(57)【要約】【課題】あらかじめシール材を接着した場合でも集電体にそりやゆがみのないバイポーラ電極を提供する。【解決手段】正極３および負極４が塗布された一つの集電体２の第１面の周辺部に接着されシール材８と、集電体２の第２面に、シール材８が接着された領域と対向する領域部分に補助部材９を接着することで、集電体２に対して作用する応力を相殺して、集電体２にシール材８を接着させたときのそりやゆがみの発生を抑える。【選択図】図１
2007250372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの集電体の第１面の外周部に接着されシール材と、
前記集電体の第２面の前記シール材が接着された領域と対向する領域部分に接着された補助部材と、
を有することを特徴とするバイポーラ電極。
【請求項２】
前記シール材および前記補助部材は、共に同程度の熱膨張係数を持ち、前記集電体に対して熱融着されていることを特徴とする請求項１記載のバイポーラ電極。
【請求項３】
前記補助部材は、前記集電体に対して接着されている部分の幅が前記シール材が前記集電体に接着されている部分の幅より大きいことを特徴とする請求項１または２記載のバイポーラ電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載のバイポーラ電極と、
前記バイポーラ電極の集電体の１面に設けられた正極と
前記バイポーラ電極の前記集電体の他面に設けられた負極と、
前記正極と前記負極の間に設けられた電解質層と、
を有し、
前記バイポーラ電極のシール材が前記正極、前記負極、および前記電解質層を挟んでいる２つの前記集電体の間を液密に保つためにシールしていることを特徴とするこれを用いたバイポーラ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポーラ電極、およびこれを用いたバイポーラ電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラ電極は、一つの集電体の一面に正極を設け、他面に負極を設けた電極である。このバイポーラ電極の正極と負極の間に電解質を挟んで、複数のバイポーラ電極と電解質を積層した電池をバイポーラ電池と言う。
【０００３】
このようなバイポーラ電池にあっては、電解質としてゲル電解質を用いた場合、ゲル電解質からの液漏れする可能性がある。
【０００４】
従来のバイポーラ電池では、たとえば、正極、電解質および負極を取り囲むように集電体の間にシール層を設けて、このシール層を集電体に接着させることで、液漏れ防止を図っている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１５８３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように集電体の間にシール層を設けてそれを集電体に接着するとなると、その製造方法を考えた場合、未接着の状態で複数の集電体の間にシール部材を配置してから、全て接着することとなり、製造方法的には容易ではないという問題がある。
【０００６】
そこで、より簡単に製造できる方法を考える。考えられる方法としては、たとえば、あらかじめ積層される各バイポーラ電極の集電体の周囲にシール材の一方の面を接着したものを用意する。この方法は、次に、このシール材の一面が接着されたバイポーラ電極の間に電解質を挟んで積層する。続いてこの方法は上下から熱圧着することで、未接着の集電体とシール材の面と接着する。
【０００７】
この方法では、あらかじめ積層するバイポーラ電極の集電体に、シール部材が接着されているためそれらを積層する際にシール材が動いたり落下したりすることがなく製造を容易にできる。ところが、このような方法をとると、集電体は非常に薄いため、その片面にのみシール材を接着したことで、接着部分の応力によってその部分にそりやゆがみが発生するという問題の生じることがわかった。
【０００８】
このようなそりやゆがみは、その後バイポーラ電極を積層する際に均一に積層することができなくなったり、また、積層後シール材の未接着面との接着がうまく行かなくなるなどの問題を引き起こす原因となる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、あらかじめシール材を接着した場合でも集電体にそりやゆがみ発生を抑えたバイポーラ電極を提供することである。また、本発明の他の目的は、集電体のそりやゆがみを抑えて、電池の信頼性を向上させたバイポーラ電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、一つの集電体の第１面の外周部に接着されシール材と、前記集電体の第２面の前記シール材が接着された領域と対向する領域部分に接着された補助部材と、を有することを特徴とするバイポーラ電極である。
【００１１】
