(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイポーラ電極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池であって、
前記バイポーラ電極は、
集電体と、
前記集電体の一面に正極活物質層を有し、
前記集電体の他面に負極活物質層を有し、
前記バイポーラ電極の外面上に絶縁層を有する板状部材を設け、
前記板状部材を一方向に所定の長さで複数に区分けし、区分けされた複数の平坦部間を順次、互い違いにそれぞれ屈曲させて重ねて形成される折り重ね形状部と、
前記板状部材の屈曲された屈曲部分の最も外側に設けられた前記絶縁層の厚さが、前記平坦部の前記絶縁層の厚さよりも厚い厚さ増加部と
を有する非水電解質電池。
【請求項２】
前記負極活物質層は、１．５Ｖ付近に反応電位が存在する請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記絶縁層は、固体電解質を含む請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記正極活物質層は、リチウムを吸蔵及び放出可能な材料である請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
前記正極活物質層と前記負極活物質層とが前記絶縁層を挟んで交互に積層された構造を２組以上有するバイポーラ電極構造を備える請求項１から４のいずれかに記載の非水電解質電池。
【請求項６】
請求項１または５のいずれかに記載の非水電解質電池
を有する非水電解質電池の電池パック。
【請求項７】
通電用の外部端子と、
保護回路と
をさらに含む請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
複数の前記非水電解質電池を具備し、前記非水電解質電池が直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている請求項６又は７に記載の電池パック。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載の電池パックを搭載した車両。
【請求項１０】
前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回生するものである請求項９に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非水電解質電池、電池パック及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高エネルギー密度電池として、リチウムイオン二次電池のような非水電解質電池の研究開発が盛んに進められている。非水電解質電池は、ハイブリッド自動車や、電気自動車等の車両、携帯電話基地局の無停電電源用などの電源として期待されている。しかしながら、リチウムイオン二次電池の単電池を大型化しても単電池から得られる電圧は３．７Ｖ程度と低電圧である。そのため、高出力を得るためには、大型化した単電池から大電流を取り出す必要があるので、装置全体が大型化する問題がある。
【０００３】
これらの問題を解決する電池として、バイポーラ型電池が提案されている。バイポーラ型電池は、集電体の一方の板面に正極活物質層を形成するとともに、同他方の板面に負極活物質層を形成するバイポーラ電極を有する。このバイポーラ電極を電解質層を挟んで複数枚直列に積層した構造の電池である。このバイポーラ型電池では、単電池内部で直列に積層するため、単電池においても高電圧を得ることができる。よって、高出力を得る際にも高電圧定電流で出力が得られ、さらには、電池接続部の電気抵抗を大幅に低減できる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池では、液状の電解質を用いた構造が用いられている。しかしながら、バイポーラ型電池は単電池中で正極と負極が繰り返されるため、リチウムイオン二次電池の液状の電解質を用いた構造をバイポーラ型電池に適応することはできない。すなわち、バイポーラ型電池の構造上、電極層間に存在する電解液が互いに触れることによりイオン伝導による短絡（液絡）が起きないように、各電極間を独立させた構造をとる必要がある。
【０００５】
これまでに、液状の電解質を含まない高分子固体電解質を用いたバイポーラ型電池が提案されている。この方法を用いると電池内に液状の電解質を含まないことから、電極層間のイオン伝導による短絡（液絡）の可能性が低くなる。しかし、一般的に固体電解質のイオン伝導度は液状の電解質に比べて１／１０から１／１００程度と非常に低い。このため、電池の出力密度が低くなってしまう問題が生じるため、実用化にはいたっていない。
【０００６】
これらの事情を鑑みて、液状の電解質を半固形化したゲル電解質を用いたバイポーラ型電池が提案されている。ゲル電解質は、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの高分子に電解液を染み込ませたゲル状の電解質である。このゲル電解質は、イオン伝導度が高く、電池の出力密度も十分に得られることが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９１３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バイポーラ型電池を大型化（高エネルギー密度化）するためには課題が残っている。バイポーラ型電池を高エネルギー密度化する方法として、正負極の電極面積を大きくする方法や、小面積のバイポーラ型単電池を並列に接続する方法などが考えられる。有効な方法の一つとしてバイポーラ電極をつづら折り状に折り畳んだ状態で積層させたバイポーラ型単電池が考えられる。この場合、バイポーラ電極の折り返し部分（屈曲部）での電極や絶縁層の割れにより正極と負極が接触し、内部短絡が発生してしまう可能性がある。
【０００９】
本実施の形態は、バイポーラ型電池の内部短絡を防ぐことができ、エネルギー密度の向上を実現することができる非水電解質電池、電池パック及び車両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】
【００１０】
