(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、電解質を挟んで積層されてなるバイポーラ電池であって、
隣接する前記正極活物質層、前記電解質、および前記負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を囲むように、前記集電体間に配置されるシール部材と、
前記シール部材で囲む内部から外部に引き出され、該内部に向かって開口する袋状のタブと、
を有し、
前記タブは、他の階層から引き出されている他の前記タブと、前記単電池の積層方向において、袋状の部分が重ならないように引き出されているバイポーラ電池。
【請求項２】
集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、電解液を９０重量％以下含むゲルポリマー電解質を挟んで積層されてなるバイポーラ電池であって、
隣接する前記正極活物質層、前記電解質、および前記負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を囲むように、前記集電体間に配置されるシール部材と、
前記シール部材で囲む内部から外部に引き出され、該内部に向かって開口する袋状のタブと、
を有するバイポーラ電池。
【請求項３】
前記タブは、袋状の内部に多孔質体が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイポーラ電池。
【請求項４】
前記多孔質体は、繊維を絡み合わせた不織布、または織物であることを特徴とする請求項３に記載のバイポーラ電池。
【請求項５】
前記多孔質体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオラエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、シリコン、プライマーまたはウレタンから形成されていることを特徴とする請求項３に記載のバイポーラ電池。
【請求項６】
前記多孔質体は、前記シール部材内に挟み込まれて、前記シール部材で囲む内側に向かってのみ露出しており、
前記シール部材の一部が、前記多孔質体を包むタブの役割を果たす請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載のバイポーラ電池。
【請求項７】
前記タブは、他の階層から引き出されている他の前記タブと、前記単電池の積層方向において重ならないように引き出されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のバイポーラ電池。
【請求項８】
前記正極活物質層には、リチウムと遷移金属との複合酸化物が含まれ、
前記負極活物質層には、カーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物が含まれる請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のバイポーラ電池。
【請求項９】
集電体の一方の面に正極活物質層を設け他方の面に負極活物質層を設けてバイポーラ電極を複数形成する工程と、
一の前記バイポーラ電極の集電体の縁に、シール部材と、該シール部材で囲まれる内部に向かって開口する袋状のタブとを、他の階層のタブの袋状の部分同士が前記単電池の積層方向において重ならないように、隙間なく配置する工程と、
電解質を保持するセパレータを前記一のバイポーラ電極に重ねる工程と、
前記セパレータが前記正極活物質層および前記負極活物質層間に挟まれるように、他のバイポーラ電極を前記セパレータ上に積層する工程と、
積層されて構成されたバイポーラ電池に最初の充電を行う工程と、
最初の充電の後に、前記タブに穴を開け、該タブを通じて、シール部材で囲まれた内部のガスを排出する工程と、
を有するバイポーラ電池の製造方法。
【請求項１０】
集電体の一方の面に正極活物質層を設け他方の面に負極活物質層を設けてバイポーラ電極を複数形成する工程と、
一の前記バイポーラ電極の集電体の縁に、シール部材と、該シール部材で囲まれる内部に向かって開口する袋状のタブとを隙間なく配置する工程と、
電解液を９０重量％以下含むゲルポリマー電解質を保持するセパレータを前記一のバイポーラ電極に重ねる工程と、
前記セパレータが前記正極活物質層および前記負極活物質層間に挟まれるように、他のバイポーラ電極を前記セパレータ上に積層する工程と、
積層されて構成されたバイポーラ電池に最初の充電を行う工程と、
最初の充電の後に、前記タブに穴を開け、該タブを通じて、シール部材で囲まれた内部のガスを排出する工程と、
を有するバイポーラ電池の製造方法。
【請求項１１】
前記タブに開けられた穴を樹脂で塞ぐ工程と、
ラミネートシートにより前記バイポーラ電池を覆って密閉する工程と、
をさらに有する請求項９または請求項１０に記載のバイポーラ電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できる積層型のリチウムイオン二次電池に注目が集まっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、密閉された電池パッケージ内でシート状の電極が電解質層を挟んで電気的に直列接続されており、電流が電極の積層方向、すなわち、電池の厚さ方向に流れるため、通電路の面積が広く、高い出力を得ることができる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池は、組み立てた後に最初の充電を行うと、電池内部で反応が起こり、多くの水素、炭化水素、炭素酸化物などのガスが発生する。このようなガスを電池内部に放置すると、電池が膨らみ、または電池内圧が上昇して、積層構造に影響を与え、電池特性低下を引き起こす可能性がある。
【０００５】
ガスは、最初の充電時に大量に発生し、その後の使用中にはほとんど発生しない。したがって、一度充電した後に、電池パッケージ内からガスを排気して、別の工程ラインに移し、再度樹脂製フィルム等で気密封止するという製造方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
一方で、バイポーラ電池は、電解質をバイポーラ電極の間に挟んで、これを複数積層して構成されている。電解質には、固体電解質を用いることもできるが、液体電解質やゲル電解質をセパレータに含浸させて用いることもできる。電解質に液体またはゲル電解質を用いる場合、電解質が自由に移動するのでは、バイポーラ電池内で液絡（短絡）が起こってしまうので、単電池単位で周囲を絶縁物で覆って密閉している（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１９９５６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、バイポーラ電池においても、リチウムイオン二次電池であれば、上述のように最初の充電時にガスが発生する。発生したガスは、絶縁物で覆われた内部に溜まってしまう。このガスを、上述のように、電池を組み立てて一度充電した後に、パッケージ内から排気するためには、単電池の周囲の絶縁物をはがす必要がある。絶縁物をはがすと、電解質が流れ出してしまい、液絡が起こってしまう。
【０００８】