また、本発明は、このバイポーラ電極を用いて、前記バイポーラ電極の集電体の１面に設けられた正極と前記バイポーラ電極の前記集電体の他面に設けられた負極と、前記正極と前記負極の間に設けられた電解質層と、を有し、前記バイポーラ電極のシール材が前記正極、前記負極、および前記電解質層を挟んでいる２つの前記集電体の間を液密に保つためにシールしていることを特徴とするこれを用いたバイポーラ電池である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバイポーラ電極によれば、集電体のシール材が接着された領域の反対側から補助部材を接着することとしたので、集電体の両方の面から同程度の応力を作用させることができるので、集電体にあらかじめシール材を接着した場合でもシール材の接着による集電体のそりやゆがみの発生を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明のバイポーラ電池によれば、バイポーラ電池を構成するバイポーラ電極の集電体の周辺部にそりやゆがみがないので、そりやゆがみなどの変形部分に起因したクラックの発生や劣化を抑えることができ、電池の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用したバイポーラ電極の構造を説明するための説明図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）に示した円内の拡大図である。
【００１６】
このバイポーラ電極１は、一つの集電体２の両面に正極３と負極４が形成されている。またバイポーラ電極１は、集電体２の第１面側（ここでは正極３側）に、正極３が形成されている部分を除く外周部にシール材８が接着されており、第２面側（ここでは正極４側）で第１面のシール材８が接着されている領域に相当する領域部分に補助部材９が接着されている。ここで、集電体２の外周部とは、正極３や負極４が形成されていない部分を言う。
【００１７】
なお、図示する場合には、シール材８を正極３の側に、補助部材９を負極４の側に設けているが、これは逆であってもよい。すなわち、シール材８を集電体３の負極４のある側に、補助部材９を正極３のある側に設けてもよい。
【００１８】
シール材８および補助部材９は、樹脂材料である。樹脂材料としては、加圧加熱することで熱によって集電体２に融着（接着）する素材が好ましい。
【００１９】
このよう熱融着性を持つ樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ：融点１６０〜１７０℃、熱膨張係数８．５×１０−５／℃）、ポリエチレン（ＰＥ：融点（直鎖状低密度のもので）１３０℃程度、熱膨張係数１６〜１８×１０−５／℃）、ポリウレタン（融点：１０５℃、または１３０℃、熱膨張係数１０〜２０×１０−５／℃）などの汎用プラスチックや熱可塑オレフィンゴムなど、ポリアミド系樹脂（たとえばナイロン６（ナイロンは登録商標、以下同じ）（融点２２５℃、熱膨張係数８〜１３×１０−５／℃）、ナイロン６６（融点２６７℃、熱膨張係数１０〜１５×１０−５／℃））、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：融点３２０℃、熱膨張係数８．３〜１０．５×１０−５／℃）、ポリスチレン（融点２３０℃、熱膨張係数６〜８×１０−５／℃）などを使用することができる。
【００２０】
ここで、シール材８と補助部材９は、熱融着に際してほぼ同じ応力を持つようにする。このためには、シール材８と補助部材９は、共に同程度の熱膨張係数を持つ材料を利用するとよい。
【００２１】
集電体２である金属に対してシール材８および補助部材９を熱融着される場合、多くの場合熱融着させる樹脂材料の熱膨張係数が金属より大きいため、熱を加えた際に、樹脂材料が延びてその後、冷却されることで縮むのであるが、そのときに集電体２に加わる。
【００２２】
集電体２として用いられる金属の熱膨張係数は、たとえばアルミニウム０．２３×１０−５／℃、銅０．１７×１０−５／℃、鉄（ステンレス）０．１２×１０−５／℃、ニッケル０．１３×１０−５／℃などである。このため樹脂材料と金属とは、熱膨張係数が１０倍程度違うために、単純の１０倍程度の伸縮差による応力が発生する。
【００２３】
このとき、シール材８および補助部材９が同程度の熱膨張係数を持つものであれば、集電体２の両面から同程度の応力が加わることになり、そりやゆがみの原因となる応力は、集電体２の両面で相殺されて、そりやゆがみが発生しなくなるのである。
【００２４】
したがって、上記のような樹脂材料のなかから、シール材８と補助部材９を接着したときに同じ応力が集電体２に対して作用するように、同程度の熱膨張係数の材料を選択することになる。したがって、シール８材と補助部材９を同じ材料により形成することが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、シール材８と補助部材９を接着したときに同じ応力が集電体２に対してかかる材料であればよい。
【００２５】
ここで熱膨張係数の許容できる差は、集電箔の剛性により決定される。つまり熱膨張係数の差により生じる応力が集電箔の剛性以下であれば、そり、ゆがみを生じる恐れがない。
【００２６】
なお、このようなシール材８と補助部材９は、必ずしも１層からなる必要はなく、２層構造や３層構造などであってもよい。
【００２７】
