(57)【要約】【課題】バナジウムレドックス二次電池において、隔膜として陰イオン交換膜を用いる場合、長期間充放電を繰り返したり、一定の電位で長時間放置したりしたとき、陰イオン交換膜を介して正極から負極へバナジウムイオン、硫酸イオン、水等が移動し、容量が低下する。【解決手段】バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む正の電極と、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む負の電極と、前記正の電極側と負の電極側との間に設けられたイオン透過性を有する複数の隔膜と、を備え、前記複数の隔膜は、一部の領域が重なって配置されるバナジウムレドックス二次電池。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む正の電極と、
バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む負の電極と、
前記正の電極側と負の電極側との間に設けられたイオン透過性を有する複数の隔膜と、
を備え、
前記複数の隔膜は、一部の領域が重なって配置される
ことを特徴とするバナジウムレドックス二次電池。
【請求項２】
前記複数の隔膜が重なる領域の面積は、前記電極の面積より小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項３】
前記複数の隔膜は、前記正の電極および前記負の電極と向かい合う位置において、前記一部の領域が重なって配置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項４】
前記複数の隔膜は、前記正の電極および前記負の電極の外周より外側の位置において、前記一部の領域が重なって配置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項５】
前記正の電極および前記負の電極は、四角形状であり、
前記複数の隔膜は、前記電極の辺に対して交差する方向に、重なる領域の辺が配置されるように、前記一部の領域が重ねて配置される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項６】
前記隔膜は、枠形状の第一隔膜と、前記第一隔膜の枠の内周より外周が大きい第二隔膜とが、前記第一隔膜の内周と、前記第二隔膜の外周とが重ねて配置される
ことを特徴とする請求項１〜４に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項７】
前記複数の隔膜は、少なくとも３枚以上であり、
それぞれの隔膜が、少なくとも一枚の他の隔膜と一部の領域が重なって配置され、
前記複数の隔膜により、前記正の電極側と前記負の電極側との間を隔てるように配置される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項８】
複数枚の前記隔膜が重なる領域において、前記隔膜の間に、イオン透過性の絶縁体が配置される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項９】
前記絶縁体は、不織布、多孔質膜、イオン交換膜のいずれかである
ことを特徴とする請求項８に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項１０】
前記絶縁体の、前記隔膜の面に垂直する厚さ方向の抵抗値は、複数枚の前記隔膜が重なる領域における１枚分の前記隔膜の前記厚さ方向の抵抗値および前記絶縁体の前記抵抗値の和と、前記隔膜に対向する電極面積に対する複数の前記隔膜の重複面積の割合との積より大きい
ことを特徴とする請求項８または９に記載のバナジウムレドックス二次電池。
【請求項１１】
前記絶縁体は、面方向の抵抗値が、前記隔膜の対向する電極面積あたりの厚さ方向の抵抗値より大きい
ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のバナジウムレドックス二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質として、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有し、活物質による酸化還元反応を利用して充放電を行うバナジウムレドックス二次電池、及びバナジウムレドックス二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池は、デジタル家電製品、電気自動車、ハイブリッド自動車及び太陽光発電設備等に広く用いられている。この電池として、リチウムイオン二次電池、バナジウムレドックス二次電池（特許文献１）等が挙げられる。バナジウムレドックス二次電池は、２組の酸化還元対を利用して、イオンの価数変化によって充放電を行う。活物質としては、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンが用いられる。
【０００３】
バナジウムレドックス二次電池は、活物質、導電助剤としての炭素材料、及び硫酸等の酸性電解液を有する電極と、電極が配される銅等の導電体とを備える電極材を、極性が異なる電極材が隔膜を介して対向する状態で１又は複数並設し、外装袋に収容することにより構成される。このバナジウムレドックス二次電池は、さらにケースに収容されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３５８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バナジウムレドックス二次電池において、隔膜として陰イオン交換膜を用いる場合、長期間充放電を繰り返したり、一定の電位で長時間放置したりしたとき、陰イオン交換膜を介して正極から負極へバナジウムイオン、硫酸イオン、水等が移動し、容量が低下してしまい、サイクル特性が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、長時間が経過した場合においても、良好なサイクル特性を有するバナジウムレドックス二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載のバナジウムレドックス二次電池は、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む正の電極と、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有する活物質を含む負の電極と、前記正の電極側と負の電極側との間に設けられたイオン透過性を有する複数の隔膜と、を備え、前記複数の隔膜は、一部の領域が重なって配置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記複数の隔膜が重なる領域の面積は、前記電極の面積より小さいことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記複数の隔膜は、前記正の電極および前記負の電極と向かい合う位置において、前記一部の領域が重なって配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記複数の隔膜は、前記正の電極および前記負の電極の外周より外側の位置において、前記一部の領域が重なって配置される
