(57)【要約】【課題】各電池セルの温度にばらつきがある２次電池においても、各電池セルの電圧や電流量等の出力のばらつきが抑制され、長寿命化が図られた２次電池を提供することである。【解決手段】板状に形成された電解質層２７と、電解質層２７の第１主表面上に形成され正極活物質を含む正極２８と、電解質層２７の第２主表面上に形成され負極活物質を含む負極２６とを有する単位電池２５と、単位電池２５間に設けられた導電層２９とを備え、単位電池２５および導電膜２９を複数積層した２次電池４であって、２次電池４内の温度分布に応じて、正極活物質および負極活物質の濃度を設定する。【選択図】図１
2008027662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成された電解質層と、前記電解質層の第１主表面上に形成され正極活物質を含む正極と、前記電解質層の第２主表面上に形成され負極活物質を含む負極とを有する単位電池と、
前記単位電池間に設けられた導電層とを備え、前記単位電池および前記導電層を複数積層した２次電池であって、
前記２次電池内の温度分布に応じて、前記正極活物質および前記負極活物質の濃度を設定する、２次電池。
【請求項２】
前記単位電池は、第１単位電池と、前記第１単位電池より温度が高くなる第２単位電池とを含み、
前記第１単位電池の前記正極活物質および前記負極活物質の濃度よりも、前記第２単位電池の前記正極活物質および前記負極活物質の濃度を低くする、請求項１に記載の２次電池。
【請求項３】
前記正極は、第１添加物をさらに含み、
前記負極は、第２添加物をさらに含み、
前記２次電池内の温度分布に応じて、前記第１添加物および前記第２添加物の添加量を設定する、請求項１に記載の２次電池。
【請求項４】
板状に形成された電解質層と、前記電解質層の第１主表面上に形成され正極活物質を含む正極と、前記電解質層の第２主表面上に形成され負極活物質を含む負極とを有する電池と、前記単位電池および導電膜を複数積層した２次電池であって、
前記単位電池間に配置された導電層と、
を備え、前記単位電池および前記導電層を複数積層した２次電池であって、
前記単位電池の積層方向に位置する前記２次電池の端面側から内方に向かうに従って前記単位電池の温度が高くなると共に、前記正極に含まれる正極活物質および前記負極に含まれる負極活物質の濃度が低くなる、２次電池。
【請求項５】
前記単位電池の積層方向の内方に位置する前記単位電池の出力を基準出力として、前記各単位電池の出力が前記基準出力となるように、前記各単位電池の正極および負極に含まれる前記正極活物質および前記負極活物質の濃度を設定した、請求項４に記載の２次電池。
【請求項６】
前記端面に位置する前記単位電池の出力を基準出力として、前記各単位電池の出力が前記基準出力となるように、前記各単位電池の正極および負極に含まれる前記正極活物質および前記負極活物質の濃度を設定した、請求項４に記載の２次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単位電池を積層して構成された２次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電解質層の表面に正極と負極とが形成された複数の電池セルを集電板を介して積層して構成された２次電池が知られている（特許文献１〜４）。
【０００３】
このような２次電池は、蓄電池として利用されており、正極と負極との間に生じる電極反応によって放電が行われる。
【特許文献１】特開２００４−３１２５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４６９１号公報
【特許文献３】特開２００５−５０７５６号公報
【特許文献４】特開２００５−１１６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような２次電池においては、２次電池の内方側と端部側とでは放熱効率が異なり、２次電池の内方ほど温度が高くなる傾向にある。このため、２次電池の内方に位置する電池セルの電極反応が活発となり、２次電池の内方に位置する電池セルが早期に劣化してしまい、２次電池全体の寿命が短くなるという問題がある。
【０００５】
さらに、各電池セルが正常に駆動している場合においても、２次電池内の温度分布によって各電池セルの出力電圧にばらつきが生じる。このため、各電池セルの出力電圧をセンシングして所定電圧からずれた電池セルを検出することができたとしても、その原因が当該電池セルの故障によるものなのか、温度によるものなのかを判断することが困難なものとなっている。このように、従来の２次電池においては、不具合を生じた電池セルの特定が困難なものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、位置によって放熱効率が異なり、各電池セルの温度にばらつきがある２次電池においても、各電池セルの電圧や電流量等の出力のばらつきが抑制され、長寿命化が図られた２次電池を提供することである。