このように、電解質に液体またはゲル電解質を用いたバイポーラ電池である場合、最初の充電時に発生するガスをうまく処理できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、内部のガスを容易に処理できるバイポーラ電池、該バイポーラ電池の製造方法、バイポーラ電池を複数接続した組電池、および該二次電池または組電池を搭載した車両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】
【００１０】
（１）本発明のバイポーラ電池は、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、電解質を挟んで積層されてなるバイポーラ電池であって、隣接する前記正極活物質層、前記電解質、および前記負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を囲むように、前記集電体間に配置されるシール部材と、前記シール部材で囲む内部から外部に引き出され、該内部に向かって開口する袋状のタブと、を有し、前記タブは、他の階層から引き出されている他の前記タブと、前記単電池の積層方向において、袋状の部分が重ならないように引き出されている。
（１）’本発明のバイポーラ電池は、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、電解液を９０重量％以下含むゲルポリマー電解質を挟んで積層されてなるバイポーラ電池であって、隣接する前記正極活物質層、前記電解質、および前記負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を囲むように、前記集電体間に配置されるシール部材と、前記シール部材で囲む内部から外部に引き出され、該内部に向かって開口する袋状のタブと、を有するバイポーラ電池。
【００１１】
（２）本発明のバイポーラ電池の製造方法は、集電体の一方の面に正極活物質層を設け他方の面に負極活物質層を設けてバイポーラ電極を複数形成する工程と、一の前記バイポーラ電極の集電体の縁に、シール部材と、該シール部材で囲まれる内部に向かって開口する袋状のタブとを、隣接する階層のタブの袋状の部分同士が前記単電池の積層方向において重ならないように、隙間なく配置する工程と、電解質を保持するセパレータを前記一のバイポーラ電極に重ねる工程と、前記セパレータが前記正極活物質層および前記負極活物質層間に挟まれるように、他のバイポーラ電極を前記セパレータ上に積層する工程と、積層されて構成されたバイポーラ電池に最初の充電を行う工程と、最初の充電の後に、前記タブに穴を開け、該タブを通じて、シール部材で囲まれた内部のガスを排出する工程と、を有する。
（２）’本発明のバイポーラ電池の製造方法は、集電体の一方の面に正極活物質層を設け他方の面に負極活物質層を設けてバイポーラ電極を複数形成する工程と、一の前記バイポーラ電極の集電体の縁に、シール部材と、該シール部材で囲まれる内部に向かって開口する袋状のタブとを隙間なく配置する工程と、電解液を９０重量％以下含む電解質を保持するセパレータを前記一のバイポーラ電極に重ねる工程と、前記セパレータが前記正極活物質層および前記負極活物質層間に挟まれるように、他のバイポーラ電極を前記セパレータ上に積層する工程と、積層されて構成されたバイポーラ電池に最初の充電を行う工程と、最初の充電の後に、前記タブに穴を開け、該タブを通じて、シール部材で囲まれた内部のガスを排出する工程と、を有するバイポーラ電池の製造方法。
【００１２】
（３）本発明の組電池は、上記（１）のバイポーラ電池または上記（２）のバイポーラ電池の製造方法により製造されたバイポーラ電池を複数個接続してなる。
【００１３】
（４）本発明の車両は、上記（１）のバイポーラ電池または上記（２）のバイポーラ電池の製造方法により製造されたバイポーラ電池、または上記（３）の組電池を駆動用電源として搭載してなる。
【発明の効果】
【００１４】
上記（１）のバイポーラ電池によれば、シール部材で囲む内部から袋状のタブが引き出されており、該タブが内部に向かって開口しているので、バイポーラ電池を最初に充電したときに発生するガスがタブ内に溜まる。ここで、タブに穴を開ければ、容易に内部のガスを排出できる。また、タブは、シール部材と共に、単電池層の周囲を囲むので、電解質の漏れ出しを防止でき、結果として、短絡を防止できる。加えて、シール部材およびタブにより、電池外部からの水分の浸入を防ぐことができ、電池の剛性も向上できる。
【００１５】
上記（２）のバイポーラ電池の製造方法によれば、シール部材と、該シール部材で囲まれる内部に向かって開口する袋状のタブとを隙間なく配置するので、バイポーラ電池を最初に充電したときに発生するガスがタブ内に溜まる。ここで、タブに穴を開ければ、容易に内部のガスを排出できる。また、タブは、シール部材と共に、単電池層の周囲を囲むので、電解質の漏れ出しを防止でき、結果として、短絡を防止できる。加えて、シール部材およびタブにより、電池外部からの水分の浸入を防ぐことができ、電池の剛性も向上できる。
【００１６】
上記（３）の組電池によれば、バイポーラ電池を複数接続することによって、高容量、高出力と得ることができ、しかも一つひとつのバイポーラ電池の信頼性が高いため、組電池としての長期的信頼性を向上させることができる。
【００１７】
上記（４）の車両によれば、上記（１）のバイポーラ電池、上記（２）により製造されたバイポーラ電池、または上記（３）の組電池のような各種特性を有し、コンパクトな車両用電源を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面では、説明の明確のために各構成要素を誇張して表現している。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明のバイポーラ電池は、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され他方の面に負極活物質層が形成されてなるバイポーラ電極が、電解質を挟んで積層されてなるバイポーラ電池であって、隣接する前記正極活物質層、前記電解質、および前記負極活物質層を含んで構成される単電池層の周囲を囲むように、前記集電体間に配置されるシール部材と、前記シール部材で囲む内部から外部に引き出され、該内部に向かって開口する袋状のタブと、を有する。なお、本実施形態のバイポーラ電池は、リチウムイオン二次電池である。
【００２０】
図１は本発明を適用したバイポーラ電池の平面図であり、図２は図１の２−２線に沿った断面図、図３は図１の３−３線に沿った断面図である。
【００２１】
本発明のバイポーラ電池１０は、正極端子板１１ａおよび負極端子板１１ｂが側方に延びており、加えて、ガス抜き用のタブ２０も側方に延びている。正極端子板１１ａおよび負極端子板１１ｂは、それぞれ、バイポーラ電池１０の最外層の集電体と接触して延びている。
【００２２】
タブ２０は、図２および図３に示すように、階層毎に積層されている。図２および図３を参照して、バイポーラ電池１０の各部について説明する。
【００２３】
バイポーラ電池１０は、図２に示すように、両端部以外の一つの集電体１２の両面中央に正極活物質層１３と負極活物質層１４が形成されており、この集電体１２の正極活物質層１３と負極活物質層１４との間に電解質層１５を挟んで単電池層１６を構成し、この単電池層１６が複数積層された構造を持つ。なお、両端部にある集電体（端部集電体１７と称する）は、上述の正極端子板１１ａおよび負極端子板１１ｂと接続される。
【００２４】
そして、集電体１２を挟んで正極活物質層１３と負極活物質層１４を設けた構成をバイポーラ電極という。