実施形態の非水電解質電池は、バイポーラ電極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池である。前記バイポーラ電極は、集電体と、前記集電体の一面に正極活物質層を有し、前記集電体の他面に負極活物質層を有する。前記バイポーラ電極の外面上に絶縁層を有する板状部材を設ける。前記板状部材を一方向に所定の長さで複数に区分けし、区分けされた複数の平坦部間を順次、互い違いにそれぞれ屈曲させて重ねて形成される折り重ね形状部と、前記板状部材の屈曲された屈曲部分の最も外側に設けられた前記絶縁層の厚さが、前記平坦部の前記絶縁層の厚さよりも厚い厚さ増加部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態の非水電解質電池の全体の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極全体の概略構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の単位要素の概略構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の非水電解質電池のつづら折り形状のバイポーラ電極の屈曲部分の状態を拡大して示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の板状部材を屈曲する前の状態を示す側面図である。
【図６】第２の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の板状部材を屈曲する前の状態を示す側面図である。
【図７】第３の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の板状部材を屈曲する前の状態を示す側面図である。
【図８】第４の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の板状部材を屈曲する前の状態を示す側面図である。
【図９】第５の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極に厚膜部を形成する工程を示す側面図である。
【図１０】第１の実施形態の非水電解質電池の電池パックの概略構成を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０の電池パックの電気回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、実施形態に係る非水電解質電池とその製造方法及び電池パックについて図面を参照して説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１３】
（第１実施形態）  
図１乃至図５は、第１実施形態を示す。図１は、第１の実施形態に係る一例の非水電解質電池６０の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態の非水電解質電池６０は、ほぼ矩形状の外装部材（ケース）６１と、この外装部材６１内に収納されたバイポーラ電極１１とを有する。外装部材６１は、例えば２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる。
【００１４】
図２は、本実施形態のバイポーラ電極１１の概略構成を示す斜視図である。図３は、バイポーラ電極１１の単位要素の電極本体２の基本構造を示す。図３に示すようにバイポーラ電極１１の電極本体２は、矩形平板状の集電体３と、集電体３の一面側（表面側）に形成された正極活物質層４と、集電体３の他面側（裏面側）に形成された負極活物質層５とを有する。ここで、正極活物質層４と負極活物質層５とは、集電体３を挟み、その両側に配置されている。
【００１５】
バイポーラ電極１１は、図３に示すように集電体３の両側に正極活物質層４と負極活物質層５とを積層させた基本構造（単一構造）の電極本体２だけの形態でも使用できる他、図３に示す基本構造の電極本体２を複数積層させた積層体の形態でも使用できる。図４は、基本構造の電極本体２を電解質層である絶縁層６を介して２層に積層して使用する場合の例を示す。
【００１６】
本実施形態は、図５に示すようにバイポーラ電極１１の外面上に絶縁層６を有する板状部材７を設けている。ここで、絶縁層６は、電極本体２の正極活物質層４の上面側および負極活物質層５の下面側にそれぞれ積層されている。この絶縁層６は、電極本体２の正極活物質層４の上面側および負極活物質層５の下面側にそれぞれ絶縁材料を均一の膜厚で塗布して形成されている。なお、図５は、第１の実施形態の非水電解質電池６０のバイポーラ電極１１の板状部材７を屈曲する前の状態を示す側面図である。
【００１７】
この板状部材７を一方向に所定の長さで複数に区分けし、区分けされた複数の平坦部８間を順次、互い違いにそれぞれ屈曲させて重ねることで図２に示すつづら折り状の折り重ね形状部９を形成している。なお、図５中で、一点鎖線は、板状部材７を区分けする基準線１０を示している。この基準線１０を中心に板状部材７の隣接する平坦部８間を順次、互い違いにそれぞれ屈曲させている。
【００１８】
例えば、一辺の長さが４５ｃｍの正方形の１枚の板状部材７を例えば、正方形の一辺に沿って５ｃｍ毎に区分けする。これにより、１枚の板状部材７に所定の長さが５ｃｍの平坦部８が９個区分けされる。この状態で、板状部材７が区分けされた９個の各平坦部８の間の部分を順次、互い違いにそれぞれ折り返すことでつづら折り形状の折り重ね形状部９が形成されている。なお、隣接する平坦部８間の屈曲部分を屈曲部１２と称する。この屈曲部１２は、基準線１０の部分を対称軸として屈曲されている。対称軸を伴うということは鏡像体であることと同意義である。その際、対称軸とバイポーラ電極１１の板状部材７との交点において、隣接する平坦部８間の屈曲角度θは、０°から９０°が好ましい。
【００１９】
本実施形態のバイポーラ電極１１は、屈曲部１２の位置の絶縁層６の膜厚ｔが他の前記平坦部８の膜厚ｔ０よりも厚くなっている厚さ増加部１３を有する。この厚さ増加部１３は、図４に示すように屈曲部１２の基準線１０の部分をもっとも大きくし、基準線１０の両側の膜厚を徐々に平坦部８の膜厚に近づけるように変化させてもよい。また、厚さ増加部１３は、屈曲部１２の基準線１０の部分を中心にその周囲部を局部的に絶縁層６の膜厚を平坦部８の膜厚よりも大きくしてもよい。あるいは、屈曲部１２の全体にわたり絶縁層６の膜厚を平坦部８の膜厚よりも大きくしてもよい。さらに、図４では屈曲部１２の最も外面の絶縁層６に厚さ増加部１３を設けた構成を示しているが、基本構造の電極本体２を複数層に積層して使用する場合には複数層のそれぞれの層の電極本体２間の絶縁層６に厚さ増加部１３を設けてもよい。
【００２０】
また、本実施形態では、バイポーラ電極１１の絶縁層６は、正極活物質層４および負極活物質層５の表面に均一の膜厚で絶縁材料を塗布して１段目の絶縁層６を形成している。その後、１段目の絶縁層６における屈曲部１２と対応する部分に絶縁材料をパターン塗工することで厚さ増加部１３を形成している。
【００２１】
次に、上記構成の第１の実施の形態に係る非水電解質電池６０の作用効果について説明する。本実施の形態の非水電解質電池６０は、つづら折り形状の折り重ね形状部９の屈曲部１２の位置の絶縁層６の膜厚ｔを他の平坦部８の膜厚ｔ０よりも厚くなっている厚さ増加部１３を設けている。そのため、バイポーラ電極１１の折り重ね形状部９の成形時に、屈曲部１２での電極本体２や絶縁層６の割れが生じた場合には、厚さ増加部１３によって正極活物質層４と負極活物質層５とが接触することを防止できる。これにより、つづら折り形状の折り重ね形状部９を有する非水電解質電池６０であっても折り重ね形状部９の屈曲部１２の位置で内部短絡が発生することを防ぐことができ、エネルギー密度の向上を実現することができる。