また、第２の目的は、不具合の生じた電池セルを特定する正確さの向上が図られた２次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る２次電池は、１つの局面では、板状に形成された電解質層と、電解質層の第１主表面上に形成され正極活物質を含む正極と、電解質層の第２主表面上に形成され負極活物質を含む負極とを有する単位電池と、単位電池間に設けられた導電層とを備え、単位電池および導電膜を複数積層した２次電池であって、２次電池内の温度分布に応じて、正極活物質および負極活物質の濃度が設定される。好ましくは、上記単位電池は、第１単位電池と、第１単位電池より温度が高くなる第２単位電池とを含み、第１単位電池の正極活物質および負極活物質の濃度よりも、第２単位電池の正極活物質および負極活物質の濃度を低くする。好ましくは、上記正極は、第１添加物をさらに含み、負極は、第２添加物をさらに含み、２次電池内の温度分布に応じて、第１添加物および第２添加物の添加量を設定する。
【０００８】
本発明に係る２次電池は、他の局面では、板状に形成された電解質層と、電解質層の第１主表面上に形成され正極活物質を含む正極と、電解質層の第２主表面上に形成され負極活物質を含む負極とを有する単位電池と、単位電池間に配置された導電層とを備え、単位電池および導電膜を複数積層した２次電池であって、単位電池の積層方向に位置する２次電池の端面側から内方に向かうに従って単位電池の温度が高くなると共に、正極に含まれる正極活物質および負極に含まれる負極活物質の濃度が低くなる。好ましくは、上記単位電池の積層方向の内方に位置する単位電池の出力を基準出力として、各単位電池の出力が基準出力となるように、各単位電池の正極および負極に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を設定する。好ましくは、上記端面に位置する単位電池の出力を基準出力として、各単位電池の出力が基準出力となるように、各単位電池の正極および負極に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る２次電池においては、２次電池内の温度分布にあわせて、負極活物質および正極活物質の濃度を設定して、温度の高い単位電池程、正極活物質および負極活物質の濃度を低くすることにより、各単位電池の出力を均一化することができ、特定の単位電池のみが劣化することを抑制することができる。さらに、２次電池内の各単位電池の出力を近似させることができるため、各単位電池の出力をセンシングすることにより、不具合を生じた単位電池を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１から図１３を用いて、本実施の形態に係るバイポーラ２次電池４について説明する。図１は、本実施の形態に係るバイポーラ２次電池の断面図である。この図１に示されるように、バイポーラ２次電池４は、集電箔（導電膜）２９を介して、複数の電極シート（単位電池）２５を積層して形成されている。バイポーラ２次電池４は、略直方体形状とされている。
【００１１】
バイポーラ２次電池４は、図示されないケーシングに収納され、たとえば、ハイブリット車や、電気自動車などに搭載される。このバイポーラ２次電池４は、電極シート２５の積層方向の一端面に設けられた正極集電板２３と、他方の端面に設けられた負極集電板２１とを備えている。
【００１２】
この正極集電板２３と負極集電板２１とには、ＰＣＵ（Power Control Unit）などの外部の部材に接続された配線が接続される端子部が形成されており、ケーシングから外方に突出している。
【００１３】
このため、この端子部からケーシングの外部に熱が放熱されたり、ケーシングを介して、正極集電板２３および負極集電板２１の表面から外方に熱が放熱されたりする。このように、バイポーラ２次電池４の端面側は、バイポーラ２次電池４の中央部よりも放熱効率が高いものとなっている。
【００１４】
そして、バイポーラ２次電池の内部に熱がこもり、バイポーラ２次電池４の端面側に位置する電極シート２５の温度よりも、バイポーラ２次電池４の内部側に位置する電極シート２５の温度の方が高くなる。
【００１５】
電極シート２５は、板状に形成された電解質層２７と、電解質層２７の一方の主表面上に形成された正極２８と、他方の主表面上に形成された負極２６とを備えている。そして、各電極シート２５は、集電箔（導電膜）２９を介して直列に接続されている。具体的には、負極集電板２１の下面と接触する電極シート２５ｎ１が設けられ、導電箔２９を介して電極シート２５ｎ１に隣接する電極シート２５ｎ２が設けられ、さらに複数の電極シートが積層される。そして、正極集電板２３の上面には、電極シート２５ｎｍ（ｍは、正の数である。）が設けられ、本実施の形態においては、ｍ個の電極シート２５が積層されている。
【００１６】
なお、負極２６は、集電箔２９の一方の表面に負極活物質や添加物をスパッタリングにより塗布することにより形成され、正極２８は、集電箔２９の他方の表面に正極活物質や添加物をスパッタリングにより塗布することにより形成される。
【００１７】
正極２８に含まれる正極活物質の濃度および負極２６に含まれる負極活物質の濃度は、バイポーラ２次電池４が駆動したときのバイポーラ２次電池４内の温度分布に応じて設定されている。
【００１８】