たとえば３層構造とする場合は、中間層に融点の高いナイロンを用いて、この中間層を挟んでサンドイッチする形で外層にポリプロピレンを用いた三層構造とする。このように３層構造とすれば、外層のポリプロピレンが融ける程度の温度で、かつナイロンのユウ邸より低い温度を加えることで、ポリプロピレンが集電体２と溶着し、中間層のナイロンは融けることがない。
【００２８】
特に、シール材８だけでも、このような３層構造とすることで、たとえば、後述するバイポーラ電池を製造する際に、シール材８同士を熱融着の際に、シール材８が融けすぎてしまうことを防止することができる。
【００２９】
シール材８の大きさは、シール形態によって異なるが、シール材８として集電体２間の液漏れを防止することのできる大きさであり、かつ、集電体２の外周部においてシール材８を熱融着させるために加圧加熱する際の加熱箇所７１を覆う程度あればよい。
【００３０】
一方、補助部材９は、集電体２の外周部においてシール材８が接着された領域に相対する領域より同じかわずかに大きくすることが好ましい。すなわち、シール材８の接着部分の幅をｗ１、補助部材９の接着部分の幅をｗ２とするとき、ｗ１≦ｗ２となることが好ましい。これはシール材８が接着されたときの応力に対して同じ程度の応力を、シール材８が接着された領域の反対側から補助部材９により作用させるためである。
【００３１】
この集電体２の製造は、たとえば、集電体２に正極と負極を塗布した後、集電体２を間に挟んでシール材８と補助部材９の間に所定位置に配置して、これらの加熱箇所７１をプレスによって加圧しながら加熱することにより、シール材８と補助部材９を一度に集電体２に熱融着する。
【００３２】
このとき、熱加圧の温度は、シール材８および補助部材９として使用する樹脂部材の融点よりわずかに高い程度とする。また、加圧力は、シール材８と補助部材９が集電体に密着する程度であればよい。
【００３３】
このように集電体２のシール材８が接着された領域の反対側から補助部材９を接着することで、集電体２の両方の面から同程度の応力を作用させることができる。したがって、図１（ｃ）に示すように、集電体２の外周部はそりが発生したり、ひずみが発生することがない。
【００３４】
図２は、比較例として集電体２の外周部において、第１面にのみシール材８を接着した場合を説明するための説明図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）に示した円内の拡大図である。
【００３５】
図２に示すように、集電体２の一方の面にのみシール材８を接着した場合、そのシール材８の接着時の応力によって、集電体２のシール材８を接着した部分７１が湾曲してしまうのである。これは、シール材８である樹脂材料を熱融着させる際にシール材８である樹脂材料が加熱された段階でいったんその一部が解けて集電体２となじむが、その後冷えると縮むためである。
【００３６】
したがって、図１に示したように、本実施形態のように補助部材９を設けることで、このような集電体２のゆがみなどをなくすことができるのである。
【００３７】
なお、本実施形態におけるバイポーラ電極を構成する集電体２、正極および負極は、特に限定されるものではなく、バイポーラ電池に用いられるものをそのまま使用することができる。以下、これらについて、その一例を説明する。
【００３８】
［集電体］
集電体２は、製法上、スプレーコートなどの薄膜製造技術により、いかような形状を有するものにも製膜積層して形成し得る必要上、たとえば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金などの金属粉末を主成分として、これにバインダー（樹脂）、溶剤を含む集電体金属ペーストを加熱して成形してなるものであり、上記金属粉末およびバインダーにより形成されてなるものである。また、これら金属粉末を１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよいし、さらに、製法上の特徴を生かして金属粉末の種類の異なるものを多層に積層したものであってもよい。
【００３９】
上記バインダーとしては、特に制限されるべきものではなく、たとえば、エポキシ樹脂など、従来公知の樹脂バインダー材料を用いることができるほか、導電性高分子材料を用いても良い。
【００４０】
集電体２の厚さは、特に限定されないが、通常は１〜１００μｍ程度である。
【００４１】
［正極（正極活物質層）］
正極は、正極活物質を含む。この他にも、イオン伝導性を高めるために電解質、リチウム塩、導電助剤などが含まれ得る。特に、正極または負極の少なくとも一方に電解質、好ましくは固体高分子電解質が含まれていることが望ましいが、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。
【００４２】
上記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、遷移金属とリチウム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。
【００４３】
正極活物質の粒径は、製法上、正極材料をペースト化してスプレーコートなどにより製膜し得るものであればよいが、さらに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用いられる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１０〜０．１μｍであるとよい。