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記正の電極および前記負の電極は、四角形状であり、前記複数の隔膜は、前記電極の辺に対して交差する方向に、重なる領域の辺が配置されるように、前記一部の領域が重ねて配置されることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記隔膜は、枠形状の第一隔膜と、前記第一隔膜の枠の内周より外周が大きい第二隔膜とが、前記第一隔膜の内周と、前記第二隔膜の外周とが重ねて配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記複数の隔膜は、少なくとも３枚以上であり、それぞれの隔膜が、少なくとも一枚の他の隔膜と一部の領域が重なって配置され、前記複数の隔膜により、前記正の電極側と前記負の電極側との間を隔てるように配置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載のバナジウムレドックス二次電池は、複数枚の前記隔膜が重なる領域において、前記隔膜の間に、イオン透過性の絶縁体が配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記絶縁体は、不織布、多孔質膜、イオン交換膜のいずれかであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記絶縁体の、前記隔膜の面に垂直する厚さ方向の抵抗値は、複数枚の前記隔膜が重なる領域における１枚分の前記隔膜の前記厚さ方向の抵抗値および前記絶縁体の前記抵抗値の和と、前記隔膜に対向する電極面積に対する複数の前記隔膜の重複面積の割合との積より大きいであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載のバナジウムレドックス二次電池は、前記絶縁体は、面方向の抵抗値が、前記隔膜の対向する電極面積あたりの厚さ方向の抵抗値より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の隔膜が、一部の領域が重なって配置されるため、負の電極に移動したバナジウムイオン、硫酸イオン、及び水等の物質を、複数の隔膜間の重なる領域の間から正の電極に戻すことができる。従って、バナジウムレドックス二次電池は良好なサイクル特性を有する。また、負極から２価及び３価のバナジウムイオンが正の電極に移動することで、正の電極で析出するＶ2 Ｏ5 等の酸化物を還元して再度溶解させることができるため、高温下での容量低下を抑制することができ、即ち高温下におけるサイクル特性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るバナジウムレドックス二次電池１の模式的平面図である
【図２】図１のI−I線模式的断面図である。
【図３】（ａ）は、電池１０のうち、外装袋２と、正極端子３と、負極端子４と、シール材３０，４０と、電極５０と、電極８０と、第一隔膜７ａ，第二隔膜７ｂと、絶縁体９との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のII−II線模式的断面のうち、電極５０と、電極８０と、第一隔膜７ａ，第二隔膜７ｂと、絶縁体９との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るバナジウムレドックス二次電池２０のII−II線模式的断面図である。
【図５】電池１０と電池２０と従来の電池とのサイクル特性の試験結果を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、第一隔膜７１ａと、第二隔膜７１ｂと、第三隔膜７１ｃとの３枚の隔膜を設けた電池２１の電極と隔膜との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIII−III線模式的断面図である。
【図７】（ａ）は、第一隔膜７２ａと、第二隔膜７２ｂとの２枚の隔膜を設けた電池２２の電極と隔膜との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIV−IV線模式的断面図である。
【図８】第一隔膜７３ａと、第二隔膜７３ｂとの２枚の隔膜を設けた電池２３の電極と隔膜との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のV−V線模式的断面図である。
【図９】（ａ）は、第一隔膜７４ａと、第二隔膜７４ｂとの２枚の隔膜を設けた電池２４の電極と隔膜との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVI−VI線模式的断面図である。
【図１０】（ａ）は、隔膜７５ａ〜隔膜７５ｈとの８枚の隔膜を設けた電池２５の電極と隔膜との位置関係を示す模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVII−VII線模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
１．バナジウムレドックス二次電池の構成
図１は本発明の実施の形態に係るバナジウムレドックス二次電池１０の模式的平面図である。バナジウムレドックス二次電池１０は、外装袋２と、シール材３０、４０と、正極端子３及び負極端子４とを有する。シール材３０、４０は、外装袋２の周縁部の一部に設けられる。正極端子３、負極端子４は、基端部側がシール材３０、４０に覆われた状態で、外装袋２の周縁部の一部から突出している。電池１０は、単体、又は該電池１０と他の電池１０とを組み合わせた電池組にしてケース（不図示）に収容してもよい。
【００２２】
図２は図１のI−I線模式的断面図である。図２に示すように、外装袋２は、四角形のシート状の半体２１と半体２２とから構成される。半体２１、２２は電解液非透過性である。半体２１、２２は、合成樹脂層及び金属層を含有するラミネートシートからなるのが好ましい。合成樹脂層の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン６，ナイロン６６等のポリアミド等が挙げられる。金属層の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、ステンレス、チタン、チタン合金等が挙げられる。半体２１と半体２２とは、シール材３０、４０が設けられる領域以外の周縁端部が溶着により封止されることで、外装袋２をなす。
【００２３】
外装袋２には、２つの正極の電極材５と、１つの負極の電極材８と、２つの隔膜７と、２つの絶縁材９とが内包される。隔膜７と絶縁材９とは、電極材５と電極材８との間に配置され、２つの電極材５と１つの電極材８とをそれぞれ区画する。図２に示すように、外装袋２の内部に、電極材５と、電極材８と、電極材５とが順に積層されている。
【００２４】