すなわち、バイポーラ２次電池４の駆動時に、一の電極シート（第１単位電池）２５よりも温度が高くなる他の電極シート（第２単位電池）２５は、一の電極シート２５の正極活物質および負極活物質の濃度よりも、他の電極シート２５の正極活物質および負極活物質の濃度よりも、低く設定する。
【００１９】
このため、バイポーラ２次電池４が駆動して、バイポーラ２次電池４内の温度分布にばらつきが生じて、電極シート２５の位置によって温度が異なるようになっても、温度が高くなる電極シート２５の電極反応が活発化することを抑制することができる。これにより、各電極シート２５の放電電流量や電圧にばらつきが生じることを抑制することができ、各電極シート２５の出力を均一化することができる。
【００２０】
このように、各電極シート２５の出力が均一化されることにより、特定の電極シート２５が劣化されることを抑制することができ、バイポーラ２次電池４の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
本実施の形態に係るバイポーラ２次電池４においては、電極シート２５の積層方向の端面側に位置する部分よりも、積層方向の内方側に位置する部分の温度の方が高くなる。
【００２２】
このため、電極シート２５の積層方向に位置するバイポーラ２次電池４の端面側から内方に向かうに従って、電極シート２５の正極２８の正極活物質および負極２６の負極活物質の濃度が低くなるようにするのが好ましい。これにより、電極シート２５の積層方向に温度のばらつきが生じたとしても、各電極シート２５の出力を均一化することができる。
【００２３】
ここで、各電極シート２５の正極２８内の正極活物質および、負極２６内の負極活物質の濃度を調整する方法としては、各正極２８内の正極活物質の含有量および各負極２６内の負極活物質の含有量を一定としつつも、各正極２８内に含まれる添加物（第１添加物）および負極２６内に含まれる添加物（第２添加物）の含有量を調整する手法が考えられる。
【００２４】
そして、図１に示すバイポーラ２次電池４においては、電極シート２５の積層方向の内方側からバイポーラ２次電池４の端面側に向かうに従って、各正極２８内に含まれる添加物および各負極２６内に含まれる添加物の含有量を低減して、バイポーラ２次電池４の内方側に向かうに従って、各正極２８内に含まれる正極活物質および各負極２６内に含まれる負極活物質の含有率を増加させる。
【００２５】
これにより、バイポーラ２次電池４の端面側に向かうに従って、正極２８および負極２６に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を高めることができると共に、バイポーラ２次電池４の端面側に向かうに従って、各正極２８および各負極２６に厚みが薄くなり、バイポーラ２次電池４をコンパクトに構成することができる。
【００２６】
なお、各正極２８内に含まれる正極活物質および各負極２６内に含まれる負極活物質の濃度を調整する手法としては、各正極２８を構成する正極活物質および添加物の総質量と、各負極２６を構成する負極活物質と添加物の総質量を一定としつつも、正極活物質および負極活物質の含有率を変動させてもよい。このようにして、各正極２８の正極活物質および負極２６の負極活物質の濃度を設定することにより、従来のバイポーラ２次電池と比較しても容積が変動せず、従来から用いられているバイポーラ２次電池のケーシングを援用することができる。
【００２７】
図２は、正極活物質および負極活物質の濃度分布を示すグラフである。図３は、正極活物質および負極活物質の濃度分布を図２に示すように設定したときにおける、バイポーラ２次電池４の入出力値（電流量）の分布を示し、図４は、各電極シートについて、出力される電圧分布を示す。さらに、図５は、正極活物質および負極活物質の濃度分布を図２に示すように設定したときの、バイポーラ２電池４の温度分布を示すグラフである。なお、図２から図１３において、縦軸は、図１に示す各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍを示し、電極シート２５ｎｌは、電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの積層方向の中央に位置する電極シートとする。
【００２８】
そして、図２に示すバイポーラ２次電池４の積層方向の正極活物質および負極活物質の濃度分布は、図５に示すバイポーラ２次電池４の積層方向の温度分布と対応するように設定されている。
【００２９】
このため、図３および図４に示すように、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧および出力電流量は、略一致しており、所定電圧および所定電流となる。
【００３０】
このように、バイポーラ２次電池４の駆動時において、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧等が所定電圧となるため、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧などをセンシングすることにより、不具合を生じて、出力電圧等が所定電圧からずれるような電極シート２５を容易に特定することができる。
【００３１】