【００２２】
以下、第１実施形態の非水電解質電池６０の絶縁層６、正極活物質層４、負極活物質層５、非水電解質及び外装部材６１について詳述する。  
１）絶縁層６  
絶縁層６は、第１の実施形態に係る固体電解質から実質的になるものでもよいが、より接触面積を低減するために、非水電解質、ポリマー（高分子材料）電解質あるいは常温溶融塩材料を含むものであっても良い。
【００２３】
非水電解質には、電解質を有機溶媒に溶解することにより調整される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質等が含まれる。
【００２４】
液状非水電解質は、例えば、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］等のリチウム塩、またはこれらの混合物を挙げることができる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ６が最も好ましい。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネートや、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテルや、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテルや、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）等の単独または混合溶媒を挙げることができる。
【００２５】
高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。
【００２６】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温（１５〜２５℃）で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩としては、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩等が挙げられる。なお、一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
【００２７】
高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解して固体化したものである。
２）負極活物質層５
負極活物質層５は、負極集電体と、負極集電体の片面若しくは両面に担持され、負極活物質および導電剤、必要に応じて結着剤等を含む負極材料層（負極活物質含有層）を有する。導電剤は集電性能の向上および集電体との接触抵抗を抑えるために配合されていることが望ましい。負極集電体は、アルミニウム箔は純アルミニウム（純度１００％)から純度９８％以上のアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。アルミニウム合金としては、アルミニウムの他に、鉄、マグネシウム、亜鉛、マンガン及びケイ素よりなる群から選択される１種類以上の元素を含む合金が好ましい。例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金およびＡｌ−Ｍｇ系合金は、アルミニウムよりさらに高い強度を得ることが可能である。一方、アルミニウムおよびアルミニウム合金中のニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む）にすることが好ましい。例えば、Ａｌ−Ｃｕ系合金では、強度は高まるが、耐食性は悪化するので、集電体としては不適である。
【００２８】
より好ましいアルミニウム純度は９９．９５〜９８．０％の範囲である。本発明の二次粒子２μｍ以上のチタン含有酸化物粒子を用いることで負極プレス圧を低減してアルミニウム箔の伸びが少なくできるためこの純度範囲が適切となる。その結果、アルミニウム箔集電体の電子伝導性は高くできる利点と、さらに、チタン含有酸化物の二次粒子の解砕を抑制して低抵抗な負極を作製することができる。
【００２９】
負極活物質の二次粒子の平均粒子径（直径）は、５μｍより大きいことが好ましい。より好ましくは７〜２０μｍである。この範囲であると負極プレスの圧力を低く保ったまま高密度の負極を作製でき、アルミニウム箔集電体の伸びを抑制することができる。
【００３０】
二次粒子の平均粒子径５μｍより大きい負極活物質は、活物質原料を反応合成して平均粒子径１μｍ以下の活物質プリカーサーを作製した後、焼成処理を行い、ボールミルやジェトミルなどの粉砕機を用いて粉砕処理を施した後、焼成処理において、活物質プリカーサー（前駆体）を凝集し粒子径の大きい二次粒子に成長させる。なお、一次粒子の平均粒子径は１μｍ以下とすることが望ましい。これにより、高入力性能（急速充電)においてこの効果は顕著となる。これは、例えば、活物質内部でのリチウムイオンの拡散距離が短くなり、比表面積が大きくなるためである。なお、より好ましい平均粒子径は、０．１〜０．８μｍである。また、二次粒子表面に炭素材料を被覆することも負極抵抗の低減のため好ましい。これは二次粒子製造過程で炭素材料のプリカーサーを添加し不活性雰囲気下で５００℃以上で焼成することで作製することができる。
【００３１】
また、負極作製後の負極層にはチタン含有酸化物の二次粒子と一次粒子が混在しても良い。より高密度化する観点から負極層に一次粒子が５〜５０体積％存在することが好ましい。
【００３２】
負極活物質のリチウムイオンを吸蔵放出する負極活物質粒子は、炭素材料、黒鉛材料、リチウム合金材料、金属酸化物、金属硫化物が挙げられるが、中でもリチウムイオンの吸蔵放出電位がＬｉ電位基準で１〜３Ｖの範囲にあるリチウムチタン酸化物、チタン酸化物、ニオブチタン酸化物、リチウムナトリウムニオブチタン酸化物から選ばれる一種以上のチタン含有酸化物の負極活物質粒子を選択することが好ましい。
【００３３】
