(57)【要約】  実施形態は、集電体の一方の板面に正極活物質層、同他方の板面に負極活物質をそれぞれ形成するバイポーラ型電池の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができる非水電解質電池及び電池パックを提供することが課題である。  非水電解質電池１は、バイポーラ電極８と、非水電解質層１３と、を具備する。バイポーラ電極８は、集電体１０と、集電体１０の一面側の正極活物質層１１と、他面側の負極活物質層１２とを有する。バイポーラ電極８は、正極活物質層１１の位置が負極活物質層１２の位置と集電体１０の厚さ方向に重ならない位置に配置している。そして、バイポーラ電極８を非水電解質層１３を介して積層させた積層体９を設けている。積層体９を渦巻き状に巻回している第１の形態の電極群、または積層体９を互い違いにそれぞれ折り曲げて折り畳んで重ねてある第２の形態の電極群のいずれか一方を有する。
2017104028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、
前記集電体の一面側に形成された正極活物質層と、
前記集電体の他面側に形成された負極活物質層とを有するバイポーラ電極と、
前記正極活物質層と前記負極活物質層とを隔離するための非水電解質層とを具備し、
前記バイポーラ電極は、前記正極活物質層の位置が前記負極活物質層の位置と前記集電体の厚さ方向に重ならない位置に配置され、
前記バイポーラ電極を電解質層を介して複数積層させた積層体を設け、
前記積層体は、前記バイポーラ電極の前記正極活物質層および前記負極活物質層のいずれか一方と、前記バイポーラ電極と積層方向に隣接する他の前記バイポーラ電極の前記正極活物質層および前記負極活物質層のいずれか他方とを対向配置させた状態で順次、積層され、
前記バイポーラ電極を渦巻き状に巻回している第１の形態、または前記バイポーラ電極を一方向に所定の長さで複数に区分けされ、各区分け部分間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げて折り畳んで重ねてある第２の形態のいずれか一方である非水電解質電池。
【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】
前記集電体は、アルミニウムを用いている請求項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である請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解質電池を含むことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非水電解質電池及び電池パックに関する。
【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、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と電解質層と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】特表２０１２−５２１６２４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。【０００９】
従来の電極構造を持つリチウムイオン二次電池は、正負極の電極とセパレータを隙間なく渦巻き状に巻き付けて、電池外装に高密度で充填することで高エネルギー密度化を図っている。しかし、バイポーラ型電池においては、その構造上、正極及び負極が一体となって形成されていることから、渦巻き状の巻き付けにより対極が互いに接触することになる。このため、バイポーラ電極層間にセパレータやポリマーなどの絶縁層を挟むなどしない限りは短絡してしまうという問題がある。【００１０】
本実施形態は、集電体の一方の板面に正極活物質層、同他方の板面に負極活物質をそれぞれ形成するバイポーラ型電池の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる非水電解質電池及び電池パック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】
【００１１】
実施形態によれば、非水電解質電池は、バイポーラ電極と、非水電解質層とを具備する。バイポーラ電極は、集電体と、前記集電体の一面側の正極活物質層と、前記集電体の他面側の負極活物質層とを有する。前記バイポーラ電極は、前記正極活物質層の位置が前記負極活物質層の位置と前記集電体の厚さ方向に重ならない位置に配置している。前記バイポーラ電極を電解質層を介して複数積層させた積層体を設けている。前記積層体は、前記バイポーラ電極の前記正極活物質層および前記負極活物質層のいずれか一方と、前記バイポーラ電極と積層方向に隣接する他の前記バイポーラ電極の前記正極活物質層および前記負極活物質層のいずれか他方とを対向配置させた状態で順次、積層している。前記バイポーラ電極を渦巻き状に巻回している第１の形態、または前記バイポーラ電極を一方向に所定の長さで複数に区分けし、各区分け部分間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げて折り畳んで重ねてある第２の形態のいずれか一方を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の非水電解質電池の概略構成を示す断面斜視図である。
【図２】第１の実施形態の非水電解質電池の電極群全体の概略構成を示す斜視図である。
【図３Ａ】バイポーラ電極の単位要素の概略構成を示す側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのバイポーラ電極の単位要素の平面図である。
【図４】バイポーラ電極の集電体の屈曲状態を示す側面図である。
【図５】バイポーラ電極の積層体の側面図である。
【図６】バイポーラ電極の積層体における積層状態を説明するための平面図である。
【図７】バイポーラ電極の積層体を渦巻き状に巻回している第１の形態の巻回状態を説明するための概略構成図である。
【図８】第１の実施形態の非水電解質電池の集電タブの取り付け状態を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の積層体の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】第２の実施形態のバイポーラ電極の積層体の積層状態を説明するための斜視図である。