すなわち、従来においては、正常に駆動しているバイポーラ２次電池の各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧にばらつきが生じるため、不具合を生じた電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの特定が非常に困難である一方で、本実施の形態に係るバイポーラ２次電池４においては、容易に不具合を生じた電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍを容易に特定することができる。
【００３２】
また、図２に示す例においては、電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの積層方向の内方に位置する電極シート２５ｎｌの出力を基準出力として、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力が基準出力となるように設定されている。バイポーラ２次電池４の中央部に位置する電極シート２５ｎｌは駆動時に温度が高くなり易いため、基準出力も高くなり、バイポーラ２次電池４の総出力電圧および電流を高くすることができる。
【００３３】
具体的な濃度分布としては、電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの積層方向の中央部に位置する電極シート２５ｎｌの正極２８および負極２６に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を８５％程度として、バイポーラ２次電池４の端面に位置する電極シート２５ｎ１、２５ｎｍの正極２８および負極２６に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を９５％程度に設定する。
【００３４】
図６は、バイポーラ２次電池４の端面に位置する電極シート２５ｎ１、２５ｎｍの出力を基準出力として、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力が、基準出力となるように各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの正極および負極に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの濃度分布を示すグラフである。
【００３５】
具体的には、端面側に位置する電極シート２５ｎ１、２５ｎｍの正極活物質および負極活物質の濃度を８５％程度として、積層方向の中央部に位置する電極シート２５ｎｌの正極活物質および負極活物質の濃度を７５％程度とする。
【００３６】
このように正極活物質および負極活物質の濃度を設定することにより、必要とする正極活物質量および負極活物質量を低減することができ、低コストでバイポーラ２次電池４を構成することができる。
【００３７】
図７は、図６の示すように、正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電流を示すグラフであり、図８は、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧を示すグラフである。さらに、図９は、バイポーラ２次電池４内の温度分布を示すグラフである。
【００３８】
この図７から図９に示すバイポーラ２次電池４においても、バイポーラ２次電池４内の温度分布に応じて、正極活物質および負極活物質の濃度を設定しているため、図７および図８に示すように、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧および出力電流が均一なものとなる。
【００３９】
このため、このバイポーラ２次電池４においても、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧などをセンシングすることにより、不具合を生じた電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍを容易に特定することができる。
【００４０】
図１０に示すように、バイポーラ２次電池４の中央部と端面との間に位置する電極シート２５ｋ（ｋは正の数であり、１＜ｋ＜ｌ＜ｍである。）の出力を基準出力として、他の電極シート２５の正極活物質および負極活物質の濃度を設定してもよい。
【００４１】
具体的には、端面に位置する電極シート２５ｎ１、２５ｎｍの正極活物質および負極活物質の濃度を９０％とし、中央部に位置する電極シート２５ｎｌの正極活物質および負極活物質の濃度を８０％程度とする。
【００４２】
そして、図１３は、図１０のように正極活物質および負極活物質の濃度が設定されたバイポーラ２次電池４の積層方向の温度分布を示すグラフであり、このバイポーラ２次電池４内の温度分布に応じて、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの正極活物質および負極活物質の濃度分布を設定する。
【００４３】