リチウムチタン酸化物として、一般式Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは−１≦ｘ≦３）で表せるスピネル構造リチウムチタン酸化物や、一般式Ｌｉ２＋ａＭ（Ｉ）２−ｂＴｉ６−ｃＭ（ＩＩ）ｄＯ１４＋σ（０≦ａ≦６，０＜ｂ＜２，０＜ｃ＜６，０＜ｄ＜６，−０．５≦δ≦０．５）（Ｍ（Ｉ）＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｋ、Ｍ（ＩＩ）＝Ｚｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｙ）で表せるナトリウム含有斜方晶型チタン酸化物、ラムスデライド構造リチウムチタン酸化物としてＬｉ２＋ｘＴｉ３Ｏ７、Ｌｉ１＋ｘＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ１．１＋ｘＴｉ１．８Ｏ４、Ｌｉ１．０７＋ｘＴｉ１．８６Ｏ４、ＬｉｘＴｉＯ２（ｘは０≦ｘ）などのリチウムチタン酸化物、一般式ＬｉｘＴｉＯ２（０≦ｘ）で表される単斜晶構造（充電前構造としてＴｉＯ２（Ｂ））、ルチル構造、アナターゼ構造のチタン酸化物（充電前構造としてＴｉＯ２)、ニオブチタン酸化物は、ＬｉａＴｉＭｂＮｂ２±βＯ７±σ（０＜ａ＜５、０＜ｂ＜０．３、０＜β＜０．３、０＜σ＜０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ、Ｔａを少なくとも１種以上の元素）で表されるものである。これの単独あるは混合しても良い。より好ましくは、体積変化の極めて少ない一般式Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは−１≦ｘ≦３）で表せるスピネル構造リチウムチタン酸化物である。これらチタン含有酸化物を用いることで、負極集電体に従来の銅箔に代わって正極集電体と同じアルミニウム箔を用いるこができ軽量化と低コスト化を実現できる。また、バイポーラ構造の電極構造に有利となる。
【００３４】
負極活物質の平均粒径を前記範囲にするのは、平均粒径が１μｍを超える一粒子を使用して負極の比表面積を３〜５０ｍ２／ｇと大きくすると、負極の多孔度の低下を避けられないからである。但し、平均粒径が小さいと、粒子の凝集が起こりやすくなり、非水電解質の分布が負極に偏って正極での電解質の枯渇を招く恐れがあることから、下限値は０．００１μｍにすることが望ましい。
【００３５】
負極活物質は、その平均粒径が１μｍ以下で、かつＮ２吸着によるＢＥＴ法での比表面積が３〜２００ｍ２／ｇの範囲であることが望ましい。これにより、負極の非水電解質との親和性をさらに高くすることができる。
【００３６】
負極の比表面積を前記範囲に規定する理由を説明する。比表面積が３ｍ２／ｇ未満であるものは、粒子の凝集が目立ち、負極と非水電解質との親和性が低くなり、負極の界面抵抗が増加するため、出力特性と充放電サイクル特性が低下する。一方、比表面積が５０ｍ２／ｇを超えるものは、非水電解質の分布が負極に偏り、正極での非水電解質不足を招くため、出力特性と充放電サイクル特性の改善を図れない。比表面積のより好ましい範囲は、５〜５０ｍ２／ｇである。ここで、負極の比表面積とは、負極層（集電体重量を除く）１ｇ当りの表面積を意味する。なお、負極層とは、集電体上に担持された負極活物質、導電剤及び結着剤を含む多孔質の層である。
【００３７】
負極の多孔度（集電体を除く）は、２０〜５０％の範囲にすることが望ましい。これにより、負極と非水電解質との親和性に優れ、かつ高密度な負極を得ることができる。多孔度のさらに好ましい範囲は、２５〜４０％である。
【００３８】
負極集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔であることが望ましい。
【００３９】
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００４０】
前記導電剤としては、例えば、炭素材料を用いることができる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛、アルミニウム粉末、ＴｉＯ等を挙げることができる。より好ましくは、熱処理温度が８００℃〜２０００℃の平均粒子径１０μｍ以下のコークス、黒鉛、ＴｉＯの粉末、平均繊維径１μｍ以下の炭素繊維が好ましい。前記炭素材料のＮ２吸着によるＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇ以上が好ましい。
【００４１】
前記結着剤としては、例えば、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）、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴム、コアシェルバインダーなどが挙げられる。
【００４２】
前記負極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜１８重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００４３】
負極は、前述した負極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物を集電体に塗布し、乾燥し、加温プレスを施すことにより作製されるが、この際、結着剤の添加量が少ない状態で負極活物質の粒子を均一分散させる。結着剤の添加量が多い方が粒子の分散性が高くなる傾向があるものの、粒子の表面が結着剤で覆われやすく、負極の比表面積としては小さくなるからである。結着剤の添加量が少ないと、粒子が凝集しやすくなるため、攪拌条件（ボールミルの回転数、攪拌時間及び攪拌温度）を調整して粒子の凝集を抑えることによって、微粒子を均一分散させることができ、本発明の負極が得られる。さらに、結着剤添加量と攪拌条件が適正範囲内でも、導電剤の添加量が多いと、負極活物質の表面が導電剤で被覆されやすく、また、負極表面のポアも減少する傾向があることから、負極の比表面積としては小さくなる傾向がある。また、導電剤の添加量が少ないと、負極活物質が粉砕されやすくなって負極の比表面積が大きくなったり、あるいは負極活物質の分散性が低下して負極の比表面積が小さくなる傾向がある。さらには、導電剤の添加量だけでなく、導電剤の平均粒径と比表面積も負極の比表面積に影響を与え得る。導電剤は、平均粒径が負極活物質の平均粒子径以下で、比表面積が負極活物質の比表面積よりも大きいことが望ましい。
３）正極活物質層４  
正極活物質層４は、集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、正極活物質および結着剤を含む正極材料層（正極活物質含有層）とを有する。
【００４４】
正極活物質には、酸化物、硫化物等が含まれる。正極活物質は、例えばリチウムを吸蔵した二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎ２Ｏ４またはＬｉｘＭｎＯ２）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉｘＮｉＯ２）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉｘＣｏＯ２）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ１−ｙＣｏｙＯ２）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２）、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉｘＦｅＰＯ４，ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｎｙＰＯ４，ＬｉｘＣｏＰＯ４など）、硫酸鉄［例えばＦｅ２（ＳＯ４）３］、バナジウム酸化物（例えばＶ２Ｏ５）などが挙げられる。ここでｘ、ｙは、０〜1の範囲である。