【図１１】第３の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の積層体の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】第４の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の積層体の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】第５の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の電極群の概略構成を示す斜視図である。
【図１４】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１５】図１４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】
【００１３】
以下に、第１の実施形態に係る非水電解質電池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、各図は実施形態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。
【００１４】
（第１実施形態）  
図１乃至図８は、第１の実施形態を示す。図１は、第１の実施形態に係る一例の非水電解質電池１の概略構成を示す断面斜視図である。図１に示す非水電解質電池１は、ほぼ円筒形状の外装部材（ケース）２と、後述するバイポーラ電極８の積層体９を渦巻き状に巻回している第１の形態の電極群３とを有する。外装部材２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。この外装部材２内にバイポーラ電極８の積層体９の第１の形態の電極群３が収納されている。
【００１５】
本実施形態の外装部材２は、円筒体４の底面４ａが閉塞された有底円筒状のケース本体５と、円筒体４の図１中で上端の開口端４ｂを閉塞する円板状の蓋体６とを有する。蓋体６は、封止部材７を介して密閉状態に封止されている。
【００１６】
図２は、本実施形態の非水電解質電池１の電極群３の全体の概略構成を示す斜視図である。本実施形態の電極群３は次の通り複数のバイポーラ電極８を積層させて構成されている。
【００１７】
図３Ａ、図３Ｂは、バイポーラ電極８の単位要素の基本構造を示す。バイポーラ電極８は、長方形の平板状の集電体１０と、集電体１０の一面側（表面側）に形成された正極活物質層１１と、集電体１０の他面側（裏面側）に形成された負極活物質層１２とを有する。ここで、正極活物質層１１と負極活物質層１２とは、集電体１０を挟み、その両側に集電体１０の厚さ方向に互いに重ならない位置に横にずらした状態で配置されている。すなわち、図３Ａ、図３Ｂ中で、正極活物質層１１は、集電体１０の表面側で長手方向の中央位置よりも左側に偏った位置に配置されている。負極活物質層１２は、同図中で集電体１０の裏面側で長手方向の中央位置よりも右側に偏った位置に配置されている。そして、集電体１０の長手方向に沿って正極活物質層１１と負極活物質層１２との間に距離ｄの間隔が空いている。
【００１８】
集電体１０の素材にはアルミニウムを用い、長方形の平板状に成形した。正極活物質層１１にはリン酸マンガンリチウム（以下ＬＭＰ）、負極活物質層１２にはチタン酸リチウム（以下ＬＴＯ）を用いた。正極活物質層１１は、リチウムを吸蔵及び放出可能である。負極活物質層１２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、粘結材をそれぞれバイポーラ電極８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、図３Ａ、図３Ｂに示すバイポーラ電極８の単位要素を作製した。
【００１９】
図４は、図３Ａ、図３Ｂのバイポーラ電極８の単位要素の集電体１０を段状に屈曲させた屈曲状態を示す側面図である。ここでは、集電体１０の長手方向の中央位置に図４中で上向きにＬ字状に屈曲させた第１の屈曲部１０ａと、この第１の屈曲部１０ａを横向きにＬ字状に屈曲させた第２の屈曲部１０ｂとを形成している。これにより、第１の屈曲部１０ａと第２の屈曲部１０ｂとの間に縦板部１０ｃが形成されている。さらに、縦板部１０ｃの下側に第１の屈曲部１０ａを介して連結される第１の横板部１０ｄ、縦板部１０ｃの上側に第２の屈曲部１０ｂを介して連結される第２の横板部１０ｅがそれぞれ配置されている。そして、第１の横板部１０ｄの上面には、正極活物質層１１、第２の横板部１０ｅの下面には、負極活物質層１２がそれぞれ配置されている。
【００２０】
図５は、図４のバイポーラ電極８の単位要素を複数、本実施形態では６段に積層させて直列接続したバイポーラ電極８の積層体９の側面図である。本実施形態の積層体９は、１段目のバイポーラ電極８の単位要素を第１単位要素８ａと表記し、２段目を同様に第２単位要素８ｂ、３段目を第３単位要素８ｃ、４段目を第４単位要素８ｄ、５段目を第５単位要素８ｅ、６段目を第６単位要素８ｆとそれぞれ表記する。さらに、各単位要素８ａ〜８ｆの同一の構成部分には、同一の添え字を付して表示する。
【００２１】
積層体９は、バイポーラ電極８の単位要素８の正極活物質層１１および負極活物質層１２のいずれか一方と、バイポーラ電極８の単位要素８と積層方向に隣接する他の単位要素８の正極活物質層１１および負極活物質層１２のいずれか他方とを対向配置させた状態で順次、積層している。
【００２２】
図５では、１段目の単位要素８ａの負極活物質層１２ａと、積層体９の積層方向に隣接する２段目の単位要素８ｂの正極活物質層１１ｂとを対向配置させた状態で積層している。さらに、負極活物質層１２ａと正極活物質層１１ｂとの間には、正極活物質層１２ｂと負極活物質層１２ａとを隔離するための非水電解質層（セパレータ）１３が挿入されている。これにより、第１の電池セル１４ａが形成されている。
【００２３】
バイポーラ電極８の２段目の単位要素８ｂと、積層体９の積層方向に隣接する３段目の単位要素８ｃとの間の積層状態も同様の関係であり、さらに、以降の後段の隣接する２つの単位要素８間の積層状態も同様の関係である。これにより、図６に模式的に示すように６個の単位要素８ａ〜８ｆを６段に積層させたバイポーラ電極８の積層体９が形成されている。そして、２段目の単位要素８ｂの負極活物質層１２ｂと、３段目の単位要素８ｃの正極活物質層１１ｃとの間に非水電解質層（セパレータ）１３が挿入され、第２の電池セル１４ｂが形成されている。
【００２４】