【００２５】
ここで、電解質層１５は、たとえば、ポリマー骨格中に、液体電解質またはゲル電解質を保持させたものである。電解質層１５としては、ゲル電解質を保持させる方が好ましい。ゲル電解質とは、数重量％〜９８重量％程度電解液を含むものをいい、特に本実施の形態においては、７０重量％以上電解液を含むものを使用する。
【００２６】
このバイポーラ電池１０では、単電池層１６からの電解質の液漏れを防止するために、一つひとつの単電池層１６の周囲を取り囲み、集電体１２間、または、集電体１２および端部集電体１７の間にシール部材１９を設けている。
【００２７】
シール部材１９は、基材の両面に接着剤が塗布されてなる両面テープである。基材は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド系合成繊維などの絶縁性樹脂により形成されている。粘着剤は、合成ゴム、ブチルゴム、合成樹脂、アクリルなどの耐溶剤性のある材料により形成されている。このような材料をシール部材１９に用いることによって、単電池層１６からの液漏れを防止することができ、また集電体同士の接触による短絡を防止することができる。
【００２８】
シール部材１９は、図２および図３に示すように、一部だけが上記タブ２０と置き換えられている。タブ２０は、袋部２１と、多孔質体２２とを有する。
【００２９】
袋部２１は、樹脂等の絶縁材から形成されている。袋部２１は、上記シール部材１９で囲む範囲内から引き出されており、シール部材１９で囲まれる内部に向かって開口している。すなわち、単電池層１６に向かって開口している。袋部２１は、シール部材１９と同様に、上下に接着剤が塗布されており、上下の集電体１２（１７）に固定される。これにより、袋部２１は、シール部材１９と共に、単電池層１６を密閉する。
【００３０】
多孔質体２２は、袋部２１内に配置されている。多孔質体２２は、内外に複数の孔が形成されており、液体はほとんど通さないが、気体は通すものである。多孔質体２２は、たとえば、繊維を絡み合わせた不織布、または織物から形成される。多孔質体２２に、不織布、または織物を用いれば、多孔質体２２の空隙率を容易に調節できる。また、多孔質体２２は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオラエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、シリコン、プライマーまたはウレタンなどの多孔質性樹脂から形成されてもよい。
【００３１】
次に、本発明のバイポーラ電池１０の製造手順について説明する。
【００３２】
図４は、本発明のバイポーラ電池の製造手順を説明するための図である。
【００３３】
本発明のバイポーラ電池１０の製造手順としては、図４に示すように、まず、端部集電体１７上に電極層（正極活物質層１３または負極活物質層１４、例えば、正極活物質層１３）を積層し、その上にさらに電解質層１５を積層する。
【００３４】
そして、端部集電体１７の縁上にシール部材１９を配置する。ここで、シール部材１９は、端部集電体１７の縁のみを覆うように、中央が大きく開口されている。また、シール部材１９の一部からは引き出されるように、タブ２０も端部集電体１７の縁に配置される。ここで、タブ２０は、電池内部に向かって開口するように配置される。
【００３５】
このようにシール部材１９およびタブ２０まで積層されると、シール部材１９およびタブ２０が電解質層１５を取り囲む。ここで、シール部材１９およびタブ２０は両面に粘着剤が塗布されているので、集電体１７上に積層された瞬間に接着される。
【００３６】
なお、シール部材１９およびタブ２０の厚さは、正極活物質層１３および電解質層１５の厚さより厚い。シール部材１９およびタブ２０の厚さとしては、正極活物質層１３、電解質層１５、および、後に積層する負極活物質層１４の合計の厚さ、すなわち、単電池層１６の厚さの±３０μｍ以内であることが望ましい。単電池層１６の合計厚さにシール部材１９およびタブ２０の厚さをあわせることによって、積層数の増加に伴う集電体１２、１７の歪みを防止でき、歪みによる反応性の低下、短絡を防止することができる。
【００３７】
以上のように積層された端部集電体１７、正極活物質層１３、電解質層１５、およびシール部材１９を単セル２５と称する。なお、バイポーラ電池１０の中部に位置する単セル２６については、集電体１２の両面に電極層を設け、たとえば、上面に正極活物質層１３を設け下面に負極活物質層１４を設けたものをいう。すなわち、負極活物質層１４、集電体１２、正極活物質層１３を積層してなるバイポーラ電極上に電解質層１５を積層し、集電体１２の縁にシール部材１９を積層したものを単セル２６とする。単セル２６の積層数を増やすことによって、バイポーラ電池１０を所望の積層数にすることができる。
【００３８】
また、バイポーラ電池１０の最後に積層する単セル２７は、上述の最初に積層する単セル２５とは異なり、負極活物質層１４に端部集電体１７を積層したものをいう。
【００３９】
このように、単セル２５〜２７を一単位として、複数の単セルを予め製作しておき、バイポーラ電池１０に必要な個数だけ積層する。単セル２５〜２７を積層する様子について説明する。
【００４０】
最初の単セル２５に、中部の単セル２６を積層する。これを繰り返すことによって、単セル２５上の単セル２６の積層数を増やす。単セル２５に単セル２６を積層した場合、単セル２５のシール部材１９およびタブ２０の粘着剤が単セル２６の集電体１２の下面に接着される。同様に、単セル２６上に他の単セル２６を積層した場合にも、下側の単セル２６の粘着剤が上側の単セル２６の集電体１２の下面に接着される。このように、シール部材１９およびタブ２０は、単セル２６が積層されていくたびに集電体１２と接着されていき、電解質層１５を密閉していく。これにより電解質層１５からの液漏れを防止することができる。
【００４１】
最後に、単セル２７を積層して、該単セル２７の集電体１７が単セル２６のシール部材１９およびタブ２０と接着されることにより、バイポーラ電池１０が完成する。
【００４２】
バイポーラ電池１０の作用について説明する。
【００４３】
図５は、タブ２０の拡大図である。
【００４４】
本発明のバイポーラ電池１０では、各単電池層１６を密閉するようにシール部材１９と共にタブ２０が配置されている。この状態で、バイポーラ電池１０を最初の充電をすると、多くの水素、炭化水素、炭素酸化物などのガスが発生する。ガスは、シール部材１９およびタブ２０で密閉された内部に充満する。
【００４５】
ここで、作業者等が、図５に示すように、タブ２０の一部に穴２３を開ける。すると、内部に溜まっていたガスは、タブ２０の多孔質体２２の細かい孔を通り、外部に排出される。ガスが排出された後、穴２３は、樹脂等の絶縁物質により塞がれる。
【００４６】
以上のように、本発明のバイポーラ電池１０では、タブ２０を設けている。これにより、一度、バイポーラ電池１０を組み立てて充電して、ガスを発生させた後、タブ２０を介してバイポーラ電池１０内のガスを容易に排出できる。すなわち、当初は密閉されているタブ２０を、充電後に穴を開けて外部と連通させることにより、タブ２０内の多孔質体２２を通じてガスを排出できる。バイポーラ電池１０内にガスが溜まらない。結果として、電池内圧の上昇により、積層構造に影響が与えられ、電池特性が低下するという事態を防止できる。
【００４７】