【００４５】
高い正極電圧が得られる正極活物質は、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉｘＭｎ２Ｏ４）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉｘＮｉＯ２）、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉＮｉ１−ｙＣｏｙＯ２）、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（ＬｉｘＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２）、リチウムリン酸鉄（ＬｉｘＦｅＰＯ４）、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物などが挙げられる。なお、x、ｙは０〜1の範囲である。
【００４６】
常温溶融塩を用いる場合、リチウムリン酸鉄、ＬｉｘＶＰＯ４Ｆ、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物を用いることがサイクル寿命の観点から好ましい。これは、正極活物質と常温溶融塩との反応性が少なくなるためである。正極活物質の一次粒径は、１００ｎｍ以上１μｍ以下であると好ましい。一次粒径が１００ｎｍ以上の正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易くなる。一次粒径が１μｍ以下の正極活物質は、リチウムイオンの固体内拡散をスムーズに進行させることが可能になる。
【００４７】
正極活物質の比表面積は、０．１ｍ２／ｇ以上１０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。０．１ｍ２／ｇ以上の比表面積を有する正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵・放出サイトを十分に確保できる。１０ｍ２／ｇ以下の比表面積を有する正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易く、かつ良好な充放電サイクル性能を確保できる。
【００４８】
正極活物質と集電体の結着等を目的とする結着剤は、例えば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）、フッ素系ゴム等が挙げられる。
【００４９】
導電剤は、集電性能を高め、かつ集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合することができる。導電剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素質物を挙げることができる。
【００５０】
正極活物質および結着剤の配合割合は、正極活物質は８０質量％以上９８質量％以下、結着剤は２質量％以上２０質量％以下の範囲にすることが好ましい。結着剤の量を２質量％以上にすることにより十分な電極強度が得られ、２０質量％以下にすることにより電極の絶縁体の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。
【００５１】
導電剤を加える場合には、その量を３質量％以上にすることにより導電剤の添加効果が得られ、１５質量％以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。
【００５２】
正極は、第１の実施形態に係る固体電解質とは異なる種類の固体電解質を含んでいても良い。正極は、例えば正極活物質、固体電解質の粉末、必要に応じて配合される結着剤および導電剤を適当な溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体に塗布し、乾燥することにより正極材料層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。
【００５３】
また、正極の作製において正極活物質、固体電解質の粉末、必要に応じて結着剤および導電剤を混合したペレット状に形成し、得られた圧粉体を正極材料層として用いてもよい。
【００５４】
正極集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔であることが好ましい。アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚さは、０．１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下にすることが望ましい。アルミニウム箔の純度は９９質量％以上が好ましい。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔に含まれる鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は、１質量％以下にすることが好ましい。固体電解質を用いた全固体電池の場合、集電体として金属を蒸着またはスパッタすることで形成することが望ましい。
【００５５】
正極は、接触面積を低減するために、非水電解質、ポリマー（高分子材料）電解質あるいは常温溶融塩材料を含むものであっても良い。
４）外装部材６１
外装部材６１は、固体電解質に非水電解質が併用される場合、厚さ０．５ｍｍ以下のラミネートフィルムまたは厚さ１．０ｍｍ以下の金属製容器が用いられる。金属製容器は、厚さ０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。更に、固体電解質で構成される全固体電池の場合は、外装部材としてモールド材が用いられることが好ましい。
【００５６】
外装部材６１の形状は、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等が挙げられる。外装部材６１は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用外装部材、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用外装部材が挙げられる。
【００５７】
ラミネートフィルムは、樹脂フィルム間に金属層を介在した多層フィルムが用いられる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行って外装部材の形状に成形することができる。
【００５８】