【００４４】
上記正極に含まれる電解質としては、固体高分子電解質、高分子ゲル電解質、およびこれらを積層したものなどが利用できる。すなわち、正極を多層構造とすることもでき、集電体２側と電解質側とで、正極を構成する電解質の種類や活物質の種類や粒径、さらにはこれらの配合比を変えた層を形成することもできる。好ましくは、高分子ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率（質量比）が、２０：８０〜９８：２とする、比較的電解液の比率が小さい範囲である。
【００４５】
高分子ゲル電解質は、イオン導伝性を有する固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものであるが、さらに、リチウムイオン導伝性を持た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含まれる。
【００４６】
ここで、高分子ゲル電解質に含まれる電解液（電解質塩および可塑剤）としては、通常リチウムイオン電池で用いられるものであればよく、たとえば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも１種類のリチウム塩（電解質塩）を含み、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類；テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジブトキシエタン等のエーテル類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類；アセトニトリル等のニトリル類；プロピオン酸メチル等のエステル類；ジメチルホルムアミド等のアミド類；酢酸メチル、蟻酸メチルの中から選ばれる少なくともから１種類または２種以上を混合した、非プロトン性溶媒等の有機溶媒（可塑剤）を用いたものなどが使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００４７】
高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン導伝性を持たない高分子としては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）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。なお、ＰＡＮ、ＰＭＭＡなどは、どちらかと言うとイオン伝導性がほとんどない部類に入るものであるため、上記イオン伝導性を有する高分子とすることもできるが、ここでは高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン導伝性を持たない高分子として例示したものである。
【００４８】
上記リチウム塩としては、たとえば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩、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。
【００４９】
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。
【００５０】
正極における、正極活物質、電解質（好ましくは固体高分子電解質）、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。たとえば、正極内における電解質、特に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、正極内における電解質、特に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。従って、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。
【００５１】
正極の厚さは、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１０〜５００μｍ程度である。
【００５２】
［負極（負極活物質層）］
負極は、負極活物質を含む。この他にも、イオン伝導性を高めるために電解質、リチウム塩や導電助剤などが含まれ得る。負極活物質の種類以外は、基本的に「正極」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。
【００５３】
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。たとえば、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物金属、カーボンなどが好ましい。より好ましくは、カーボン、遷移金属酸化物、リチウム−遷移金属複合酸化物である。さらに好ましくは、チタン酸化物、リチウム−チタン複合酸化物、カーボンである。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