また、タブ２０は、内部に多孔質体２２が設けられている。したがって、気体であるガスは容易に外部に排出される。一方で、電解質層１５の液体電解質またはゲル電解質は多孔質体２２を通過しにくいので、タブ２０に穴２３を開けた際に、電解質が漏れて液絡が起こらない。
【００４８】
特に、多孔質体２２に、不織布、織物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオラエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、シリコン、プライマーまたはウレタンなどの多孔質性樹脂を用いれば、電解質となじみにくいので、電解質の漏れ出しをより確実に防止できる。不織布や織物であれば、多孔質体２２の空隙率を簡単に調節でき、多孔質体２２の加工を簡単にできる。
【００４９】
さらに、タブ２０はバイポーラ電池１０外部から水分が浸入することを防止でき、バイポーラ電池自体の強度を向上することができる。
【００５０】
さらに、本発明のバイポーラ電池１０では、単セル２５〜２７の積層により形成されるので、単セルの製造時にはバイポーラ電池１０の積層数を考慮することなく大量に製造しておき、個別のバイポーラ電池１０の製造時に必要な単セル２５〜２７を用意すれば足りる。したがって、単セルの製造と、バイポーラ電池１０の製造という２段階に分けることができるので、設計変更による積層数の変更にも柔軟に対応することができ、加えて、作業時間を短縮することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、タブ２０の袋部２１内に多孔質体２２を配置している。しかし、多孔質体２２を省略することもできる。袋部２１だけとすると、最初の充電時のガスの発生により、袋部２１内にガスが溜まる。ここで、タブ２０に穴２３を開けることにより、容易に内部のガスを排出できる。ただし、電解質が漏れないように、タブ２０の長さを長くしたり、タブ２０を上げた状態で、穴２３を開けたりするなどの工夫が必要である。
【００５２】
また、上記実施形態では、タブ２０がシール部材１９の一箇所から引き出される場合について説明したが、これに限定されない。
【００５３】
図６は、バイポーラ電池の複数箇所からが引き出されている様子を示す図である。
【００５４】
たとえば、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、タブ２０を２〜４箇所から引き出すこともできる。タブ２０の箇所を増やすことにより、ガスをより容易に排出できる。
【００５５】
なお、バイポーラ電池は、外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、バイポーラ電池本体である型板を含めた電池積層体全体を電池外装材に収容するとよい。
【００５６】
図７は、バイポーラ電池を電池外装材により電池として構成した場合の外観図である。
【００５７】
図７に示す電池３０は、バイポーラ電池１０の端部集電体１７に上記の正極および負極端子板を設け、さらにリードを取り付けて、電極３１および３２としている。
【００５８】
軽量化の観点からは、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートシートやアルミラミネートパックなど、従来公知の電池外装材を用いて、その周辺部の一部または全部を熱融着にて接合することにより、バイポーラ電池１０を収納し密封した構成とするのが好ましい。熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートシートやアルミラミネートパックなどを用いることが、自動車の熱源から効率よく熱を伝え、電池内部を電池動作温度まですばやく加熱することができる点で好ましい。
【００５９】
なお、上記バイポーラ電池１０の構成は、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。以下に、このバイポーラ電池１０に使用することのできる集電体、正極活物質層、負極活物質層、ゲル電解質等について参考までに説明する。
【００６０】
［集電体］
集電体は、その表面材質がアルミニウムである。表面材質がアルミニウムであると、形成される活物質層が固体高分子電解質を含む場合であっても、高い機械的強度を有する活物質層となる。集電体は表面材質がアルミニウムであれば、その構成については特に限定されない。集電体がアルミニウムそのものであってもよい。また、集電体の表面がアルミニウムで被覆されている形態であってもよい。つまり、アルミニウム以外の物質（銅、チタン、ニッケル、ＳＵＳ、これらの合金など）の表面に、アルミニウムを被覆させた集電体であってもよい。場合によっては、２以上の板を張り合わせた集電体を用いてもよい。耐蝕性、作り易さ、経済性などの観点からは、アルミニウム箔単体を集電体として用いることが好ましい。集電体の厚さは特に限定されないが、通常は１０〜１００μｍ程度である。
【００６１】
［正極活物質層］
正極活物質層は、正極活物質、固体高分子電解質を含む。この他にも、イオン伝導性を高めるために支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるために導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始材としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）などが含まれ得る。
【００６２】
正極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用できる。具体的には、ＬｉＣｏＯ２などのＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２などのＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。この他、ＬｉＦｅＰＯ４などの遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３などの遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨなどが挙げられる。正極活物質層活物質としてリチウム一遷移金属複合酸化物を用いることにより、積層型電池の反応性、サイクル耐久性を向上させ、低コストにすることができる。
【００６３】
正極活物質の粒径は、バイポーラ電池の電極抵抗を低減するために、電解質が固体でない溶液タイプのリチウムイオン電池で一般に用いられる粒径よりも小さいものを使用するとよい。具体的には、正極活物質の平均粒径が０．１〜５μｍであるとよい。
【００６４】
固体高分子電解質は、イオン伝導性を有する高分子であれば、特に限定されるものではない。イオン伝導性を有する高分子としては、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。か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などのリチウム塩をよく溶解しうる。また、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度が発現する。本発明において固体高分子電解質は、正極活物質層または負極活物質層の少なくとも一方に含まれる。ただし、バイポーラ電池の電池特性をより向上させるためには、双方に含まれることが好適である。
【００６５】