金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。アルミニウムまたはアルミニウム合金において鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属の含有量は１００質量ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００５９】
モールド材には、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＣＮ)、ビフェニル型エポキシ樹脂、溶融シリカフィラーでつくられる樹脂モールド材が含まれる。そのほかにも、高架橋密度で高ガラス転移温度となる多官能モールド樹脂や、ビフェニルあるいは高機能ポリマーベースの、鉛フリー、ハロゲンフリーのモールド樹脂なども利用可能である。一方で、大型大容量の固体電池の場合、発熱等の影響を考慮してセラミックス・ガラス系のモールド材を利用することができる。主に半導体の分野で用いられる絶縁性・耐熱性に優れたモールド材であれば、適用可能である。
【００６０】
また、図６は、第２の実施形態を示す。図６は、第２の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の板状部材を屈曲する前の状態を示す側面図である。なお、図６中で、図１乃至図５と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
本実施形態のバイポーラ電極１１は、屈曲部１２の位置の絶縁層６に形成する厚さ増加部１３の成形方法を次の通り変更したものである。すなわち、本実施形態では、屈曲部１２の位置の絶縁層６の外面に絶縁テープ２１を貼り付けることで厚さ増加部１３を形成したものである。
【００６２】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様にバイポーラ電極１１の折り重ね形状部９の成形時に、屈曲部１２での電極本体２や絶縁層６の割れが生じた場合には、厚さ増加部１３によって正極活物質層４と負極活物質層５とが接触することを防止できる。これにより、つづら折り形状の折り重ね形状部９を有する非水電解質電池６０であっても折り重ね形状部９の屈曲部１２の位置で内部短絡が発生することを防ぐことができ、エネルギー密度の向上を実現することができる。
【００６３】
また、図７は、第３の実施形態を示す。なお、図７中で、図１乃至図５と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
本実施形態のバイポーラ電極１１は、つづら折り形状の折り重ね形状部９の屈曲部１２の最も外面の絶縁層６に厚さ増加部１３を設けたものである。そのため、本実施形態では、屈曲部１２の内側に配置される部分には厚さ増加部１３を形成していない。これにより、本実施形態では電極本体２の絶縁層６に形成される厚さ増加部１３は、図７に示すように１枚の板状部材７の基準線１０と対応する位置で上面と下面とに交互に厚さ増加部１３が形成されている。
【００６５】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様にバイポーラ電極１１の折り重ね形状部９の成形時に、屈曲部１２での電極本体２や絶縁層６の割れが生じた場合には、厚さ増加部１３によって正極活物質層４と負極活物質層５とが接触することを防止できる。
【００６６】
また、図８は、第４の実施形態を示す。なお、図８中で、図１乃至図５と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
本実施形態のバイポーラ電極１１は、屈曲部１２の位置の絶縁層６に形成する厚さ増加部１３の成形方法を次の通り変更したものである。すなわち、本実施形態では、屈曲部１２の位置の電極本体２の正極活物質層４の上面側および負極活物質層５の下面側にそれぞれ絶縁材料を塗布する塗布作業時に、平坦部８と厚さ増加部１３とで絶縁材料の塗布速度を変化させている。ここで、平坦部８と対応する部位に絶縁材料を塗布する場合は絶縁材料の塗布速度を一定速度で保持し、厚さ増加部１３と対応する部位に絶縁材料を塗布する場合は平坦部８と対応する部位に絶縁材料を塗布する場合よりも遅い速度で絶縁材料を塗布する。これにより、屈曲部１２の位置の絶縁層６に厚さ増加部１３を絶縁層６の部分と一体に形成することができる。
【００６８】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様にバイポーラ電極１１の折り重ね形状部９の成形時に、屈曲部１２での電極本体２や絶縁層６の割れが生じた場合には、厚さ増加部１３によって正極活物質層４と負極活物質層５とが接触することを防止できる。
【００６９】
さらに、本実施形態では、屈曲部１２の位置の電極本体２の正極活物質層４の上面側および負極活物質層５の下面側にそれぞれ絶縁材料を塗布する塗布作業時に、液の押し出し速度や、塗工速度を変化させることで、絶縁層６に厚さ増加部１３を一体成形することができる。そのため、絶縁層６に厚さ増加部１３を成形する作業を簡素化することができる。
【００７０】
また、図９は、第５の実施形態を示す。なお、図９中で、図１乃至図５と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
本実施形態のバイポーラ電極１１は、屈曲部１２の位置の絶縁層６に形成する厚さ増加部１３の成形方法を次の通り変更したものである。すなわち、本実施形態では、液状の絶縁材料を収容する容器３１を設け、この容器３１の絶縁材料内につづら折り形状の折り重ね形状部９の屈曲部１２を浸漬させることで付着する。その後、屈曲部１２に付着した絶縁材料を乾燥させることで屈曲部１２に厚さ増加部１３を形成することができる。
【００７２】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様にバイポーラ電極１１の折り重ね形状部９の成形時に、屈曲部１２での電極本体２や絶縁層６の割れが生じた場合には、厚さ増加部１３によって正極活物質層４と負極活物質層５とが接触することを防止できる。
【００７３】
次に、上記構成の本実施形態のバイポーラ電極１１の効果を確認するために、次に示す構成の実施例１〜９と、比較例１〜３を使用して自己放電試験を行った。
【００７４】
（実施例１）  