同様に、３段目の単位要素８ｃの負極活物質層１２ｃと、４段目の単位要素８ｄの正極活物質層１１ｄとの間に非水電解質層（セパレータ）１３が挿入され、第３の電池セル１４ｃが形成されている。さらに、４段目の単位要素８ｄの負極活物質層１２ｄと、５段目の単位要素８ｅの正極活物質層１１ｅとの間に非水電解質層（セパレータ）１３が挿入され、第４の電池セル１４ｄが形成されている。５段目の単位要素８ｅの負極活物質層１２ｅと、６段目の単位要素８ｆの正極活物質層１１ｆとの間に非水電解質層（セパレータ）１３が挿入され、第５の電池セル１４ｅが形成されている。
【００２５】
なお、図６では、６個の単位要素８ａ〜８ｆは、理解しやすいように上下方向にずらして表示しているが、実際は、６個の単位要素８ａ〜８ｆは、図６中の上端位置と下端位置とは同一面に配置されている。さらに、図５中で、上下方向を積層体９の積層方向、左右方向を積層体９の積層方向と直交する電池セル横並び方向と称する。
【００２６】
本実施形態では、上述した積層体９を図７に示すようにこの積層体９の積層方向に渦巻き状に巻回して第１の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成したものである。なお、図７は、バイポーラ電極８の単位要素をｎ段（ここでは１３段）に積層させた積層体９を示している。
【００２７】
さらに、図８は、第１の実施形態の非水電解質電池１の電極群３の集電タブ１５ａ、１５ｂの取り付け状態を示す斜視図である。ここでは、図８に示すように電極群３の一端側（図８中で右端側）の電極群３の外周面に１つの正極用の集電用タブ１５ａが形成されている。さらに、電極群３の他端側（図８中で左端側）に１つの負極用の集電用タブ１５ｂが形成されている。これらの集電タブ１５ａ、１５ｂは、電極群３の渦巻きの中心軸の軸方向と平行に突出させている。なお、集電タブ１５ａ、１５ｂの突出方向は、これに限られるものではなく、例えば、集電タブ１５ａ、１５ｂは、電極群３の外周面の接線方向（電極群３の渦巻きの中心軸の軸方向と直交する方向）に突出させてもよい。
【００２８】
図１に示すように第１の実施形態に係る非水電解質電池１では、上記渦巻き構造の第１の形態のバイポーラ電極８の電極群３が外装部材２内に収納されている。外装部材２の内周面には、例えば不織布や、樹脂材料などの絶縁部材が配設されている。
【００２９】
バイポーラ電極８の電極群３の外周端近傍において、正極用の集電用タブ１５ａは、正極活物質層１１が積層された集電体１０に接続され、負極用の集電用タブ１５ｂは、負極活物質層１２が積層された集電体１０に接続されている。これらの負極用の集電用タブ１５ｂ及び正極用の集電用タブ１５ａは、外装部材２の図示しない開口部から外部に延出され、負極端子及び正極端子にそれぞれ接続されている。外装部材２の開口部を負極用の集電用タブ１５ｂ及び正極用の集電用タブ１５ａを挟んでヒートシールすることによりバイポーラ電極８及び非水電解質を完全密封している。
【００３０】
次に、第１の実施形態に係る非水電解質電池１をより詳細に説明する。電極群は、非水電解質を保持することができる。非水電解質も、電極群と共に、外装部材２の主部に収納され得る。
【００３１】
第１の実施形態に係る非水電解質電池１は、リード挟持部に設けられた開口部を介しての非水電解質の漏出、すなわち、電池内部から電池外部への非水電解質の漏出を防ぐこともできる。特に、第１の実施形態に係る非水電解質電池１のうち、電極リードがリード挟持部に設けられた開口部の周縁に熱シールされているものは、熱シールが高いシール性を示す。そのため、電池１の内部から電池１の外部への非水電解質の漏出を更に防ぐことができる。電極群３は正極及び負極を含み得る。更に、電極群３は、正極と負極との間に介在したセパレータを含むこともできる。
【００３２】
正極は、正極集電体と正極集電体上に形成された正極材料層とを備えることができる。正極材料層は、正極集電体の両面上に形成されていてもよいし、又は片面のみに形成されていてもよい。また、正極集電体は、いずれの面上にも正極材料層が形成されていない正極材料層無担持部を含んでいてもよい。
【００３３】
正極材料層は、正極活物質を含むことができる。正極材料層は、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。導電剤は、集電性能を高め、且つ、正極活物質と正極集電体との間の接触抵抗を抑えるために配合することができる。結着剤は、分散された正極活物質の間隙を埋め、また、正極活物質と正極集電体とを結着させるために配合することができる。
【００３４】
正極は、例えば正極集電体の正極材料層無担持部を介して、電極リード、すなわち正極リードに接続することができる。正極と正極リードとの接続は、例えば溶接によって行うことができる。
【００３５】
負極は、負極集電体と負極集電体上に形成された負極材料層とを備えることができる。負極材料層は、負極集電体の両面上に形成されていてもよいし、又は片面のみに形成されていてもよい。また、負極集電体は、いずれの面上にも負極材料層が形成されていない負極材料層無担持部を含んでいてもよい。
【００３６】
負極材料層は、負極活物質を含むことができる。負極材料層は、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と負極集電体との間の接触抵抗を抑えるために配合することができる。結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と負極集電体とを結着させるために配合することができる。
【００３７】
負極は、例えば負極集電体の負極材料層無担持部を介して、電極リード、すなわち負極リードに接続することができる。負極と負極リードとの接続は、例えば溶接によって行うことができる。
【００３８】
以下、第１の実施形態に係る非水電解質電池において用いることができる部材及び材料について説明する。
【００３９】
［１］負極  
負極は、例えば、負極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に分散させて得られる負極剤ペーストを、負極集電体の片側又は両面に塗布し、これを乾燥させることにより作製することができる。乾燥後、負極剤ペーストを、プレスをすることもできる。
【００４０】
負極活物質としては、例えばリチウムイオンを吸蔵及び放出することができる炭素質物、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金、軽金属などを挙げることができる。
【００４１】
リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる炭素質物としては、例えばコークス、炭素繊維、熱分解気相炭素物、黒鉛、樹脂焼成体、メソフェーズピッチ系炭素繊維又はメソフェーズ球状カーボンの焼成体などを挙げることができる。中でも、２５００℃以上で黒鉛化したメソフェーズピッチ系炭素繊維又はメソフェーズ球状カーボンを用いることが、電極容量を高くすることができるため好ましい。
【００４２】
金属酸化物としては、例えば、チタン含有金属複合酸化物、例えばＳｎＢ０．４Ｐ０．６Ｏ３．１やＳｎＳｉＯ３などのスズ系酸化物、例えばＳｉＯなどのケイ素系酸化物、例えばＷＯ３などのタングステン系酸化物などが挙げられる。これら金属酸化物の中で、金属リチウムに対する電位が０．５Ｖよりも高い負極活物質、例えばチタン酸リチウムのようなチタン含有金属複合酸化物を用いることが、電池を急速に充電した場合でも負極上でのリチウムデンドライトの発生を抑えることができ、ひいては劣化を抑えることができるため、好ましい。
【００４３】
チタン含有金属複合酸化物としては、例えば、酸化物合成時はリチウムを含まないチタン系酸化物、リチウムチタン酸化物、リチウムチタン酸化物の構成元素の一部を例えばＮｂ、Ｍｏ，Ｗ，Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の異種元素で置換したリチウムチタン複合酸化物などを挙げることができる。リチウムチタン酸化物としては、例えば、スピネル構造を有するチタン酸リチウム（例えばＬｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは、充放電により０≦ｘ≦３の範囲内で変化し得るものである））、ブロンズ構造（Ｂ）又はアナターゼ構造のチタン酸化物(例えばＬｉｘＴｉＯ２（０≦ｘ≦１）、充電前の組成はＴｉＯ２)、ラムステライド型のチタン酸リチウム（例えばＬｉ２＋ｙＴｉ３Ｏ７（ｙは、充放電により０≦ｙ≦３の範囲内で変化し得るものである）、で表されるニオブチタン酸化物（例えばＬｉｘＮｂaＴｉＯ７(０≦ｘ、より好ましい範囲は０≦ｘ≦１、１≦ａ≦４)）などを挙げることができる。
【００４４】
チタン系酸化物としては、ＴｉＯ２、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素とを含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉＯ２はアナターゼ型で熱処理温度が３００〜５００℃の低結晶性のものが好ましい。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素とを含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−ＳｎＯ２、ＴｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）などを挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶相とアモルファス相とが共存もしくは、アモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造であることによりサイクル性能が大幅に向上することができる。中でも、リチウムチタン酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。
【００４５】
金属硫化物として硫化リチウム（ＴｉＳ２）、硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、硫化鉄（ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＬｉｘＦｅＳ２（ここで、０＜ｘ≦１である）などが挙げられる。金属窒化物としては、リチウムコバルト窒化物（ＬｉｘＣｏｙＮ（ここで、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜０．５である））などが挙げられる。
【００４６】
負極活物質としては、スピネル構造を有するチタン酸リチウムを使用することが望ましい。
【００４７】
導電剤としては、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、黒鉛等を挙げることができる。
【００４８】
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）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を用いることができる。
【００４９】
負極集電体としては、負極電位に応じて種々の金属箔等を用いることができるが、例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス箔、チタン箔、銅箔、ニッケル箔などが挙げられる。このときの箔の厚さは、８μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。また、負極電位が金属リチウムに対して０．３Ｖよりも貴となり得る場合、例えば負極活物質としてリチウムチタン酸化物を使用する場合、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔を用いることが、電池重量を抑えることができるため好ましい。
【００５０】
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、負極集電体の強度を飛躍的に増大させることができるため、負極を高いプレス圧で高密度化することが可能となり、電池容量を増大させることができる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの負極集電体の溶解及び腐食劣化を防ぐことができるため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。更に、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。平均結晶粒径のより好ましい範囲は３０μｍ以下であり、更に好ましい範囲は５μｍ以下である。
【００５１】
平均結晶粒径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０６／ｎ（μｍ２）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（Ａ）式により平均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出することができる。  
ｄ＝２（Ｓ／π）１／２              （Ａ）