支持塩としては、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、またはこれらの混合物などが使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００６６】
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、グラファイト等が挙げられる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００６７】
正極活物質層における、正極活物質、固体高分子電解質、リチウム塩、導電助剤の配合量は、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視など）、イオン伝導性を考慮して決定すべきである。例えば、活物質層内における固体高分子電解質の配合量が少なすぎると、活物質層内でのイオン伝導抵抗やイオン拡散抵抗が大きくなり、電池性能が低下してしまう。一方、活物質層内における固体高分子電解質の配合量が多すぎると、電池のエネルギー密度が低下してしまう。したがって、これらの要因を考慮して、目的に合致した固体高分子電解質量を決定する。
【００６８】
ここで現状レベルの固体高分子電解質（イオン伝導度：１０−５〜１０−４Ｓ／ｃｍ）を用いて電池反応性を優先するバイポーラ電池を製造する場合について、具体的に考えてみる。かような特徴を有するバイポーラ電池を得るには、導電助剤を多めにしたり活物質のかさ密度を下げたりして、活物質粒子間の電子伝導抵抗を低めに保つ。同時に空隙部を増やし、該空隙部に固体高分子電解質を充填する。かような処理によって固体高分子電解質の割合を高めるとよい。
【００６９】
正極活物質層の厚さは、特に限定するものではなく、配合量について述べたように、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視など）、イオン伝導性を考慮して決定すべきである。一般的な正極活物質層の厚さは５〜５００μｍ程度である。
【００７０】
［負極活物質層］
負極活物質層は、負極活物質、固体高分子電解質を含む。この他にも、イオン伝導性を高めるために支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるために導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始材としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）などが含まれ得る。負極活物質の種類以外は、基本的に「正極活物質」の項で記載した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７１】
負極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される負極活物質を用いることができる。ただし、本発明のバイポーラ電池は固体高分子電解質が用いられるため、固体高分子電解質での反応性を考慮すると、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、チタン酸化物また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。
【００７２】
負極活物質層活物質としてカーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物を用いることにより、積層型電池の反応性、サイクル耐久性を向上させ、低コストにすることができる。
【００７３】
［電解質層］
イオン伝導性を有する高分子から構成される層であり、イオン伝導性を示すのであれば材料は限定されない。液漏れの防止のために固体電解質を用いることが好ましい。固体電解質としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体のような公知の固体高分子電解質が挙げられる。固体高分子電解質層中には、イオン伝導性を確保するために支持塩（リチウム塩）が含まれる。支持塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、またはこれらの混合物などが使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。ＰＥＯ、ＰＰＯ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などのリチウム塩をよく溶解しうる。また、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度が発現する。
【００７４】
また、高分子ゲル電解質とは、一般的に、イオン伝導性を有する全固体高分子電解質に、電解液を保持させたものをいう。なお、本願では、リチウムイオン伝導性を有しない高分子の骨格中に、同様の電解液を保持させたものも、前記高分子ゲル電解質に含まれるものとする。用いられる電解液（電解質塩および可塑剤）の種類等は特に制限されない。
【００７５】
また、電解質層が高分子ゲル電解質からなる場合、前記電解質層は、高分子ゲル原料溶液を不織布などのセパレータに含浸させた後、上記の種々の方法を用いて重合することにより形成されたものであってもよい。セパレータを用いることにより、電解液の充填量を高めることができるとともに、電池内部の熱伝導性が確保される。
【００７６】
［ラミネートシート］
ラミネートシートは電池の外装材として用いられる。一般には、熱融着性樹脂フィルム、金属箔、剛性を有する樹脂フィルムがこの順序で積層された高分子金属複合フィルムが用いられる。
【００７７】
熱融着性樹脂としては、たとえばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、アイオノマー、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等を用いることができる。金属箔としては、たとえばＡｌ箔、Ｎｉ箔を用いることができる。剛性を有する樹脂としては、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステルやポリアミド（ナイロン（登録商標））など、ポリアミド系合成繊維等を用いることができる。具体的には、シール面側から外面に向けて積層したＰＥ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＰＥ／Ａｌ箔／ナイロン（登録商標）の積層フィルム；アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥＴの積層フィルム；ＥＶＡ／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム；アイオノマー／Ａｌ箔／ＰＥＴの積層フィルム等を用いることができる。熱融着性樹脂フィルムは、電池要素を内部に収納する際のシール層として作用する。金属箔や剛性を有する樹脂フィルムは、湿性、耐通気性、耐薬品性を外装材に付与する。ラミネートシートは、ヒートシール、インパルスシール、超音波融着、高周波融着等の熱融着を用いて、容易かつ確実に接合させることができる。
【００７８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、各階層から引き出されているタブ２０が単電池層１６の積層方向に重なっていた。しかし、第２実施形態では、各階層のタブは、それぞれ、他の階層から引き出されている他のタブと、積層方向において重ならないように引き出されている。