電極材５は、電極５０、導電体５１、保護層５２、及びシーラント５４を備える。導電体５１は角型平板状をなし、封止された外装袋２の内部において、一方の面が、半体２１、２２の面と対向して配置される。電極材５は、半体２１，２２から近い順に、導電体５１、保護層５２、電極５０が積層される。導電体５１の半体２１、２２と対向しない他方の面は保護層５２により覆われている。保護層５２の導電体５１と対向しない面の周縁部より内側の領域には、角型平板状の電極５０が対向して設けられている。電極５０の保護層５２と対向しない面には、隔膜７が対向して設けられている。隔膜７は、対向する電極５０の面より大きく設けられる。そして、導電体５１の端部と、電極５０の端部と、保護層５２の端部と導電体５１と対向しない面の周縁部には、シーラント５４が設けられる。なお、導電体５１の端部の側面はシーラント５４に接着されていてもよく、接着されていなくてもよい。シーラント５４は、内周が電極５０の端部と、導電体５１の端部と、保護層５２の端部および面方向の周縁部とに接着する枠状をなしている。隔膜７の電極５０と対向する領域より外側の領域は、シーラント５４の枠と接着される。
【００２５】
シーラント５４は、四角筒状の枠から、電極５０と接着する領域が枠の内側に張り出した内側周縁部５４ａと、半体２１、２２と接触する領域が枠の外側に張り出した外側周縁部５４ｂとを備える。即ち、シーラント５４は平面視で、内側周縁部５４ａ（電極５０より外側部分）の外側に、外側周縁部５４ｂが位置するように構成されている。内側周縁部５４ａは、保護層２２の導電体５１と対向しない面の周縁部に接着し、外側周縁部５４ｂが体２１、２２と接着する。シーラント５４は、内側周縁部５４ａが保護層２２と接着し、外側周縁部５４ｂが半体２１、２２と接着することにより、半体２１、２２のそれぞれと接着する導電体５１を封止する。導電体５１及び保護層５２は、半体２１、２２とシーラント５４とに挟着さる。
【００２６】
導電体５１は、半体２１、２２と、保護層５２と、シーラント５４とにより封止された状態で半体２１、半体２２に固定されている。電極５０は、保護層５２を導電体５１との境として、隔膜７と、保護層５２と、シーラント５４とにより包囲されている。これにより、電極５０に含まれる電解液に係る酸性物質が導電体５１と反応することがなく、導電体５１の腐食が防止されている。
【００２７】
導電体５１は、角型平板状をなし、平面面積は半体２１、２２の平面面積より小さい。導電体５１は、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属箔からなるのが好ましい。導電体５１は、周縁部の一部から突出したタブ（不図示）を有し、タブの先端部は正極端子３に接続されている。
【００２８】
保護層５２は、導電体５１の一面に、グラファイトシートを例えば導電性の接着シートを介して設けられている。なお、保護層５２の材質はグラファイトシートには限定されない。保護層５２は導電性かつ電解液非透過性であればよく、導電性フィルム、シート状の導電性ゴムを用いることにしてもよい。また、導電体５１の一面を、黒鉛の粉末、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料とバインダとを混合した塗工液でコーティングした後、乾燥させることにより、保護層５２を形成することにしてもよい。また、水系電解液が酸性又はアルカリ性ではなく、導電体５１が腐食等される虞がない場合は、保護層５２を備えていなくてもよい。
【００２９】
電極５０は、炭素材料と、酸化還元反応によって、５価及び４価の間で酸化数が変化するバナジウム（Ｖ）イオン、又は５価及び４価の間で酸化数が変化するＶイオンを含む正極活物質と、バインダとを含有する固体状物、及び水系電解液を含む。
【００３０】
５価及び４価の間で酸化数が変化する前記Ｖを含むイオンとしては、ＶＯ2+（IV）、ＶＯ2+（V ）が例示される。正極用の活物質であるバナジウム化合物としては、酸化硫酸バナジウム（IV）（ＶＯＳＯ4・ｎＨ2 Ｏ）、酸化硫酸バナジウム（V）（（ＶＯ2 ）2 ＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ）を挙げることができる。なお、ｎは０から６の整数を示す。
【００３１】
バインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、及びフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶＤＦ／ＨＦＰ）等が挙げられる。
【００３２】
電極５０の炭素材料としては、アセチレンブラック，ケッチェンブラック（登録商標）等のカーボンブラック、及びグラファイト等が挙げられる。炭素材料は１種又は２種以上を用いることができる。電極５０に含まれる水系電解液は、硫酸水溶液であるのが好ましい。硫酸水溶液として、例えば濃度が９０質量％未満の硫酸を用いることができる。電解液は、電池のＳＯＣを０〜１００％まで取り得るのに過不足のない量である。電解液の量は、例えばバナジウム化合物１００ｇに対して、２Ｍの硫酸７０ｍＬである。
【００３３】
シーラント５４の材料としては、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレン等が挙げられる。ポロプロピレン又はポリエチレン等を用いることにより、熱溶着で容易に導電体５１を封止することが可能となる。シーラント５４は、導電体５１を封止した状態を維持できる粘着材料であってもよい。
【００３４】
電極５０の保護層５２と対向しない面に対向して設けられる隔膜７は、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの２枚からなる。第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとは、面方向をなす左右前後方向のうち一方向である前後方向の長さが、ほぼ同じ長さである。第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとは、図２に示すとおり、電極５０と対向する面に設けられるとき、互いの一部が対向して、面と垂直する方向に重複するように配置される。
【００３５】
電池１０において、隔膜７の電極５０と対向する面の周縁部はシーラント５４の内側周縁部５４ａに接着されている。なお、第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂの電極５０と対向する面の周縁部はシーラント５４に接着されていなくてもよい。第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂは、電極５０と対向する面の周縁部の一部のみに、シーラント５４に接着されていない領域が存在してもよい。この場合、後述するようにして外装袋２を形成し、外装袋２内に硫酸水溶液を注入したとき、第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂの周縁部とシーラント５４との接着されていない領域の隙間から硫酸水溶液が入り込み、電極５０に硫酸水溶液が浸み込むことができる。
【００３６】
隔膜７は、例えば、フッ素系や炭化水素系の材料により作成された薄膜である。隔膜７の厚みは５０μｍ以下であるのが好ましい。この場合、レート特性が良好である。厚みは３０μｍ以下であるのがより好ましく、１０μｍ以下であるのがさらに好ましい。隔膜７は陰イオン交換膜であるのが好ましい。この場合、低い膜抵抗値を有し、かつイオン選択性が良好である。隔膜７は、陰イオン交換膜のほか、陽イオン交換膜であってもよい。あるいは、イオン選択性を有さず、イオン透過性を有するものであってもよい。
