ、端部集電体
８  フレキシブル容器
９  リジッド金属ハウジング
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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