図１１は、図１０に示すように、正極活物質および負極活物質の濃度が設定されたときの各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電流を示すグラフであり、図１２は、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧を示すグラフである。これら、図１１および図１２に示されるように、各電極シート２５ｎ１〜２５ｎｍの出力電圧および出力電流は、均一化される。
【００４４】
なお、上述のように電極シート２５の積層方向における温度分布のばらつきに着目して、各電極シート２５の出力の均一化を図ることに着目しているが、これに限られない。
【００４５】
たとえば、各正極２８および負極２６についても、主表面方向に温度にばらつきがあり、各正極２８および負極２６内においても位置によって、電極反応が活発な部分と、不活性な部分とがある。
【００４６】
たとえば、端子部のうち、配線が接続される接続部分の温度は高くなり易い。このため、正極集電板２３や負極集電板２１に隣接する電極シート２５のうち、接続部分の近傍に位置する部分の温度は、他の部分より温度が高くなりやすい。
【００４７】
そこで、１つの電極シート２５のうちでも、温度が高くなる部分の濃度を低くして、温度が低い部分の濃度を高くして、１つの電極シート２５内においても、部分劣化が生じることを抑制することができる。
【００４８】
図１において、電解質層２７は、イオン伝導性を示す材料から形成される層である。電解質層２７は、固体電解質であってもよいし、ゲル状電解質であってもよい。電解質層２７を介在させることによって、正極２８および負極２６間のイオン伝導がスムーズになり、バイポーラ２次電池の出力を向上させることができる。
【００４９】
なお、バイポーラ電極３０は、電解質層２７間に形成されており、集電箔２９と集電箔２９の一方の主表面上に形成された正極２８と他方の主表面上に形成された負極２６とを備えている。
【００５０】
電極シート２５の積層方向の端部に位置するバイポーラ２次電池４の端面には、板状の負極集電板２１と板状の正極集電板２３とを備えている。
【００５１】
そして、負極集電板２１の一方の主表面には、この負極集電板２１に対して電極シート２５の積層方向に隣接する電極シート２５の負極２６が接触している。また、正極集電板２３の一方の主表面には、この正極集電板２３に対して電極シート２５の積層方向に隣接する電極シート２５の正極２８が接触している。
【００５２】
上記のように構成されたバイポーラ２次電池４の構成について詳細に説明する。集電箔２９は、たとえば、アルミニウムから形成されている。この場合、集電箔２９の表面に設けられる活物質層が固体高分子電解質を含んでも、集電箔２９の機械的強度を十分に確保することができる。集電箔２９は、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）もしくはこれらの合金等、アルミニウム以外の金属の表面にアルミニウムを被膜することによって形成されてもよい。
【００５３】
正極２８は、正極活物質および固体高分子電解質等の添加物を含む。さらに、正極２８は、添加物として、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでもよい。
【００５４】
正極活物質としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用することができる。正極活物質として、たとえば、ＬｉＣｏＯ２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。その他、ＬｉＦｅＰＯ４等の遷移金属とリチウムとのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。
【００５５】
固体高分子電解質は、イオン伝導性を示す高分子であれば、特に限定されず、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体などが挙げられる。このようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２等のリチウム塩を容易に溶解する。固体高分子電解質は、正極２８および負極２６の少なくとも一方に含まれる。より好ましくは、固体高分子電解質は、正極２８および負極２６の双方に含まれる。
【００５６】
支持塩としては、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等を使用することができる。
【００５７】
負極２６は、負極活物質および固体高分子電解質等の添加物を含む。負極活物質は、添加物として、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでもよい。
【００５８】
負極活物質としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる材料を使用することができる。但し、固体電解質を使用する場合、負極活物質として、カーボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を用いることが好ましい。より好ましくは、負極活物質は、カーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物である。さらに好ましくは、遷移金属はチタンである。つまり、負極活物質は、チタン酸化物もしくはチタンとリチウムとの複合酸化物であることがさらに好ましい。