【００３７】
互いに対向するように重複して設けられる第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間には、絶縁体９が設けられる。図３（ａ）は、図１および図２に示す電池１０のうち、外装袋２と、正極端子３と、負極端子４と、シール材３０、４０と、電極５０と、電極８０と、第一隔膜７ａ、第二隔膜７ｂと、絶縁体９とを、図１に示す状態に平面視したときの位置関係を示す模式的平面図である。絶縁体９は、図３（ａ）に示すように、面方向をなす前後左右方向のうち一方向である前後方向に細長く延びる長方形状である。前後方向において、絶縁体９の長さは、電極５０、８０より長く、隔膜７とほぼ同じ長さである。絶縁体９は、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとのそれぞれ電極５０、８０と対向しない面と対向して、互いに向かい合う第一隔膜７ａの一部と、第二隔膜９ｂの一部とに接して配置される。
【００３８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のII−II線模式的断面図のうち、外装袋２に内包されている電極５０と、電極８０と、第一隔膜７ａと、第二隔膜７ｂと、絶縁体９との上下左右方向の位置関係を示す図である。具体的には、図３（ｂ）に示すように、面に垂直な方向をなす上下方向において、絶縁体９は、第二隔膜７ｂより上側であって、第二隔膜７ｂと、第二隔膜７ｂより上側に配置される第一隔膜７ａとの間に配置される。面に垂直な方向とは、言い換えると、隔膜７と、電極５０，８０とが積層される方向である。絶縁体９は、電極５０と電極８０とにより挟まれる方向である上下方向の長さ、すなわち絶縁体９の厚みが、隔膜７の厚みより大きい構成である。絶縁体９の厚みが、隔膜７の厚みより大きい場合は、空隙率や細孔径が小さい特性を有する絶縁体９を用いることにより、絶縁体９の厚さ方向を透過するイオンの量を調整することが好ましい。なお、絶縁体９の厚みは、隔膜７の厚み未満であってもよい。この場合は、空隙率や細孔径が大きい特性を有する絶縁体９を用いることにより、絶縁体９の厚さ方向を透過するイオンの量を調整する。絶縁体９の面方向の抵抗値は、隔膜７の対向する電極面積あたりの面方向に垂直な方向である厚さ方向の抵抗値より大きい。これにより、絶縁体９は、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの上下方向の間からバナジウムイオンが通り過ぎることを抑制でき、クーロン効率及び自己放電特性を維持したままサイクル特性の向上が期待できる。
【００３９】
また、絶縁体９は、長方形状の短辺方向である左右方向の長さが、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂの重複する領域の同一方向の長さより大きくてもよいが、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂの重複する領域の長さ以下であることが望ましい。絶縁体９は、一部が隔膜７と接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。絶縁体９を挟むように設けられる第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとは、シーラント５４に接着されて位置決めされる。絶縁体９は、隔膜７と接着されない場合であっても、電池１０の製造過程において、例えば、外装袋２をなす半体２１の周縁端部と半体２２の周縁端部とが溶着された状態で、電極材５及び８に酸性の電解液を含ませるときに、外装袋２の内部が減圧されることにより、外装袋２に内包される電極５０，８０および隔膜７に対して位置決めすることも可能である。
【００４０】
絶縁体９は、複数枚の隔膜７の重複領域における１枚の隔膜７の厚さ方向の抵抗と、重複領域における絶縁体９の厚さ方向の抵抗との和が、絶縁体９の厚さ方向の抵抗より小さい特性を有するものを用いることが好ましい。言い換えると、電極５０、８０の、隔膜７と対向する面の面積を１００％とした場合に、複数枚の隔膜７の重複領域の総面積比率をｘ％として、絶縁体９の面に垂直な方向である厚さ方向の抵抗値ｒと、１枚の隔膜７の面に垂直な方向である厚さ方向の抵抗値Ｒとが、下記数式の関係を有することが好ましい。
【００４１】
【数１】
2018170185.tif 000003
【００４２】
絶縁体９は、具体的には、多孔質膜、不織布、陽イオン交換膜のいずれかであることが好ましい。多孔質膜は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系、またはフッ素系の材料であることが好ましい。多孔質膜は、表面に親水化処理が施されていても良い。親水化処理は、例えば、界面活性剤が用いられる場合や、プラズマ処理またはコロナ処理などにより施される。
【００４３】
不織布は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステル系や、ＰＥやＰＰ等のポリオレフィン系、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素系の材料、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）であることが好ましい。不織布は、多孔質膜の場合と同様に、界面活性剤やプラズマ処理またはコロナ処理などにより、表面に親水化処理が施されていても良い。
【００４４】
多孔質膜または不織布は、表面あるいは内部にイオン透過量を制御するために無機粒子が複合化されていてもよい。複合化とは、例えば、コーティングや担持、含浸などである。イオン交換膜は、例えばフッ素系または炭化水素系の材料であることが好ましい。
【００４５】
絶縁体９は、単位体積あたりのイオン透過量が、隔膜７の単位体積あたりのイオン透過量より大きいことが望ましい。絶縁体９のイオン透過量が、隔膜７のイオン透過量よりも大きいものであることにより、電池１０は、イオンが隔膜７の上下方向において透過するよりも、絶縁体９の左右方向において効率よく透過することができ、充放電のサイクル回数が増加する場合において、サイクル数の増加に伴う容量の低下を抑制することができ、サイクル特性が良い電池とすることが可能である。
【００４６】
一方、隔膜７の電極５０と対向しない面は、電極材８と対向している。電極材８は、電極８０と、導電体８２と、保護層８３と、シーラント８４とを有する。電極材８は、隔膜７に近い側から順に、電極８０、保護層８３、導電体８２が積層される。
【００４７】
電極材８の導電体８２、保護層８３、シーラント８４は、電極材５の導電体５１、保護層５２、シーラント５４と、面方向が同様の大きさであり同様の材料を用いてなる。
【００４８】
隔膜７の電極５０と対向しない面には、電極８０が対向して設けられる。電極８０の隔膜７と対向しない面には、保護層８３が対向して設けられる。電極８０は、電極５０と同じ大きさで、向かい合う位置に配置され、保護層８３の面方向の周縁部より内側の領域、即ち保護層８３の面方向の周縁部以外の領域と対向して設けられている。電極８０は、炭素材料と、酸化還元反応によって、２価及び３価の間で酸化数が変化するＶイオン、又は２価及び３価の間で酸化数が変化するＶを含むイオンを含有する負極活物質と、バインダとを含有する固体状物、及び水系電解液を含む。