以下、上述した本実施形態による集電体２を用いたバイポーラ電池について説明する。
【００５５】
図３は、バイポーラ電池の概略構成を示す断面図である。
【００５６】
図示するように、バイポーラ電池１０は、前述した集電体２を複数枚用いて、それぞれの集電体２の間に電解質層５を介在させて積層したものである。なお、終端の集電体２については、一方の面に正極のみ、または負極のみが形成されたものを用いている。この終端の集電体２はバイポーラ電池１０全体の電極と接続される。
【００５７】
したがって、一つの集電体２の正極と他の集電体２の負極の間に電解質層５が介在する構造となっており、これら正極、電解質層５、および負極によって一つの電池（これを単電池６と言う）を構成する。
【００５８】
そして、バオポーラ電池は集電体２に挟まれた単電池６が互いに直列に連続して積層された構造となっているのである。
【００５９】
集電体２に接着されているシール材８は、図示するように、積層した電池構造体外側で全てをまとめて熱融着している。このまとめて熱融着された部分を、ここでは熱融着部１１と言う。
【００６０】
これにより一つ一つの単電池６内の液体（主に電解質層５）が液漏れして他の単電池６とタンラカウすることを防止している。
【００６１】
なお、補助部材９側は、図示では隙間が開いているがこの部分７１は対向するシール材８と普通は密着しているが、図示のように隙間が空いていてもよい。液漏れの防止はあくまでも熱融着部１１によってシール材８により行われているからである。
【００６２】
そして、このバイポーラ電池１０では、集電体２の外周部においては、そりやゆがみなどがないので複数の集電体２を積層しても、集電体２の外周部において形状が不均一になったり、他の集電体２の縁を圧迫したりすることがない。したがって、集電体２を積層した電池構造体全体としての形もきれいになり、周辺部に無理な力が加わってクラックが発生したりすることを防止することができ、電池としての信頼性を向上させることができる。
【００６３】
そして何より、このバイポーラ電池１０の製造においては、集電体２にシール材８が接着しているため（正極および負極も塗布されている）、集電体２と電解質層５との位置のみ気をつけて、いればそのまま電池外装材でパッケージすることが可能となる。なお、パッケージは、ラミネートパッケージ、缶体封止など、特に限定されることなく様々なパッケージ形態とすることができる（詳細後述）。
【００６４】
なお、用いる電解質層５やパッケージ材は特に限定されるものではないが、以下にその一例を説明する。
【００６５】
［電解質］
ここで用いている電解質層５は、たとえば、ポリマー骨格中に、数重量％〜９８重量％程度電解液を保持させたゲル電解質で、特に本実施の形態においては、７０重量％以上電解液を保持したゲル電解質を使用することができる。
【００６６】
このような電解質層５としては、高分子ゲル電解質である。この電解質層５は多層構造とすることもでき、正極側と負極側とで、電解質層５の種類や成分配合比を変えた層を形成することもできる。高分子ゲル電解質を用いる場合、該高分子ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率（質量比）が、２０：８０〜９８：２と比較的電解液の比率が小さい範囲である。
【００６７】
このような高分子ゲル電解質としては、イオン導伝性を有する固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものであるが、さらに、リチウムイオン導伝性を持た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含まれるものである。これらについては、［正極］に含まれる電解質層５の１種として説明した高分子ゲル電解質と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６８】
これら固体高分子電解質もしくは高分子ゲル電解質は、電池を構成する高分子電解質のほか、上記したように正極および／または負極にも含まれ得るが、電池を構成する高分子電解質、正極、負極によって異なる高分子電解質を用いてもよいし、同一の高分子電解質を使用してもよいし、層によって異なる高分子電解質を用いてもよい。
【００６９】
電池を構成する電解質層５の厚さは、特に限定するものではない。しかしながら、コンパクトなバイポーラ電池１０を得るためには、電解質層５としての機能が確保できる範囲で極力薄くすることが好ましい。一般的な固体高分子電解質をもちいた電解質層５の厚さは１０〜１００μｍ程度である。ただし、電解質層５の形状は、製法上の特徴を生かして、電極（正極または負極）の上面ならびに側面外周部も被覆するように形成することも容易であり、機能、性能面からも部位によらず常に略一定の厚さにする必要はない。
【００７０】
［電池外装材（電池ケース）］
バイポーラ電池１０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ないし電池ケース（図示せず）に収容するとよい。
【００７１】