【００５９】
電解質層２７を形成する固体電解質としては、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体等、固体高分子電解質を使用することができる。固体電解質は、イオン伝導性を確保するための支持塩（リチウム塩）を含む。支持塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。
【００６０】
さらに、正極２８、負極２６および電解質層２７を形成する材料の具体例を表１から表３に示す。表１は、電解質層２７が有機系固体電解質である場合の具体例を示し、表２は、電解質層２７が無機系固体電解質である場合の具体例を示し、表３は、電解質層２７がゲル状電解質である場合の具体例を示す。
【００６１】
【表１】
2008027662.tif 000003
【００６２】
【表２】
2008027662.tif 000004
【００６３】
【表３】
2008027662.tif 000005
【００６４】
多くの場合、２次電池に用いられる電解質は液体である。たとえば鉛蓄電池の場合には電解液に稀硫酸が用いられる。正極集電板２３および負極集電板２１はある程度の強度を有する。本実施の形態では複数のバイポーラ２次電池４の各々は正極集電板２３および負極集電板２１により挟まれる。正極集電板２３および負極集電板２１をバイポーラ２次電池４に挟んだときに正極集電板２３とバイポーラ２次電池４との隙間、あるいは負極集電板２１とバイポーラ２次電池４との隙間をなくすことができる。
【００６５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、複数の単位電池を積層して構成されたバイポーラ２次電池に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施の形態に係るバイポーラ２次電池の断面図である。
【図２】正極活物質および負極活物質の濃度分布を示すグラフである。
【図３】正極活物質および負極活物質の濃度分布を図２に示すように設定したときにおける、バイポーラ２次電池の入出力値（電流量）の分布を示すグラフである。
【図４】各電極シートについて、出力される電圧分布を示すグラフである。
【図５】正極活物質および負極活物質の濃度分布を図２に示すように設定したときの、バイポーラ２電池の温度分布を示すグラフである。
【図６】バイポーラ２次電池の端面に位置する電極シート２５の出力を基準出力として、各電極シート２５の出力が、基準出力となるように各電極シート２５の正極および負極に含まれる正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの濃度分布を示すグラフである。
【図７】図６の示すように、正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの、各電極シートの出力電流を示すグラフである。
【図８】図６の示すように、正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの、各電極シートの出力電圧を示すグラフである。
【図９】図６の示すように、正極活物質および負極活物質の濃度を設定したときの、バイポーラ２次電池内の温度分布を示すグラフである。
【図１０】バイポーラ２次電池の中央部と端面との間に位置する電極シートの出力を基準出力として、他の電極シートの正極活物質および負極活物質の濃度分布を示すグラフである。
【図１１】図１０に示すように、正極活物質および負極活物質の濃度が設定されたときの各電極シートの出力電流を示すグラフである。
【図１２】図１０に示すように、正極活物質および負極活物質の濃度が設定されたときの各電極シートの出力電圧を示すグラフである。
【図１３】図１０のように正極活物質および負極活物質の濃度が設定されたバイポーラ２次電池の積層方向の温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
４  バイポーラ２次電池、２１  負極集電板、２３  正極集電板、２５，２５ｎ１，２５ｎｍ  電極シート、２６  負極、２７  電解質層、２８  正極、２９  集電箔、３０  バイポーラ電極。
【図１】
2008027662.tif 000006
【図２】
2008027662.tif 000007
【図３】
2008027662.tif 000008
【図４】
2008027662.tif 000009
【図５】
2008027662.tif 000010
【図６】
2008027662.tif 000011
【図７】
2008027662.tif 000012
【図８】
2008027662.tif 000013
【図９】
2008027662.tif 000014
【図１０】
2008027662.tif 000015
【図１１】
2008027662.tif 000016
【図１２】
2008027662.tif 000017
【図１３】
2008027662.tif 000018