【００７９】
図８は第２実施形態のバイポーラ電池を示す平面図、図９は図８の９−９線に沿った断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成には、同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００８０】
図８に示すように、第２実施形態では、バイポーラ電池４０は、正極端子板１１ａおよび負極端子板１１ｂが側方に延びており、加えて、ガス抜き用のタブ５０も側方に延びている。
【００８１】
タブ５０は、第１実施形態のタブ２０よりも幅が小さい。タブ５０は、袋部５１と、多孔質体５２とからなる。大きさ以外の構造については、袋部５１は第１実施形態の袋部２１に、多孔質体５２は第１実施形態の多孔質体２２と同様である。
【００８２】
図９に示すように、タブ５０は、バイポーラ電池４０の幅方向に略等間隔でずれながら配置されている。このように、タブ５０をずらすことによって、積層方向で見ると、同じ位置にタブ５０が配置されない。
【００８３】
したがって、１回充電してバイポーラ電池４０内からガスを排出するために、タブ５０に穴を開けて、万が一、タブ５０から電解質が漏れても、各層の電解質同士が接触することがなく、液絡を防止できる。
【００８４】
第２実施形態のような構成を採用することによって、電解液の割合が９５％以上の流動性の高いゲル電解質または液体電解質を用いても、短絡の心配がなく、容易にガスを排出できる。
【００８５】
なお、タブ５０は、図８および図９に示すように、バイポーラ電池４０の一側面から引き出すだけでなく、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、他の側面からも引き出すことができる。図１０は、タブを複数の側面から引き出した様子を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ変形例を示す図である。図１０に示すように、タブを複数の側面から引き出すことによって、各層でガスが排出できる範囲が広くなり、より容易にガス抜きができるようになる。
【００８６】
（第３実施形態）
第１実施形態では、シール部材１９の一部を切り欠いて、タブ２０を引き出している。これに対し、第３実施形態では、シール部材自体を上記タブ２０と同様に作用させる。
【００８７】
図１１はシール部材を取り付ける様子を示す図、図１２はバイポーラ電池を作成する様子を示す斜視図、図１３はシール部材に貫通穴を開ける様子を示す図である。第１実施形態と同様の構成については、同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００８８】
第３実施形態では、図１１に示すように、通常のシール部材１９を集電体１２の縁に配置し、さらに、シール部材１９よりも大きなシール部材６０を配置する。たとえば、図１１に示すように、集電体１２の三辺にシール部材１９を配置し、残る一辺にシール部材６０を配置する。
【００８９】
シール部材６０は、単なるシート状ではなく、たとえば、２枚の樹脂シートの間に多孔質体６２が挟まれてなる。多孔質体６２は、第１実施形態の多孔質体２２と同様の構造を有する。多孔質体６２は、四角形に形成されており、一辺がシール部材６０から露出されている。多孔質体６２が露出されている辺が電解質層１５側に向くように、シール部材６０は、集電体１２上に配置される。
【００９０】
第３実施形態に係るバイポーラ電池を作成する様子は、図１２に示す通りである。
【００９１】
図１２に示すように、端部集電体１７にシール部材１９およびシール部材６０が配置され、正極活物質層１３上に電解質層１５が配置される。この上に、予め作成しておいたバイポーラ電極を積層し、該バイポーラ電極の集電体１２の縁にも、シール部材１９およびシール部材６０を配置して、さらに電解質層１５を積層する。これを繰り返して、最後に、端部集電体１７を積層する。最下層および最上層の端部集電体１７に、正極端子板１１ａおよび負極端子板１１ｂがそれぞれ取り付けられて、図１３に示すようなバイポーラ電池７０が完成する。
【００９２】
バイポーラ電池７０は、最初の充電をした後、図１３に示すように、貫通穴７１が開けられる。貫通穴７１は、各階層のシール部材６０の多孔質体６２を貫く。したがって、多孔質体６２を通ってガスが貫通穴７１から排出される。
【００９３】
以上、第３実施形態のように、シール部材６０に多孔質体６２を含ませて、ガス抜き用タブの機能を持たせることによって、シール部材６０を張るだけで、ガス抜きの機能が得られる。組み立てが容易となる。
【００９４】
（第４実施形態）
第３実施形態では、シール部材６０内に多孔質体５２を配置して、シール部材６０自体にガス抜きタブの機能を持たせている。多孔質体５２は、シール部材６０内に広く配置されている。第４実施形態では、シール部材内に配置する多孔質体の幅を小さくし、他の階層の多孔質体と、積層方向において重ならないように、多孔質体がシール部材内に配置されている。
【００９５】
図１４および図１５はシール部材を取り付ける様子を示す図、図１６はシール部材に貫通穴を開ける様子を示す図である。第１実施形態と同様の構成については、同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００９６】
第４実施形態では、図１４（Ａ）〜（Ｃ）および図１５（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、通常のシール部材１９を、集電体１２の縁に配置し、さらに、シール部材１９よりも大きなシール部材８０を配置する。
【００９７】
図１４（Ａ）に示すように、集電体１２に正極端子板１１ａを取り付け、また、集電体１２の三辺にシール部材１９を配置し、残る一辺にシール部材８０を接着する。ここで、シール部材８０の一部には、多孔質体８２が埋め込まれている。多孔質体８２は、一辺がシール部材８０から露出されている。多孔質体８２が露出されている辺が集電体１２内側に向くように、シール部材８０は、集電体１２上に配置される。
【００９８】
さらに、集電体１２上の正極活物質層１３に、電解質層１５を重ねる。この後、電解質層１５上に、バイポーラ電極を積層し、図１４（Ｂ）に示すように、バイポーラ電極の集電体１２の三辺に、シール部材１９を配置する。そして、集電体１２の残りの辺上に、シール部材８０を接着する。ここで、シール部材８０内に埋め込まれている多孔質体８２は、下層のシール部材８０（図１４（Ａ））とは、積層方向に重ならない。
【００９９】
同様に、図１４（Ｃ）、図１５（Ｄ）、図１５（Ｅ）に示すように、バイポーラ電極、シール部材１９、シール部材８０、電解質層１５を繰り返し積層する。各階層のシール部材８０内の多孔質体８２は、いずれも、積層方向に重ならない。すなわち、最終的には、１５（Ｅ）に一点鎖線で示すように、平面方向からシール部材８０を透過して見ると、多孔質体８２が並ぶように配置される。最後に、最上層の集電体１２に負極端子板１１ｂが取り付けられて、図１６に示すようなバイポーラ電池９０が完成される。
【０１００】
バイポーラ電池９０は、最初の充電をした後、図１６に示すように、貫通穴８１が開けられる。貫通穴８１は、各階層のシール部材８０を貫き、多孔質体８２を貫く。したがって、多孔質体８２を通ってガスが貫通穴８１から排出される。また、上述の通り、第４実施形態では、多孔質体８２は、積層方向には重ならないように配置されているので、一つの貫通穴８１で貫通されるのは、一つの多孔質体８２だけである。したがって、貫通穴８１を形成してガスを排出する際に、万が一、電解質が漏れも、上下の階層の電解質と接触することがない。液絡を防止できる。