バイポーラ電極１１の電極本体２は、集電体３と、集電体３の一面に形成された正極活物質層４と、集電体３の他面に形成された負極活物質層５とを有する。集電体３の素材にはアルミニウムを用い、１辺が例えば４５ｃｍの正方形に成形した。正極活物質層４にはリン酸マンガンリチウム（以下ＬＭＰ）、負極活物質層５にはチタン酸リチウム（以下ＬＴＯ）を用いた。正極活物質層４は、リチウムを吸蔵及び放出可能である。負極活物質層５は、１．５Ｖ付近に反応電位が存在する。ＬＭＰもしくはＬＴＯと導電助剤、粘結材をそれぞれ電極本体２の総重量に対してカーボンを５ｗｔ％、ポリフッ化ビニリデンを１０ｗｔ％混合した。これらの混合物を成形することで、バイポーラ電極１１を作製した。そして、バイポーラ電極１１を一体的に積層された長方形の板状部材７を形成する。さらに、この長方形の板状部材７をつづら折り状に折り畳んで重ねて実施例１に係るつづら折りバイポーラ電極１１を得た。このとき、板状部材７は、１つの板体を一方向に所定の長さで複数に区分けし、区分けされた平坦部８間を順次、互い違いにそれぞれ屈曲させて重ねることで図２に示すつづら折り状につづら折り状の折り重ね形状部９を形成している。各平坦部８は、例えば、５ｃｍ毎に順次、互い違いにそれぞれ折り返すようにつづら折りにすることでバイポーラ電極１１が形成されている。また、絶縁層６にはＬｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２（以下ＬＬＺ）をｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に溶解したＰＶｄＦバインダ溶液に分散し、その分散液を負極活物質層５にグラビアコーターを用いて塗布、乾燥させ形成した。この工程を経ることにより、絶縁層６の厚さは３μｍとなった。さらに、パターン塗工することで５ｃｍ毎に絶縁層の膜厚を４μｍと約１．３倍厚くした厚さ増加部１３を形成した。
【００７５】
（実施例２）  
バイポーラ電極１１の正極活物質層４及び負極活物質層５の上に絶縁層６を作製し、さらに各正極活物質層４及び負極活物質層５の上において５ｃｍ毎に絶縁層６の膜厚を１．３倍厚くした厚さ増加部１３を設けた。これ以外は実施例１に記載のバイポーラ電極１１と同様に作製した（図２)。
【００７６】
（実施例３）  
バイポーラ電極１１の正極活物質層４及び負極活物質層５の上に絶縁層６を作製し、さらに各電極上において１０ｃｍ毎に交互に絶縁層の膜厚を１．３倍厚くした。これ以外は実施例１に記載のバイポーラ電極１１と同様に作製した（図３)。
【００７７】
（実施例４）  
ＬＬＺの分散液をダイヘッドコーターを用いてバイポーラ電極１１の正極活物質層４、または負極活物質層５に塗布し、絶縁層６を形成した。さらに、液の押し出し速度や塗工速度の変化により５ｃｍ毎に絶縁層６の膜厚を１．３倍厚くした。これ以外は、実施例１に記載のバイポーラ電極１１と同様に作製した（図４)。
【００７８】
（実施例５）  
実施例１に記載のバイポーラ電極１１の屈曲部１２をＬＬＺの分散液に浸漬させることで５ｃｍ毎に絶縁層６の厚さ増加部１３を１．２倍厚くした。これ以外は、実施例１と同様に作製した（図５)。
【００７９】
（実施例６）  
実施例１に記載のバイポーラ電極１１の絶縁層６の上から絶縁性能を有する粘着テープを５ｃｍ毎に張り付けた。これ以外は、実施例１と同様に作製した（図６)。
【００８０】
（実施例７）  
実施例１に記載のバイポーラ電極１１の絶縁層６に例えばＡｌ２Ｏ３を用いて形成した。これ以外は、実施例１と同様に作製した。
【００８１】
（実施例８）  
負極活物質層５にニオブチタン酸化物（ＮｂＴＯ)を用いて形成した。これ以外は、実施例１に記載のバイポーラ電極１１と同様に作製した。
【００８２】
（実施例９）  
負極活物質層５にナトリウム含有斜方晶型チタン酸化物（ＮａＴＯ)を用いて形成した。これ以外は、実施例１に記載のバイポーラ電極１１と同様に作製した。
【００８３】
（比較例１）  
ＬＬＺの分散液を正極活物質層４にグラビアコーターを用いて塗布、乾燥させ形成することで厚さは３μｍの絶縁層６を作製し、バイポーラ電極を作製した。
【００８４】
（比較例２）  
負極活物質層５にＮｂＴＯを用いた以外は、比較例１に記載のバイポーラ電極と同様に作製した。
【００８５】
（比較例３）  
負極活物質層５にＮａＴＯを用いた以外は、比較例１に記載のバイポーラ電極と同様に作製した。
【００８６】
上記自己放電試験では、正極、負極からなるラミネート型セルにおいて、１Ａｈの容量を持つ電池を作製する。この電池を満充電状態で６０℃に設定した恒温槽内で１〜６ヵ月間貯蔵し、所定の経過時間後の残存している電池の放電容量を確認する。確認する際には２５℃の室温にまで電池内部の温度が下がるまで待機し、放電試験を行う。初期の放電容量を１００％としたとき、所定の経過時間後の残存容量を百分率にて表記する。
【００８７】
この自己放電試験の試験結果は、表１に示す通りである。なお、以下実施例において、絶縁層の厚み測定を行う際には、ＦＩＢ装置（集束イオンビーム装置）で切断し、複合電解質の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。その時の倍率は２．０００倍であった。
【００８８】
【表１】
0006615660.tif 000002
【００８９】
これらの実施形態によれば、バイポーラ型電池の内部短絡を防ぐことができ、エネルギー密度の向上を実現することができる非水電解質電池とその製造方法及び電池パックを提供することができる。
【００９０】
また、図１０は、第１の実施の形態の非水電解質電池６０の電池パック９０の概略構成を示す分解斜視図である。図１１は、図１０の電池パック９０の電気回路を示すブロック図である。図１０及び図１１に示す電池パック９０は、複数個の単電池９１を備える。単電池９１は、図１を参照しながら説明した非水電解質電池６０である。
実施形態に係る電池パックは、保護回路を更に具備することができる。保護回路は、非水電解質電池の充放電を制御するものである。或いは、電池パックを電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を、電池パックの保護回路として使用することもできる。
また、実施形態に係る電池パックは、通電用の外部端子を更に具備することもできる。通電用の外部端子は、非水電解質電池からの電流を外部に出力するため、及び非水電解質電池に電流を入力するためのものである。言い換えれば、電池パックを電源として使用する際、電流が通電用の外部端子を通して外部に供給される。また、電池パックを充電する際、充電電流（自動車の動力の回生エネルギーを含む）は通電用の外部端子を通して電池パックに供給される。
【００９１】
複数の単電池９１は、外部に延出した負極端子６３及び正極端子６４が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ６５で締結することにより組電池６６を構成している。これらの単電池９１は、図１１に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
【００９２】
プリント配線基板６７は、単電池９１の負極端子６３及び正極端子６４が延出する側面に対向して配置されている。プリント配線基板６７には、図１１に示すようにサーミスタ６８、保護回路６９及び外部機器への通電用端子７０が搭載されている。なお、組電池６６と対向するプリント配線基板６７の面には組電池６６の配線と不要な接続を回避するために絶縁板（図示せず）が取り付けられている。
【００９３】