平均結晶粒子径の範囲が５０μｍ以下の範囲にあるアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔は、材料組成、不純物、加工条件、熱処理履歴ならび焼なましの加熱条件など多くの因子に複雑に影響され、前記結晶粒子径（直径）は、製造工程の中で、前記諸因子を組み合わせて調整される。
【００５２】
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、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％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、ケイ素などの少なくとも１種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の含有量は１％以下にすることが好ましい。なお、車載用の場合、アルミニウム合金箔を用いることが特に好ましい。
【００５３】
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３〜２０重量％、結着剤１．５〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００５４】
［２］正極  
正極は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に分散させて得られる正極剤ペーストを、正極集電体の片側又は両面に塗布し、これを乾燥させることにより作製することができる。乾燥後、正極剤ペーストは、プレスを行うこともできる。
【００５５】
正極活物質としては、種々の酸化物、硫化物などが挙げられる。例えば、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又はＬｉｘＭｎＯ２（ここで、０≦ｘ≦１．２である））、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉｘＮｉＯ２（ここで、０≦ｘ≦１．２である））、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２（ここで、０≦ｘ≦１．２である））、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ１−ｙＣｏｙＯ２（ここで、０＜ｙ≦１である））、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２（ここで、０＜ｙ≦１である））、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４（ここで、０≦ｘ≦１．２であり、０＜ｙ≦１である））、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（ＬｉｘＦｅＰＯ４、ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｎｙＰＯ４、ＬｉｘＭｎＰＯ４、ＬｉｘＭｎ１−ｙＦｅｙＰＯ４、ＬｉｘＣｏＰＯ４など（ここで、０≦ｘ≦１．２であり、０＜ｙ≦１である））、硫酸鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）、バナジウム酸化物（例えばＶ２Ｏ５）などが挙げられる。
【００５６】
また、正極活物質としては、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料及び無機材料も挙げることができる。
【００５７】
より好ましい正極活物質は、熱安定性の高いスピネル型マンガンリチウム（ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（ここで、０≦ｘ≦１．１である））、オリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉｘＦｅＰＯ４（ここで、０≦ｘ≦１である））、オリビン型リン酸マンガンリチウム（ＬｉｘＭｎＰＯ４（ここで、０≦ｘ≦１である））、オリビン型リン酸マンガン鉄リチウム（ＬｉｘＭｎ１−ｙＦｅｙＰＯ４（ここで、０≦ｘ≦１であり、０＜ｙ≦０．５である））などが挙げられる。
【００５８】
或いは、これらを二種以上混合したものも用いることができる。
【００５９】
導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、人工黒鉛、天然黒鉛、導電性ポリマー等を用いることができる。
【００６０】
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）、ＰＶｄＦの水素もしくはフッ素のうち、少なくとも１つを他の置換基で置換した変性ＰＶｄＦ、フッ化ビニリデン−６フッ化プロピレンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−６フッ化プロピレンの３元共重合体等を用いることができる。
【００６１】
結着剤を分散させるための有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等が使用される。
【００６２】
正極集電体としては、例えば厚さ８〜２５μｍのアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス箔、チタン箔等を挙げることができる。
【００６３】
正極集電体は、アルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔が好ましく、負極集電体と同様にアルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、アルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は３０μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以下である。前記平均結晶粒径が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。
【００６４】
平均結晶粒径の範囲が５０μｍ以下の範囲にあるアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子に複雑に影響され、前記結晶粒径は製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調整される。
【００６５】