【００４９】
２価及び３価の間で酸化数が変化する前記ＶイオンとしてＶ2+（II）、Ｖ3+（III）が挙げられ、負極用の活物質であるバナジウム化合物として、硫酸バナジウム（II）（ＶＳＯ4・ｎＨ2 Ｏ）、硫酸バナジウム（III ）（Ｖ2 （ＳＯ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏが挙げられる。なお、ｎは１から１０の整数を示す。
【００５０】
バインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、及びフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶＤＦ／ＨＦＰ）等が挙げられる。
【００５１】
電極８０の炭素材料としては、アセチレンブラック，ケッチェンブラック（登録商標）等のカーボンブラック、及びグラファイト等が挙げられる。炭素材料は１種又は２種以上を用いることができる。
電極８０に含まれる水系電解液は、硫酸水溶液であるのが好ましい。硫酸水溶液として、例えば濃度が９０質量％未満の硫酸を用いることができる。電解液は、電池のＳＯＣを０〜１００％まで取り得るのに過不足のない量である。電解液の量は、例えばバナジウム化合物１００ｇに対して、２Ｍの硫酸７０ｍＬである。
【００５２】
保護層８３の電極８０と対向しない面には、導電体８２が対向して配置される。導電体８２は、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属箔からなるのが好ましい。導電体８２は、周縁部の一部から突出したタブ（不図示）を有し、タブの先端部は負極端子４に接続されている。
【００５３】
保護層８３は、導電体８２の一面に、グラファイトシートを例えば導電性の接着シートを介し設けてなる。なお、保護層８２の材質はグラファイトシートに限定されない。保護層８２は導電性かつ電解液非透過性であればよく、導電性フィルム、シート状の導電性ゴムを用いることにしてもよい。また、導電体８２の一面を、黒鉛の粉末、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料とバインダとを混合した塗工液でコーティングした後、乾燥させることにより、保護層８３を形成することにしてもよい。また、水系電解液が酸性又はアルカリ性ではなく、導電体８２が腐食等される虞がない場合は、保護層５２を備えていなくてもよい。
【００５４】
電極８０と導電体８２の端部と、保護層８３の端部と面方向の周縁部には、シーラント８４が設けられる。シーラント８４は、内周が電極８０の端部と、導電体８２の端部と、保護層８２の端部および周縁部とに接着する枠状をなしている。シーラント８４は、２つの枠状の半体８４ａ、８４ｂを接着してなる。半体８４ａ、８４ｂは、四角筒状の枠から、電極８０と接着する領域が内側に張り出した内側縁部８４ｃを備え、他方の半体８４ｂ、８４ａと接着する領域が外側に張り出した外側縁部８４ｄを備える。半体８４ａ、８４ｂの外側縁部８４ｄが設けられた位置の枠の内側は、導電体８２の端部および保護層８３の端部と周縁部と接着する。即ち、シーラント８４の半体８４ａ、８４ｂは平面視で、内側周縁部８４ｃ（電極８０の外側部分）の外側に、外側周縁部８４ｄが位置するように構成されている。
【００５５】
シーラント８４は、半体８４ａの外側縁部８４ｄと半体８４ｂの外側周縁部８４ｄとを互いに合わせた状態で、半体８４ａと半体８４ｂとが接着されている。さらに、半体８４ａ、８４ｂは、それぞれ、保護層８３の導電体８２と対向しない面の周縁部に接着されている。導電体８２は、保護層８３、及びシーラント８４により封止されている。導電体８２は、保護層８３と、シーラント８４の半体８４ａ、８４ｂとにより封止された状態で、電極８０は、隔膜７と、シーラント８４の半体８４ａ、８４ｂとにより包囲されている。これにより、電極８０に含まれる電解液に係る酸性物質が導電体８２と反応することがなく、導電体８２の腐食が防止されている。なお、導電体８２の側面はシーラント８４に接着されていてもよく、接着されていなくてもよい。
【００５６】
隔膜７の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂは、電極８０と対向する面において、電極８０の端部と対向する位置より外側の周縁部は、シーラント８４の半体８４ａ、８４ｂに接着されている。なお、第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂの電極５０と対向する面の周縁部はシーラント８４に接着されていなくてもよい。第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂは、電極５０と対向する面の周縁部の一部のみに、シーラント５４に接着されていない領域が存在してもよい。この場合、後述するようにして外装袋２を形成し、外装袋２内に硫酸水溶液を注入したとき、第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂの周縁部とシーラント５４，５４との接着されていない領域の隙間から硫酸水溶液が入り込み、電極８０に硫酸水溶液が浸み込むことができる。
【００５７】
電極５０と電極８０は、ほぼ正方形状である。第一隔膜７ａと、第二隔膜７ｂとは、それぞれの平面面積が、対向する電極５０、８０の平面面積の半分より大きい長方形状である。第一隔膜７ａと、第二隔膜７ｂとは、図３（ａ）に示すように、面方向をなす前後左右方向のうち一方の辺である前後方向の一辺が、電極５０，８０の同じ方向の辺である前後方向の辺より長く、面方向をなす前後左右方向のうち他方の辺である左右方向の一辺が、電極５０，８０の同じ方向である左右方向の一辺の半分よりやや長い。第一隔膜７ａと、第二隔膜７ｂとは、電極５０、８０の面方向をなす前後左右方向の二辺のうち短辺の方向である左右方向の中央の位置において、一部が対向するように重複して配置される。一部が重複して配置される第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとでなす隔膜７の平面面積は、電極５０および電極８０それぞれの平面面積より大きい。言い換えると、隔膜７は、平面視において、向かい合って配置される電極５０，８０を覆う領域に配置される。
【００５８】
前述した、一部が重複して配置されるとは、図３（ｂ）に示すように、面方向をなす前後左右方向のうち一方向である左右方向において、右側と左側とにそれぞれ隔膜７が配置されるとき、例えば、右側に配置される第一隔膜７ａの左辺が、左側に配置される第二隔膜７ｂの右辺よりも左側に配置され、左側に配置される第二隔膜７ｂの右辺が、右側に配置される第一隔膜７ａの左辺よりも右側に配置された状態である。また、図３（ｂ）に示すように、第二隔膜７ｂは、面に垂直な方向である上下方向で第一隔膜７ａよりも下側に配置され、第一隔膜７ａは、第二隔膜７ｂよりも前記上下方向で上側に配置される。
【００５９】