【０１０１】
以上、第４実施形態のように、シール部材８０に多孔質体８２を含ませて、ガス抜き用タブの機能を持たせることによって、シール部材８０を張るだけで、ガス抜きの機能が得られる。組み立てが容易となる。
【０１０２】
さらに、各層のシール部材８０内の多孔質体８２の位置が異なるので、万が一電解質が漏れ出しても、他の層の電解質と接触して短絡することがない。
【０１０３】
（実施例）
次に、実際に上記バイポーラ電池を製作して評価を行った実施例について説明する。
【０１０４】
＜サンプル作製＞
実施例として、上記第１実施形態および第２実施形態に対応するバイポーラ電池１０、４０を作成した。作成したバイポーラ電池の共通する構成は、次の通りである。
【０１０５】
集電体１２は、厚さ２０μｍのステンレス（ＳＵＳ）箔を使用し、端部集電体１７には正極活物質層１３または負極活物質層１４の一方を形成し、他の集電体１２には正極活物質層１３および負極活物質層１４を形成した。
【０１０６】
正極活物質層１３は、ＬｉＭｎ２Ｏ４（８５重量％）に、導電助剤としてアセチレンブラック（５重量％）、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）（１０重量％）、粘度調整溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量混合して正極スラリーを作製し、これを正極活物質として、集電体であるステンレス箔（厚さ２０μｍ）の片面に塗布し、乾燥させて膜厚４０μｍの正極活物質層１３としている。
【０１０７】
負極活物質層１４は、ハードカーボン（９０重量％）に、バインダーとしてＰＶＤＦ（１０重量％）、粘度調整溶媒としてＮＭＰ（適量）を、混合して負極スラリーを作製し、この負極スラリーを正極活物質層１３を塗布したステンレス箔の反対面に塗布し、乾燥させて膜厚４０μｍの負極活物質層１４としている。
【０１０８】
電解質層１５は、厚さ５０μｍのポリプロピレン（ＰＰ）不識布に、イオン伝導性高分子マトリックスの前駆体である平均分子量７５００〜９０００のモノマー溶液（ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体）１０重量％、電解液として混合比１：３のエチレンカーボネート（ＥＣ）＋ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に１．０ｍｏｌ／ｌのＬｉＢＥＴＩを溶解させたもの９０重量％、および重合開始剤（ＢＤＫ）からなるプレゲル溶液を浸透させて、石英ガラス基板に挟み込み紫外線を１５分照射して前駆体を架橋させて、ゲルポリマー電解質層を得た。
【０１０９】
＜実施例１＞
端部集電体１７上に、正極活物質層１３および電解質層１５を積層した。電解質層１５の周り三辺に、ポリプロピレンでナイロン（登録商標）を挟み込んだ幅１０ｍｍ厚み７０μｍの３層フィルムをシール部材１９として配置した。残りの一辺には、ポリアミド製の不織布（多孔質体２２）を上下からポリプロピレン製のフィルム（袋部２１）で挟み込んで形成したタブ２０を配置した。この後、電解質層１５上にバイポーラ電極を積層して、同様にシール部材１９およびタブ２０を四辺に配置した。
【０１１０】
単電池層１６が５層形成されるまで、同じ工程を繰り返した。シール部材１９およびタブ２０に、上下から熱と圧力をかけて溶着させ、各層をシールして、バイポーラ電池１０を完成させた。
【０１１１】
＜実施例２＞
端部集電体１７上に、正極活物質層１３および電解質層１５を積層した。電解質層１５の周り三辺に、ポリプロピレンでナイロン（登録商標）を挟み込んだ幅１０ｍｍ厚み７０μｍの３層フィルムをシール部材１９として配置した。残りの一辺には、ポリアミド製の不織布（多孔質体５２）を上下からポリプロピレン製のフィルム（袋部５１）で挟み込んで形成したタブ５０を配置した。この後、電解質層１５上にバイポーラ電極を積層して、同様にシール部材１９を三辺に配置した。残りの一辺には、下層のタブ５０と積層方向において重ならないように、タブ５０を配置した。
【０１１２】
単電池層１６が５層形成されるまで、同じ工程を繰り返した。シール部材１９およびタブ５０に、上下から熱と圧力をかけて溶着させ、各層をシールして、バイポーラ電池４０を完成させた。
＜参考例、実施例４＞
さらに、上記実施例１および実施例２のバイポーラ電池１０、４０と同じ製造過程で、それぞれ、ゲル電解質層１５の電解液の含有率だけを異ならせて、参考例および実施例４のバイポーラ電池を作成した。
【０１１３】
＜参考例＞および＜実施例４＞の電解質層１５は、厚さ５０μｍのポリプロピレン（ＰＰ）不識布に、イオン伝導性高分子マトリックスの前駆体である平均分子量７５００〜９０００のモノマー溶液（ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体）２重量％、電解液として混合比１：３のエチレンカーボネート（ＥＣ）＋ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に１．０ｍｏｌ／ｌのＬｉＢＥＴＩを溶解させたもの９８重量％、および重合開始剤（ＢＤＫ）からなるプレゲル溶液を浸透させて、石英ガラス基板に挟み込み紫外線を１５分照射して前駆体を架橋させて、ゲルポリマー電解質層を得た。
【０１１４】
＜比較例＞
また、この評価の比較例として、上記実施例１と略同じ構成で、タブ２０、５０を配置せずに、代わりに、シール部材を配置して、積層体を形成した。この積層体をラミネートパックで真空密閉し、外部に各層電圧測定用のタブを露出させ、バイポーラ電池を形成した。
【０１１５】
＜評価１＞
まず、実施例１、２、比較例１それぞれのバイポーラ電池について、最初の充電を行った。充電電流は正極の塗布重量から概算された容量ベースで、０．１Ｃ、１５時間の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電を行った。その後、実施例１、２ではガス抜きタブ２０、５０に穴をあけ各層からガスを抜き出しそのままアルミラミネート外装を用いて真空密封した。比較例１のバイポーラ電池は、ガス抜き用のタブが設けられていないので、内部のガスが溜まった状態で放置した。
【０１１６】
その後、これらのバイポーラ電池を１Ｃの電流で定電流（ＣＣ）充電した後、定電流（ＣＣ）放電しこれを１サイクルとして、このサイクルを６０℃で１００サイクル行った（サイクル試験）。
【０１１７】
初期の放電容量を１００％として１００サイクル後の放電容量（容量維持率［％］）を測定すると、図１７に示すようになった。
【０１１８】
図１７は、サイクル試験の結果を示す図である。
【０１１９】
図１７に示すように、実施例１のバイポーラ電池では、充放電サイクルが１００サイクル後でも、放電容量が９６％とほとんど低下が見られなかった。実施例２のバイポーラ電池についても、１００サイクル後でも、放電容量が９５％とほとんど低下が見られなかった。
【０１２０】
一方で、比較例のバイポーラ電池では、放電容量が７４％と、実施例１、２のバイポーラ電池に比べて低下していた。
【０１２１】
バイポーラ電池の見た目は実施例１、２ではほとんど変わっていなかったが、比較例１はガスの発生により電極部分にガスによる気泡が観察された。
【０１２２】