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、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％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の含有量は１％以下にすることが好ましい。
【００６６】
前記正極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤１．５〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００６７】
［３］セパレータ  
セパレータとしては、例えば、多孔質セパレータを用いることができる。多孔質セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を挙げることができる。中でも、ポリエチレンか、あるいはポリプロピレン、又は両者からなる多孔質フィルムは、電池温度が上昇した場合に細孔を閉塞して充放電電流を大幅に減衰させるシャットダウン機能を付加しやすく、二次電池の安全性を向上できるため、好ましい。低コスト化の観点からは、セルロース系のセパレータを用いることが好ましい。
【００６８】
［４］非水電解質  
非水電解質としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ、ＬｉＢ［（ＯＣＯ）２］２などから選ばれる一種以上のリチウム塩を０．５〜２ｍｏｌ／Ｌの範囲内にある濃度で有機溶媒に溶解した有機電解液が挙げられる。
【００６９】
有機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）などの環状カーボネートや、ジエチレルカーボネート（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）などの鎖状カーボネートや、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）などの鎖状エーテルや、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）などの環状エーテルや、γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）などの単独もしくは混合溶媒を用いることが好ましい。
【００７０】
また、非水電解質としては、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）を用いることもできる。リチウムイオンと有機物カチオンとアニオンから構成されるイオン性融体であり、１００℃以下、好ましくは室温以下でも液状であるものを選択すると、広い動作温度の二次電池を得ることができる。
【００７１】
［５］ケース  
ケースとして使用され得るステンレス部材の厚さは、０．２ｍｍ以下にすることが望ましい。例えば、ステンレス部材は、最内層に位置する熱融着性樹脂フィルム（熱可塑性樹脂フィルム）の上にステンレスからなる金属箔及び剛性を有する有機樹脂フィルムをこの順序で積層した複合フィルム材から構成することが可能である。
【００７２】
熱融着性樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリプロピレン−ポリエチレン共重合体フィルム、アイオノマーフィルム、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）フィルム等を用いることができる。また、前記剛性を有する有機樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ナイロンフィルム等を用いることができる。
【００７３】
ケースは、電極群を収納する主部となり得る凹部及びこの凹部の外側の外郭部を有するケース本体と、蓋体とから構成されていてもよい。この場合、ケース本体と蓋体とは、シームレスで連続している一体部材であってもよい。
【００７４】
［６］電極リード  
正極に電気的に接続され得る電極リード、すなわち正極リードとしては、例えばアルミニウム、チタン及びそれらをもとにした合金、ステンレスなどを用いることができる。
【００７５】
負極に電気的に接続され得る電極リード、すなわち負極リードとしては、例えばニッケル、銅及びそれらをもとにした合金などを用いることができる。負極電位が金属リチウムに対し１Ｖよりも貴な場合、例えば負極活物質としてチタン酸リチウムを使用した場合などは、負極リードの材料としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いることができる。この場合、正極リード及び負極リード共に、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが、軽量かつ電気抵抗を小さく抑えることができるため好ましい。
【００７６】
正極リード及び負極リードは、機械的特性の観点では、それに接続される正極集電体又は負極集電体の強度を大きく超えて高強度でない方が、接続部分の応力集中が緩和されるため好ましい。集電体との接続手段として、好ましい方法の一つである超音波溶接を適用した場合、正極リードあるいは負極リードのヤング率が小さい方が、強固な溶接を容易に行うことが可能となる。
【００７７】
例えば焼鈍処理した純アルミ（ＪＩＳ１０００番台）は、正極リード又は負極リードの材料として好ましい。
【００７８】
正極リードの厚さは、０．１〜１ｍｍにすることが望ましく、より好ましい範囲は、０．２〜０．５ｍｍである。
【００７９】
負極リードの厚さは、０．１〜１ｍｍにすることが望ましく、より好ましい範囲は、０．２〜０．５ｍｍである。
【００８０】
上記構成の第１の実施形態に係る非水電解質電池１では、バイポーラ電極８と、非水電解質層１３とを具備する。バイポーラ電極８は、集電体１０と、集電体１０の一面側の正極活物質層１１と、集電体１０の他面側の負極活物質層１２とを有する。バイポーラ電極８は、正極活物質層１１の位置が負極活物質層１２の位置と集電体１０の厚さ方向に重ならない位置に配置している。そして、バイポーラ電極８を非水電解質層１３を介して複数積層させた積層体９を設けている。積層体９は、バイポーラ電極８の正極活物質層１１および負極活物質層１２のいずれか一方と、バイポーラ電極８と積層方向に隣接する他のバイポーラ電極８の正極活物質層１１および負極活物質層１２のいずれか他方とを対向配置させた状態で順次、積層している。さらに、バイポーラ電極８の積層体９を渦巻き状に巻回している第１の形態の積層体９を形成し、この第１の形態の積層体９を外装部材２内に収納した。そのため、上記構成により、小体積ながらバイポーラ型電池である非水電解質電池１の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる。