以上のように構成された電池１０では、電極材５のバナジウム化合物としてＶＯＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏを用い、電極材８のバナジウム化合物としてＶ2 （ＳＯ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏを用いた場合、電池１０の電極材５の電極５０と電極材８の電極８０との間において、下記化学式１及び２の反応が生じる。
【００６０】
【化１】
2018170185.tif 000004
【００６１】
【化２】
2018170185.tif 000005
【００６２】
電池１０には、第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂにより、電極５０と対向する面および電極８０と対向する面が形成される。電極５０、８０と対向する面方向で第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとが重複して配置され、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間には絶縁体９が設けられる。この結果、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間に、絶縁体９の厚さに相当する隙間が存在する。前記化学式１及び２の反応を利用して電池１０の充放電が行われるとき、以上のように構成された電池１０は、複数の隔膜７が一部を重複させて設けられているため、負の電極８０に移動したバナジウムイオン、硫酸イオン、及び水等の物質は、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間に存在する隙間から、隙間に設けられる絶縁体９を通って正の電極５０に戻すことができる。
【００６３】
従って、バナジウムイオン、硫酸イオン、及び水等の物質は、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとが重複する領域の隙間を通ることにより、負の電極８０から正の電極５０に戻されやすくなり、電池１０は、良好なレート特性を維持しつつ、良好なサイクル特性及び自己放電特性を有することができる。また、電極８０から２価及び３価のバナジウムイオンが電極５０に移動するので、電極５０で析出するＶ2 Ｏ5 等の酸化物を還元して再度溶解させることができ、高温下での容量低下が抑制され、高温下のサイクル特性も良好である。
【００６４】
２．バナジウムレドックス二次電池の製造方法
以下、実施の形態に係る電池１の製造方法について説明する。
まず、炭素材料に、３価のバナジウム化合物としてのＶ2 （ＳＯ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ、４価のバナジウム化合物としてのＶＯＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ、及びバインダを配合し、攪拌機により混合することにより混合粉を得る。炭素材料、活物質、及びバインダの組成は、要求される容量、乾燥条件、及び外部環境（気温、湿度）等に応じて決定する。また、正極用と負極用とで、炭素材料等の組成を変えることにしてもよい。
【００６５】
次に、前記混合粉に水系電解液を配合し、自転・公転ミキサー等を用いて混練することにより、混練物を得る。
【００６６】
前記混練物はロールプレス等により圧延成形
され、電極形状に打ち抜かれて集電体に配置される。この集電体は、例えば、導電体５１、８２単体、または、保護層５２，８３が接合された導電体５１、８２等が挙げられる。電極材５においては、導電体５１、８２、または保護層５２，８３が接合された導電体５１、８２の一面に電極が配置され、電極材８においては導電体５１、８２、または保護層５２、８３が接合された導電体５１、８２の両面に電極が配置される。
【００６７】
なお、電極材５及び８は夫々、活物質、炭素材料、バインダ及び非水系溶媒を含有する溶液、半固体状物又は固体状物等を成形して集電体上に配し、非水系溶媒を揮発させた後、酸性の電解液を含ませることにより形成してもよい。非水系溶媒としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、イソプロパノール（ＩＰＡ）等が例示される。酸性電解液は外装袋２を真空封止する際に真空含浸させてもよい。
【００６８】
電極材８の導電体８２及び電極８０の端部の周囲に、側面を覆うようにシーラント８４を配し、電極８０の両面に、絶縁体９を挟んだ２枚の隔膜７を配した状態で、熱プレス等により隔膜７を導電体８２に接着する。
隔膜７の電極８０と対抗しない面に電極材５の電極５０を配し、シーラント５４を電極５０の端部の周囲に配する。導電体５１の外面に外装袋２の半体２１，２２を配し、熱プレス等により、シーラント５４を介して半体２１に一方の電極材５の集電体を接着し、シーラント５４を介して半体２２に他方の電極材５の集電体を接着する。そしてシーラント８４とシーラント５４とを熱プレス等により接着する。
【００６９】
そして、半体２１，２２の周縁部の一部から正極端子３及び負極端子４が突出する状態で、半体２１，２２の周縁端部を圧接し、接着することにより外装袋２が形成され、電池１０が得られる。なお、半体２１，２２は最初から一体化されていてもよい。
【００７０】
電池１０の組み立て後の通電により、正極の電極材５のバナジウム化合物の価数が４価、負極の電極材８のバナジウム化合物の価数が３価になる。
【００７１】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るバナジウムレドックス二次電池２０の図２相当の模式的断面図である。電池２０は、図２相当の電池１０とは、外装袋２と、図４では図示外のシール材３０、４０と、図４では図示外の正極端子３及び負極端子４と、２つの正極の電極材５と、１つの負極の電極材８と、２つの隔膜７とを有し、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとが重複して配置される点で共通し、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間に絶縁体９を有していない点が異なる。そのため、電池２０では、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとが、重複する領域において互いに接して配置される。この結果、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間には、隙間が存在しない。このとき、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとは、一部のみが互いに接着されて位置が固定されていてもよい。第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとは、互いに接着されていない場合、シーラント５４とシーラント８４とに接着されて、シーラント５４とシーラント８４に対して位置決めされる。さらに、外装袋２をなす半体２１の周縁端部と半体２２の周縁端部とが溶着されている状態で、外装袋２の内部が減圧状態となると、外装袋２に内包される電極５０，８０および隔膜７に対して位置決めされる。電池２０では、前記式（２）及び（３）の反応を利用して電池１０の充放電が行われるとき、複数の隔膜７が重複して設けられているため、第一隔膜７ａと第二隔膜７ｂとの間を通って、負の電極８０に移動したバナジウムイオン、硫酸イオン、及び水等の物質を正の電極５０に戻すことができる。従って、電池１０は、良好なレート特性を維持しつつ、良好なサイクル特性及び自己放電特性を有することができる。