以上の結果から各層にガス抜きタブを設置し初回充電後にガス抜きを行ったものの方がガス発生による容量劣化は少なくなることが明らかとなった。
【０１２３】
＜評価２＞
まず、実施例３、４それぞれのバイポーラ電池について、最初の充電を行った。充電電流は正極の塗布重量から概算された容量ベースで０．１Ｃ、１５時間の定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電を行った。その後、ガス抜きタブ２０、５０に穴をあけ各層からガスを抜き出しそのままアルミラミネート外装を用いて真空密封した。
【０１２４】
実施例３では、ガス抜き用のタブ２０内に電解質がにじみ出ておりガス抜きするための穴をあけると各層の電解液が接触してしまい液絡となってしまった。しかし、実施例４ではガス抜き部分がずれて配置されているためガス抜きのために穴をあけても液は接触せず各層は液絡状態にならなかった。
【０１２５】
その後、この電池を１Ｃの電流で定電流（ＣＣ）充電した後、定電流（ＣＣ）放電しこれを１サイクルとして、このサイクルを６０℃で１００サイクル行った。
【０１２６】
初期の放電容量を１００％として１００サイクル後の放電容量（容量維持率［％］）を測定すると、図１７に示す結果となった。
【０１２７】
電解液の比率が比較的高く、非常に流動性の高い電解質にも、実施例４のバイポーラ電池のようにタブ５０をずらす構成とすれば、本発明は適用可能であることがわかった。
【０１２８】
なお、電解液の比率があまり高くない場合には、上記第１実施例で示したように、タブ２０をずらしてなくても本発明は適用できる。つまり、電解質層１５の電解液の含有率が高い場合には、実施例３（１）の構成よりも、実施例４（２）の構成の方が好ましいことがわかった。
【０１２９】
（第５実施形態）
第５実施形態では、上記第１実施形態〜第４実施形態のバイポーラ電池１０、４０、７０、９０を複数個、並列および／または直列に接続して、組電池を構成する。
【０１３０】
図１８は第５実施形態に係る組電池の斜視図であり、図１９は内部構成を上方から見た図面である。
【０１３１】
図１８および図１９に示すように組電池１００は、上述した第１実施形態〜第４実施形態によるバイポーラ電池１０、４０、７０、９０をラミネートパックによりパッケージした電池（図７参照）３０を複数個接続したものである。電池３０同士は、導電バー１０３により各電池の電極３１および３２が接続されている。この組電池１００には電極ターミナル１０１および１０２が、電極として一側面に設けられている。
【０１３２】
この組電池１００においては、電池３０を複数個接続する際の接続方法として、超音波溶接、熱溶接、レーザー溶接、リベット、かしめ、電子ビームなどを用いることができる。このような接続方法をとることで、長期的信頼性のある組電池１００を製造することができる。
【０１３３】
組電池１００によれば、前述した第１実施形態〜第４実施形態に係るバイポーラ電池１０、４０、７０、９０を用いて組電池化することで、高容量、高出力と得ることができ、しかも一つひとつの電池の信頼性が高いため、組電池としての長期的信頼性を向上させることができる。
【０１３４】
なお、組電池としてのバイポーラ電池１０、４０、７０、９０の接続は、複数個全て並列に接続してもよいし、また、バイポーラ電池１０、４０、７０、９０を複数個全て直列に接続してもよく、さらに、直列接続と並列接続とを組み合わせても良い。
【０１３５】
（第６実施形態）
第６実施形態では、上記第１実施形態〜第４実施形態のバイポーラ電池１０、４０、７０、９０または第５実施形態の組電池１００を駆動用電源として搭載して、車両を構成する。バイポーラ電池１０、４０、７０、９０または組電池をモータ用電源として用いる車両としては、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車など、車輪をモータによって駆動している自動車である。
【０１３６】
参考までに、図２０に、組電池１００を搭載する自動車１１０の概略図を示す。自動車に搭載される組電池１００は、上記説明した特性を有する。このため、組電池１００を搭載してなる自動車は高い耐久性を有し、長期間に渡って使用した後であっても充分な出力を提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明を適用したバイポーラ電池の平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図である。
【図４】本発明のバイポーラ電池の製造手順を説明するための図である。
【図５】タブの拡大図である。
【図６】バイポーラ電池の複数箇所からが引き出されている様子を示す図である。
【図７】バイポーラ電池を電池外装材により電池として構成した場合の外観図である。
【図８】第２実施形態のバイポーラ電池を示す平面図である。
【図９】図８の９−９線に沿った断面図である。
【図１０】タブを複数の側面から引き出した様子を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ変形例を示す図である。
【図１１】シール部材を取り付ける様子を示す図である。
【図１２】バイポーラ電池を作成する様子を示す斜視図である。
【図１３】シール部材に貫通穴を開ける様子を示す図である。
【図１４】シール部材を取り付ける様子を示す図である。
【図１５】シール部材を取り付ける様子を示す図である。
【図１６】シール部材に貫通穴を開ける様子を示す図である。
【図１７】サイクル試験の結果を示す図である。
【図１８】第５実施形態に係る組電池の斜視図である。
【図１９】内部構成を上方から見た図面である。
【図２０】組電池を搭載する自動車の概略図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０、４０、７０、９０…バイポーラ電池、
１１ａ…正極端子板、
１１ｂ…負極端子板、
１２、１７…集電体、
１３…正極活物質層、
１４…負極活物質層、
１５…ゲル電解質層、
１６…単電池層、
１９…シール部材、
２０、５０、…タブ、
２１、５１…袋部、
２２、５２、６２、８２…多孔質体、
３０…電池、
６０、８０…シール部材、
８０…タブ、
１００…組電池、
１１０…自動車。
【図１】
0004622294.tif 000002
【図２】
0004622294.tif 000003
【図３】
0004622294.tif 000004
【図４】
0004622294.tif 000005
【図５】
0004622294.tif 000006
【図６】
0004622294.tif 000007
【図７】
0004622294.tif 000008
【図８】
0004622294.tif 000009
【図９】
0004622294.tif 000010
【図１０】
0004622294.tif 000011
【図１１】
0004622294.tif 000012
【図１２】
0004622294.tif 000013
【図１３】
0004622294.tif 000014
【図１４】
0004622294.tif 000015
【図１５】
0004622294.tif 000016
【図１６】
0004622294.tif 000017
【図１８】
0004622294.tif 000018
【図１９】
0004622294.tif 000019
【図２０】
0004622294.tif 000020
【図１７】
0004622294.tif 000021