【００８１】
図９および図１０は、非水電解質電池の第２の実施形態を示す。本実施形態は、バイポーラ電極８の積層体９を渦巻き状に巻回する巻回方向を第１の実施形態の巻回方向とは異なる方向に巻回したものである。すなわち、本実施形態では、図１０に示すように積層体９の電池セル横並び方向（第１の実施形態の積層体９の巻回方向と直交する方向）に積層体９を渦巻き状に巻回する構成にした。
【００８２】
本実施形態のバイポーラ電極８の積層体９は、電極群３の一端側（図９中で上端側）の電極群３の外周面に１つの正極用の集電用タブ１５ａが形成されている。さらに、電極群３の図９中で上端側中央位置に１つの負極用の集電用タブ１５ｂが形成されている。これらの集電タブ１５ａ、１５ｂは、電極群３の渦巻きの中心軸の軸方向と平行に突出させている。
【００８３】
なお、電極群３の電池セルの並設個数や、各電池セルの面積などは使用条件や、用途に応じて適宜、設定可能である。
【００８４】
本実施形態の非水電解質電池であっても第１の実施形態の非水電解質電池１と同様に小体積ながらバイポーラ型電池である非水電解質電池１の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる。
【００８５】
図１１は、第３の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極８の積層体９の概略構成を示す斜視図である。本実施形態は、図５に示すバイポーラ電極８の積層体９を一方向に所定の長さで複数に区分けし、各区分け部分２１間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げてつづら折り状に折り畳んで重ねてある第２の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成したものである。
【００８６】
ここでは、図１１に示すように電極群３の一端側（図１２中で上端側）の端部に１つの正極用の集電用タブ１５ａが形成されている。電極群３の他端側（図１２中で下端側）の端部に１つの負極用の集電用タブ１５ｂが設けられている。
【００８７】
本実施形態のバイポーラ電極８の電極群３は、ほぼ矩形状の外装部材（ケース）内に収納されている。
【００８８】
本実施形態では、図５に示すバイポーラ電極８の積層体９をつづら折り状に折り畳んで重ねてある第２の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成したことで、小体積ながらバイポーラ型電池である非水電解質電池１の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる。
【００８９】
図１２は、第４の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極８の積層体９の概略構成を示す斜視図である。本実施形態は、図１２に示すように積層体９の電池セル横並び方向（第３の実施形態の積層体９のつづら折り状に折り畳み方向と直交する方向）に積層体９をつづら折り状に折り畳む構成にした。
【００９０】
そして、図１２に示すようにバイポーラ電極８の電極群３の一端側（図１２中で上端側）の端部に１つの正極用の集電用タブ１５ａが形成されている。バイポーラ電極８の電極群３の他端側（図１２中で下端側）の端部に１つの負極用の集電用タブ１５ｂが設けられている。
【００９１】
本実施形態でも第３の実施形態のバイポーラ電極８の電極群３と同様に、図５に示すバイポーラ電極８の積層体９をつづら折り状に折り畳んで重ねてある第２の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成している。これにより、第３の実施形態と同様に、小体積ながらバイポーラ型電池である非水電解質電池１の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる。
【００９２】
図１３は、第５の実施形態の非水電解質電池のバイポーラ電極の電極群の概略構成を示す斜視図である。本実施形態は、集電体１０の一面側に正極活物質層１１が形成され、集電体１０の他面側に負極活物質層１２が形成された単一構造のバイポーラ電極８を一方向に所定の長さで複数に区分けし、各区分け部分３１間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げてつづら折り状に折り畳んで重ねてある第２の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成したものである。
【００９３】
本実施形態でも第３、第４の実施形態のバイポーラ電極８の電極群３と同様に、小体積ながらバイポーラ型電池である非水電解質電池１の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる。
【００９４】
なお、バイポーラ電極８の負極活物質層１２と正極活物質層１１との間に、非水電解質層（セパレータ）１３を介してバイポーラ電極８を厚さ方向に複数段積層させた積層体を設け、この積層体を一方向に所定の長さで複数に区分けし、各区分け部分３１間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げてつづら折り状に折り畳んで重ねてある第２の形態のバイポーラ電極８の電極群３を構成してもよい。
【００９５】
また、図１４は、上記第１〜５の実施形態のいずれかの非水電解質電池１を組み込んだ電池パック９０の概略構成を示す分解斜視図である。図１５は、図１４の電池パック９０の電気回路を示すブロック図である。図１４及び図１５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、上記第１〜５の実施形態で説明した非水電解質電池１である。
【００９６】
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１５に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
【００９７】
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１５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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、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。