【００７２】
図５は、上述した本実施形態に係る２種類の電池１０、２０と、従来のバナジウムレドックス二次電池（以下、従来の電池とする）とのサイクル特性を評価した試験結果を示すグラフである。横軸はサイクル数であり、縦軸は放電容量［ｍＡｈ］である。図５では、電池１０と、電池２０と、従来の電池とについて、サイクル数が０回から７０回までの放電容量を測定した結果を示す。図５において、電池１０の試験結果は実線により示す結果Ａであり、電池２０の試験結果は破線により示す結果Ｂであり、従来の電池は点線により示す結果Ｃである。図５に示すように、電池１０および電池２０は、サイクル数が増えるにつれて、従来の電池より放電容量が高く保たれ、二次電池という機能を備える電池において、従来の電池より良好な特性を有する電池であることがわかる。このように、従来の電池と、電池１０および電池２０とを比較すると、従来の電池はサイクル数が増えるにつれて、放電容量の低下が著しい一方、電池１０および電池２０は、いずれにおいても、サイクル数が増加しても、放電容量の低下が少なく、従来の電池より良好な特性を維持できる電池である。
【００７３】
図６〜図１０は、電池２０の変形例を示す図である。図６〜図１０において、それぞれ（ａ）は、電極と隔膜との位置関係を、平面視した面方向をなす前後左右方向の模式的平面図である。（ｂ）は、（ａ）の模式的断面図である。図６〜図１０のいずれにおいても、電極５０および電極８０は、電池２０と同様の構成である。また、図６〜図１０には図示されないが、複数枚の隔膜が重ねて配置される領域においては、互いの隔膜の間に、電池１０に示すように絶縁体が配置されてもよい。複数枚の隔膜が重ねて配置される領域では、隔膜の互いに対向する面の一部が接着されていてもよい。さらに、互いの隔膜の間に絶縁体が配置される場合は、互いに対向する絶縁体の面と隔膜の面とが接着されていてもよい。複数枚の隔膜が、絶縁体または他の隔膜と接着されていると、いずれかの隔膜または絶縁体が、シーラント５４，８４より内側に配置され、シーラント５４，８４と接着されない場合であっても、対向して配置される絶縁体または他の隔膜と接着されることにより位置決めされ、移動することを防ぐことができる。
【００７４】
図６の（ａ）は、電池２０の第一の変形例として、電池２０に設けられた２枚の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂに代えて、第一隔膜７１ａと、第二隔膜７１ｂと、第三隔膜７１ｃとの３枚の隔膜７１を設けた電池２１の電極と隔膜との位置関係を、面方向をなす前後左右方向において示す模式的平面図である。図６の（ａ）は、電池２１のうち、電池２０と同様の外装材２に内包される電極５０，８０と、３枚の隔膜７１との前後左右方向における位置関係を示す。電池２１では、第一隔膜７１ａと、第二隔膜７１ｂと、第三隔膜７１ｃとにより、電池２０の面方向において第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂが配置された領域と同じ領域に３枚の隔膜７１が配置される。第一隔膜７１ａと、第二隔膜７１ｂと、第三隔膜７１ｃとのそれぞれは、電池２０の第一隔膜７ａと、第二隔膜７ｂとに比べ、面方向をなす前後左右方向のうちの一方の辺である左右方向の長さが短い長方形状である。隔膜７１は、例えば、左右方向の長さが隔膜７より約３分の１未満短い。図６の（ｂ）は、（ａ）に模式的平面図を示す電池２１のIII−III線模式的断面図である。（ｂ）に示すように、電池２１の第一隔膜７１ａと第三隔膜７１ｃとは、面方向において同じ位置、即ち、電極５０および電極８０からの面方向に垂直する方向の距離が同じ距離である位置に設けられ、第二隔膜７１ｂは、左右方向の左側端部が、第一隔膜７１ａと接して設けられ、左右方向の右側端部が第三隔膜７１ｃと接して設けられる。
【００７５】
図７の（ａ）は、電池２０の第二の変形例として、電池２０に設けられた２枚の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂに代えて、第一隔膜７２ａと、第二隔膜７２ｂとの２枚の隔膜７２を設けた電池２２の電極と隔膜との位置関係を、面方向をなす前後左右方向において示す模式的平面図である。電池２２では、第一隔膜７２ａと、第二隔膜７２ｂとにより、電池２０の面方向において第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂが配置された領域と同じ領域に隔膜が配置される。図６の（ａ）は、電池２２のうち、電池２０と同様の外装材２に内包される電極５０，８０と、２枚の隔膜７２との前後左右方向における位置関係を示す。第一隔膜７２ａは、四角枠形状であり、枠の内周が、電極５０、８０の外周より大きい形状である。第二隔膜７２ｂは、四角形状であり、その外周が、第一隔膜７２ａの枠の内周より大きく、且つ、第一隔膜７２ａの枠の外周より小さい形状である。図７の（ｂ）は、（ａ）に模式的平面図を示す電池２２のIV−IV線模式的断面図である。（ｂ）に示すように、第二隔膜７２ｂは、外周である端部が、第一隔膜７２ａの枠の内周の端部より外側の領域と接するように設けられる。言い換えると、第一隔膜７２ａと第二隔膜７２ｂとは、第一隔膜７２ａの枠の内周より外側の領域と、第二隔膜７２ｂの外周より内側の領域が、面と垂直な方向である上下方向において重なって配置される。第一隔膜７２ａは、シーラント５４、８４と接着されることが可能な形状である。第二隔膜７２ｂは、重複して設けられる第一隔膜７２ａと一部を接着することにより、位置を固定することができる。
【００７６】
図８の（ａ）は、電池２０の第三の変形例として、電池２０に設けられた２枚の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂに代えて、第一隔膜７３ａと、第二隔膜７３ｂとの２枚の隔膜７３を設けた電池２３の電極と隔膜との位置関係を、面方向をなす前後左右方向において示す模式的平面図である。電池２３では、第一隔膜７３ａと、第二隔膜７３ｂとにより、電池２０の面方向において第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂが配置された領域と同じ領域に隔膜７３が配置される。図８の（ａ）は、電池２３のうち、電池２０と同様の外装材２に内包される電極５０、８０と、２枚の隔膜７３との前後左右方向における位置関係を示す。第一隔膜７３ａは、電極５０、８０より外周が大きい四角形状の隔膜から前後左右方向の中央部が円形にくり抜かれた形状である。第二隔膜７３ｂは、外周が、第一隔膜７３ａの内周より大きい円形状である。図８の（ｂ）は、（ａ）に模式的平面図を示す電池２３のV−V線模式的断面図である。（ｂ）に示すように、第二隔膜７３ｂは、外周である端部が、第一隔膜７３ａの枠の内周の端部より外側の領域と接して設けられる。第一隔膜７３ａと第二隔膜７３ｂとは、第一隔膜７３ａの枠の内周より外側の領域と、第二隔膜７３ｂの外周より内側の領域が、面方向に垂直する方向である上下方向において重なって配置される。第一隔膜７３ａは、シーラント５４、８４と接着されることが可能な形状である。第二隔膜７２ｂは、重複して設けられる第一隔膜７２ａと一部を接着することにより、位置を固定することができる。