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フィルム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、その外周部の一部または全部を熱融着にて接合することにより、電池積層体を収納し密封した構成とするのが好ましい。
【００７２】
この場合、上記正極および負極リードは、上記熱融着部１１に挟まれて上記電池外装材の外部に露出される構造とすればよい。また、熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートフィルム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。
【００７３】
図４は、図３に示したバイポーラ電池１０をアルミラミネートパックにより電池２０として構成した場合の外観を示す図面である。この電池２０は、端部の集電体２に正極端子板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２３および２４としている。
【００７４】
実験例
図５に示すように、金属箔の正面にシール材８と同様の樹脂材料を熱融着させて、そのとき、金属箔に生じたそりを測定した。
【００７５】
用いた金属箔は、厚さ１０μｍのステンレス（ＳＵＳ）箔である。一方、シール材８と補助部材９はともに、ポリプロピレン（ＰＰ：融点１６０〜１７０℃、熱膨張係数８．５×１０−５／℃）である。
【００７６】
また厚さはシール材８と補助部材９ともに４５μｍとしている。
【００７７】
シール材８を熱融着させる際の加熱温度は２３０℃で固定。加熱方法はインパクト式（加熱時間制御）で、加熱時間を変えて実験した。加熱範囲は、図５に示すように、いずれも１０ｍｍである。
【００７８】
図６は、そり量の測定を説明するための説明図である。
【００７９】
そりの測定は、熱融着後、室温まで自然冷却した後、図６に示すように、平面３０に載置して、平面３０上から、非加熱部分までの高さＡと、加熱部分の頂部までの高さＢを測定し、その差をそり量とした。
【００８０】
実験の結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
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【００８２】
表１からわかるように、加熱時間が短い場合（０．６秒）には、補助部材９なしの場合も、補助部材９ありの場合も、ともにそりは発生していない。しかし、加熱時間が長くなると、補助部材９なしの方は、そりが発生し、しかも加熱時間が長くなるほど大きくなっている。一方、補助部材９ありの方では、加熱時間が長くなってもそりの発生はなかった。
【００８３】
このことから、本発明のように、シール材８と対向する位置に補助部材９を接着することで、集電体２のそりの発生を抑えることができるのがわかる。
【００８４】
以上本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。
【００８５】
たとえば、シール材８および補助部材９の接着には、熱融着以外にも接着剤を用いて接着する場合にも適用することができる。
【００８６】
また、組み立てたバイポーラ電池１０は、複数を並列、や直列に接続して組電池化することもできる。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。
【００８７】
そして、このような組電池は、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車などの車搭用として最適な組電池モジュールとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、バイポーラ電池１０、組電池、またこれらを搭載した車両などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を適用したバイポーラ電極の構造を説明するための説明図であり、図１（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は図１（ｂ）に示した円内の拡大図である。
【図２】比較例として集電体の外周部において第１面にのみシール材を接着した場合を説明するための説明図であり、図２（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は図２（ｂ）に示した円内の拡大図である。
【図３】バイポーラ電池の概略構成を示す断面図である。
【図４】バイポーラ電池をアルミラミネートパックにより電池として構成した場合の外観を示す図面である。
【図５】そり測定の実験を説明するための図面である。
【図６】そり量の測定を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…バイポーラ電極、
２…集電体、
５…電解質層、
６…単電池、
８…シール材、
９…補助部材、
１０…バイポーラ電池、
１１…熱融着部、
７１…部分。
【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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