【０１００】
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１４及び図１５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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
図１４及び図１５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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
これらの実施形態によれば、集電体の一方の板面に正極活物質層、同他方の板面に負極活物質をそれぞれ形成するバイポーラ型電池の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができるバイポーラ型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。
【０１０７】
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。
【符号の説明】
【０１０８】
１…非水電解質電池、２…外装部材、３…電極群、８…バイポーラ電極、８ａ〜８ｆ…単位要素、９…積層体、１０…集電体、１１…正極活物質層、１２…負極活物質層、１３…非水電解質層、１４…電池セル、１５…集電タブ、９０…電池パック、９１…単電池。
【図１】
2017104028.tif 000003
【図２】
2017104028.tif 000004
【図３Ａ】
2017104028.tif 000005
【図３Ｂ】
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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】
2017104028.tif 000013
【図１１】
2017104028.tif 000014
【図１２】
2017104028.tif 000015
【図１３】
2017104028.tif 000016
【図１４】
2017104028.tif 000017
【図１５】
2017104028.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月1日(2016.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、
前記集電体の一面側に形成された正極活物質層と、
前記集電体の他面側に形成された負極活物質層とを有し、前記正極活物質層の位置が前記負極活物質層の位置と前記集電体の厚さ方向に重ならない位置に配置されるバイポーラ電極の単位要素を複数有し、
少なくとも前記バイポーラ電極の単位要素の前記正極活物質層または前記負極活物質層は、異なる前記バイポーラ電極の単位要素の前記正極活物質層または前記負極活物質層と前記正極活物質層と前記負極活物質層とを隔離するための非水電解質層とを介して積層されたバイポーラ電極を具備し、
前記バイポーラ電極を積層された前記単位要素の配置方向とは異なる方向に渦巻き状に巻回している第１の形態、または前記バイポーラ電極を複数の前記単位要素毎に一方向に所定の長さで複数に区分けされ、各区分け部分間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げている第２の形態のいずれか一方である非水電解質電池。
【請求項２】
前記集電体は、アルミニウムを用いている請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記正極活物質層は、リチウムを吸蔵及び放出可能である請求項１に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記集電体は、長尺の板状であり、前記集電体の長手方向の中央位置を段状に屈曲させた屈曲段部を有し、前記集電体の前記屈曲段部の片方側に形成された正極活物質層と、前記集電体の前記屈曲段部の他方側に形成された負極活物質層とを有する請求項１〜３の何れか１項に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解質電池を含む電池パック。
【請求項６】
通電用の外部端子と、保護回路とをさらに含む請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
請求項５または６の何れか１項に記載の電池パックを搭載した自動車。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明の実施形態は、非水電解質電池、電池パック及び自動車に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本実施形態は、集電体の一方の板面に正極活物質層、同他方の板面に負極活物質をそれぞれ形成するバイポーラ型電池の高エネルギー密度化と低抵抗化を図ることができ、液絡を防止し、作製を簡易にすることができる非水電解質電池、電池パック及び自動車を提供することを課題とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
実施形態によれば、非水電解質電池は、バイポーラ電極と、非水電解質層とを具備する。バイポーラ電極は、集電体と、前記集電体の一面側に形成された正極活物質層と、前記集電体の他面側に形成された負極活物質層とを有し、前記正極活物質層の位置が前記負極活物質層の位置と前記集電体の厚さ方向に重ならない位置に配置されるバイポーラ電極の単位要素を複数有し、少なくとも前記バイポーラ電極の単位要素の前記正極活物質層または前記負極活物質層は、異なる前記バイポーラ電極の単位要素の前記正極活物質層または前記負極活物質層と前記正極活物質層と前記負極活物質層とを隔離するための非水電解質層とを介して積層される。前記バイポーラ電極を積層された前記単位要素の配置方向とは異なる方向に渦巻き状に巻回している第１の形態、または前記バイポーラ電極を複数の前記単位要素毎に一方向に所定の長さで複数に区分けされ、各区分け部分間を順次、互い違いにそれぞれ折り曲げている第２の形態のいずれか一方である。
【国際調査報告】
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