【００７７】
図９の（ａ）は、電池２０の第四の変形例として、電池２０に設けられた２枚の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂに代えて、第一隔膜７４ａと、第二隔膜７４ｂとの２枚の隔膜７４を設けた電池２４の電極と隔膜との位置関係を、面方向をなす前後左右方向において示す模式的平面図である。図９の（ａ）は、電池２４のうち、電池２０と同様の外装材２に内包される電極５０，８０と、２枚の隔膜７４との前後左右方向における位置関係を示す。第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂは、電極５０、８０に対して面方向と垂直する方向である上下方向に設けられる。具体的には、第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂは、直角三角形状であり、面方向に四角形状の電極５０，８０のうち、互いに対角にある２つの端部を結ぶ直線に平行して、斜辺が設けられるように配置される。このとき、第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂは、いずれも電極５０，８０の上下方向において、電極５０，８０の左前方の端部と右後方の端部とを結ぶ直線を含む領域に配置され、且つ、一部の領域が重複して配置される。
【００７８】
例えば、図９の（ａ）において、第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂは、電極５０、８０の面方向である前後左右方向の左前方の端部と右後方の端部とを結ぶ直線に平行して、斜辺が配置され、上下方向において、第一隔膜７４ａは、第二隔膜７４ｂの斜辺と重複して配置され、第二隔膜７４ｂは、第一隔膜７４ａの斜辺と重複して配置される。すなわち、第一隔膜７４ａの斜辺と、第二隔膜７４ｂの斜辺と、電極５０，８の左前方の端部と右後方の端部とを結ぶ直線とは、前後左右方向において平行に配置される。なお、第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂのうち、直角を成す二辺はそれぞれ、電極５０、８０の上下方向に配置される状態において平行に位置する電極５０，８０の外周を成す各辺より長い。
【００７９】
図９の（ｂ）は、（ａ）に模式的平面図を示す電池２４のVI−VI線模式的断面図である。（ｂ）に示すように、第二隔膜７４ｂは、斜辺の端部が、第一隔膜７４ａの下面と重なって配置される。第一隔膜７４ａは、斜辺の端部が、第二隔膜７４ａの上面と重なって配置される。第一隔膜７４ａおよび第二隔膜７４ｂは、それぞれ斜辺から所定の長さの領域が、上下方向において互いに重複するように配置される。
【００８０】
図１０の（ａ）は、電池２０の第五の変形例として、電池２０に設けられた２枚の第一隔膜７ａおよび第二隔膜７ｂに代えて、隔膜７５ａ〜隔膜７５ｈとの８枚の隔膜７５を設けた電池２５の電極と隔膜との位置関係を、面方向をなす前後左右方向において示す模式的平面図である。図１０の（ａ）は、電池２５のうち、電池２０と同様の外装材２に内包される電極５０，８０と、８枚の隔膜７５との前後左右方向における位置関係を示す。
【００８１】
隔膜７５ａ〜７５ｈは、いずれも同じ形状であり、電極５０，８０の対角を結ぶ直線の半分より長い辺を斜辺に有する直角三角形であり、直角を成す二辺は、いずれも、電極５０，８０それぞれの隣り合う２角を結ぶ辺の半分より長い辺である。電極５０，８０それぞれの隣り合う２角を結ぶ辺とは、すなわち、左右方向または前後方向の一辺である。電池２５において、隔膜７５ａ〜７５ｈは、いずれも斜辺が、電極５０，８０の対角を結ぶ直線と面方向をなす前後左右方向において平行する位置に設けられる。また、直角を成す二辺のうち、少なくともいずれかの辺が、電極５０，８０の一辺と前後左右方向において平行して設けられる。
【００８２】
隔膜７５ａ〜７５ｈは、面方向と垂直する方向である上下方向において電極８０と電極５０との間に設けられる。上下方向において、隔膜７５ａ〜７５ｈのそれぞれは、斜辺が、他の隔膜７５ａ〜７５ｈと重複する位置に設けられる。また、隔膜７５ａ〜７５ｈは、上下方向において、直角を成す二辺のうち一辺が、他の隔膜７５ａ〜７５ｈと重複する位置に設けられる。
【００８３】
図１０の（ｂ）は、（ａ）に模式的平面図を示す電池２５のVII−VII線模式的断面図である。（ｂ）に示すように、第一隔膜７５ａと第三隔膜７５ｃと第五隔膜７５ｅと第七隔膜７５ｇとは、面方向において電極５０および電極８０からの面方向に垂直する方向の距離が同じ距離である位置に設けられる。第二隔膜７５ｂと第四隔膜７５ｄと第六隔膜７５ｆと第八隔膜７５ｈとは、面方向において電極５０および電極８０からの面方向に垂直する方向の距離が同じ距離である同じ位置に設けられる。言い換えると、上下方向において、第一隔膜７５ａと第三隔膜７５ｃと第五隔膜７５ｅと第七隔膜７５ｇとが同じ高さに設けられ、第二隔膜７５ｂと第四隔膜７５ｄと第六隔膜７５ｆと第八隔膜７５ｈとが同じ高さに設けられる。
【００８４】
具体的には、電極５０と電極８０との間に置いて、第一隔膜７５ａおよび第三隔膜７５ｃのそれぞれの一部の領域と対向して、第一隔膜７５ａおよび第三隔膜７５ｃより上方に、第二隔膜７５ｂが配置される。第二隔膜７５ｂは、斜辺が第一隔膜７５ａと対向して設けられ、且つ直角を成す二辺のうち一辺が、第三隔膜７５ｃと対向して設けられる。第三隔膜７５ｃおよび第五隔膜７５ｅのそれぞれの一部の領域と対向して、第三隔膜７５ｃおよび第五隔膜７５ｅより上方に、第四隔膜７５ｄが配置される。第四隔膜７５ｄは、斜辺が第三隔膜７５ｃと対向して設けられ、且つ直角を成す二辺のうち一辺が、第五隔膜７５ｅと対向して設けられる。第五隔膜７５ｅおよび第七隔膜７５ｇのそれぞれの一部の領域と対向して、第五隔膜７５ｅおよび第七隔膜７５ｇより上方に、第六隔膜７５ｆが配置される。第六隔膜７５ｆは、斜辺が第五隔膜７５ｅと対向して設けられ、且つ直角を成す二辺のうち一辺が、第七隔膜７５ｇと対向して設けられる。第七隔膜７５ｇおよび第一隔膜７５ａのそれぞれの一部の領域と対向して、第七隔膜７５ｇおよび第一隔膜７５ａより上方に、第八隔膜７５ｈが配置される。第八隔膜７５ｈは、斜辺が第七隔膜７５ｇと対向して設けられ、且つ直角を成す二辺のうち一辺が、第一隔膜７５ａと対向して設けられる。
【符号の説明】
【００８５】
２  外装袋
３  正極端子
４  負極端子
５、８  電極材
５０、８０  電極
７  隔膜
７ａ、７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ、７５ａ  第一隔膜
７ｂ、７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ、７５ｂ  第二隔膜
７１ｃ、７５ｃ  第三隔膜
７５ｄ  第四隔膜
７５ｅ  第五隔膜
７５ｆ  第六隔膜
７５ｇ  第七隔膜
７５ｈ  第八隔膜
９  絶縁体
１０、２０、２１、２２、２３、２４、２５  電池
【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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