正極側リード７１は、組電池６６の最下層に位置する正極端子６４に接続され、その先端はプリント配線基板６７の正極側コネクタ７２に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード７３は、組電池６６の最上層に位置する負極端子６３に接続され、その先端はプリント配線基板６７の負極側コネクタ７４に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ７２及び７４は、プリント配線基板６７に形成された配線７５及び７６を通して保護回路６９に接続されている。
【００９４】
サーミスタ６８は、単電池９１の温度を検出し、その検出信号は保護回路６９に送信される。保護回路６９は、単電池９１の充放電を制御するものである。所定の条件で保護回路６９と外部機器への通電用端子７０との間のプラス側配線７７ａ及びマイナス側配線７７ｂを遮断できる。所定の条件の一例とは、例えば、サーミスタ６８の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件の他の例とは、例えば、単電池９１の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池９１もしくは組電池６６全体について行われる。
【００９５】
個々の単電池９１を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池９１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図１０及び図１１の電池パック９０の場合、単電池９１それぞれに電圧検出のための配線７８が接続されている。これら配線７８を通して検出信号が保護回路６９に送信される。
【００９６】
正極端子６４及び負極端子６３が突出する側面を除く組電池６６の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート７９がそれぞれ配置されている。
【００９７】
組電池６６は、各保護シート７９及びプリント配線基板６７と共に収納容器８０内に収納される。すなわち、収納容器８０の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート７９が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板６７が配置される。組電池６６は、保護シート７９及びプリント配線基板６７で囲まれた空間内に位置する。蓋８１は、収納容器８０の上面に取り付けられている。
【００９８】
なお、組電池６６の固定には粘着テープ６５に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池６６の両側面に保護シート７９を配置し、熱収縮チューブを周回させた後、熱収縮チューブを熱収縮させて組電池６６を結束させる。
【００９９】
図１０及び図１１では単電池９１を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。組み上がった電池パック９０を直列及び／又は並列に接続することもできる。
【０１００】
また、電池パック９０の態様は用途により適宜変更される。電池パック９０の用途としては、大電流特性でのサイクル特性が望まれるものが好ましい。具体的な用途としては、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車両に用いられる車載用が挙げられる。電池パック９０は、特に、車載用が好適である。例えば、電池パックを搭載した車両において、電池パックは、例えば、車両の動力の回生エネルギーを回収するものである。
【０１０１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］バイポーラ電極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池であって、
前記バイポーラ電極は、
集電体と、
前記集電体の一面に正極活物質層を有し、
前記集電体の他面に負極活物質層を有し、
前記バイポーラ電極の外面上に絶縁層を有する板状部材を設け、
前記板状部材を一方向に所定の長さで複数に区分けし、区分けされた複数の平坦部間を
順次、互い違いにそれぞれ屈曲させて重ねて形成される折り重ね形状部と、
前記板状部材の屈曲された屈曲部分に前記絶縁層の厚さが前記平坦部の部分よりも厚い
厚さ増加部とを有する非水電解質電池。
［２］前記負極活物質層は、１．５Ｖ付近に反応電位が存在する［１］に記載の非水電解質電池。
［３］前記絶縁層は、アルミニウムである［１］に記載の非水電解質電池。
［４］前記正極活物質層は、リチウムを吸蔵及び放出可能な材料である［１］に記載の非水電解質電池。
［５］前記正極活物質層と前記負極活物質層とが前記絶縁層を挟んで交互に積層された構造を２組以上有するバイポーラ電極構造を備える［１］から［４］のいずれかに記載の非水電解質電池。
［６］［１］または［５］のいずれかに記載の非水電解質電池を有する非水電解質電池の電池パック。
［７］通電用の外部端子と、保護回路とをさらに含む［６］に記載の電池パック。
［８］複数の前記非水電解質電池を具備し、前記非水電解質電池が直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている［６］又は［７］に記載の電池パック。
［９］［６］から［８］の何れかに記載の電池パックを搭載した車両。
［１０］前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回生するものである［９］に記載の車両。
【符号の説明】
【０１０２】
２…電極本体、３…集電体、４…正極活物質層、５…負極活物質層、６…絶縁層、７…板状部材、８…平坦部、９…折り重ね形状部、１０…基準線、１１…バイポーラ電極、１２…屈曲部、１３…厚さ増加部、２１…絶縁テープ、３１…容器、６０…非水電解質電池、６１…外装部材、６３…負極端子、６４…正極端子、６５…粘着テープ、６６…組電池、６７…プリント配線基板、６８…サーミスタ、６９…保護回路、７０…通電用端子、７１…正極側リード、７２…正極側コネクタ、７３…負極側リード、７４…負極側コネクタ、７５…配線、７７ａ…プラス側配線、７７ｂ…マイナス側配線、７８…配線、７９…保護シート、９５…負極活物質、８０…収納容器、８１…蓋、９０…電池パック、９１…単電池、ｔ０…膜厚。
【図１】
0006615660.tif 000003
【図２】
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【図３】
0006615660.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006615660.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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