(57)【要約】【課題】電池要素から外部回路へと電流を取り出す際に金属同士の直接的な接合により生じる接触抵抗を低減させ、これにより電池の内部抵抗を低減させ、出力特性を向上させうる手段を提供する。【解決手段】双極型電池１０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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、を含む電池要素を有する。正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方においては、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されている。【選択図】図１
2007194090.tif 000002
【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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、
前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、
を含む電池要素を有する双極型電池であって、
正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池。
【請求項２】
前記導電層が、正極側最外層集電体および負極側最外層集電体の双方に形成されている、請求項１に記載の双極型電池。
【請求項３】
前記導電層を構成する材料が、前記負極活物質層を構成する材料と同一である、請求項１または２に記載の双極型電池。
【請求項４】
正極側最外層集電体に配置される前記導電層を構成する材料が、前記負極活物質層を構成する材料と同一であって、負極側最外層集電体に配置される前記導電層を構成する材料が、前記正極活物質層を構成する材料と同一である、請求項２に記載の双極型電池。
【請求項５】
前記電池要素の正極側に正極端子がさらに接続され、負極側に負極端子がさらに接続され、前記正極端子および前記負極端子が外部に露出するように前記電池要素が外装材に封入されてなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の双極型電池。
【請求項６】
前記正極端子を構成する材料がアルミニウムであり、少なくとも前記正極側最外層集電体に前記導電層が形成されてなる、請求項５に記載の双極型電池。
【請求項７】
複数個の請求項１〜４のいずれか１項に記載の双極型電池が、直列、並列、または直並列に電気的に接続されてなる電池モジュール。
【請求項８】
前記双極型電池が、少なくとも直列に電気的に接続されてなる、請求項７に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記双極型電池の周囲に充填材が充填されてなる、請求項７または８に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
複数個の請求項７〜９のいずれか１項に記載の電池モジュールが電気的に接続されてなる組電池。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の電池モジュール、または請求項１０に記載の組電池を駆動用電源として搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双極型電池、これを用いた電池モジュール、および電池モジュールが複数個電気的に接続されてなる組電池に関する。
【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、高出力密度が達成できる積層型の双極型電池に注目が集まっている（特許文献１を参照）。
【０００３】
一般的な双極型電池は、複数個の双極型電極を電解質層を介在させて直列に接続つまり積層した電池要素と、電池要素の全体を包み込んで封止する外装材と、電流を取り出すために外装材から外部に導出された電極端子と、を含んでいる。双極型電極は、集電体の一方の面に正極活物質層を設けて正極が形成され、他方の面に負極活物質層を設けて負極が形成されている。正極活物質層、電解質層、および負極活物質層を順に積層したものが単電池層であり、この単電池層が一対の集電体の間に挟み込まれている。双極型電池は、電池要素内においては双極型電極を積層する方向つまり電池の厚さ方向に電流が流れるため、電流のパスが短く、電流ロスが少ないという利点がある。
【０００４】
また、必要とされる容量および電圧を得るために、複数個の双極型電池を電気的に接続して電池モジュールを形成したり、複数個の電池モジュールを電気的に接続して組電池を形成したりしている。なお、電池モジュールは、複数個の双極型電池が電気的に接続されてなる構造を有する点で組電池の一種であるが、本明細書においては、「組電池」を組み立てる際の単位ユニットを「電池モジュール」と称することとする。
【０００５】
双極型電池では、上述の通り単電池層が直列に積層されることにより電池要素が形成されており、電流は電池要素の一端から他端に向かって直線状に流れる。従来の双極型電池においては、両端に位置する双極型電極の外層には活物質層を形成せずに集電体を露出させ、露出した集電体にそれぞれ正極端子および負極端子を面接触させて接合することにより、外部回路に電流を取り出すのが一般的である。
【特許文献１】特開２００４−１５８３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電池要素を構成する双極型電極の集電体としては、通常、ステンレス（ＳＵＳ）などの金属が用いられている。また、最外層に位置して露出する集電体に接続される電極端子としても、例えばアルミニウム（特に正極側として好ましい）や銅（特に負極側として好ましい）などの金属が一般的に用いられている。従って、電池要素の最外層においては、金属同士の面接触により導通が確保され、外部回路に電流が取り出されている。
【０００７】
しかしながら、金属同士が面接触する部位においては接触抵抗が存在する。この接触抵抗は電池の内部抵抗の増加の一因として作用し、その結果として電池の出力の低下をもたらす場合がある。かような内部抵抗の増加は、微小な電流を取り出すことを目的とする民生用の電池においては問題となることは少ない。これに対し、本発明者らは、長期間に亘って高出力を発揮することが要求される電池（例えば、車両駆動用電源としての電池）においては、僅かな内部抵抗の増加であっても顕著な出力の低下が顕在化する場合が多いことを見出した。
【０００８】
そこで本発明は、電池要素から外部回路へと電流を取り出す際に金属同士の直接的な接合により生じる接触抵抗を低減させ、これにより電池の内部抵抗を低減させ、出力特性を向上させうる手段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】
【０００９】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、を含む電池要素を有する双極型電池であって、正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来の双極型電池の最外層部において金属同士の接触により生じていた接触抵抗が低減されうる。従って、本発明の双極型電池、当該電池を用いた電池モジュールや組電池においては内部抵抗が低減され、出力性能が向上しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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、理解を容易にするために、図面には各構成要素が誇張して示されている。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１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た双極型電極が電解質層を介して複数個積層されてなる積層体と、前記正極活物質層、前記電解質層および前記負極活物質層が積層されてなる単電池層のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層と外気との接触を遮断するシール部と、を含む電池要素を有する双極型電池であって、正極側最外層集電体または負極側最外層集電体の少なくとも一方において、電解質層と対向する面に、導電性材料を含む導電層が形成されていることを特徴とする、双極型電池である。
【００１３】
図１は、第１実施形態の双極型電池を示す断面図である。
【００１４】
図１に示す本実施形態の双極型電池１０は、実際に充放電反応が進行する略矩形の電池要素２１からなる。当該電池要素２１は、複数の双極型電極２０が電解質層１７を介して積層されてなる積層体２３と、シール部３１と、を有する。ここで、双極型電極２０は、集電体１１の一方の面に正極活物質層１３が形成され他方の面に負極活物質層１５が形成された構造を有する。
【００１５】
上述したように、各双極型電極２０は、電解質層１７を介して積層されて積層体２３を形成する。この際、一の双極型電極２０の正極活物質層１３と前記一の双極型電極２０に隣接する他の双極型電極２０の負極活物質層１５とが電解質層１７を介して向き合うように、各双極型電極２０および電解質層１７が積層される。図１に示す形態において、電解質層１７は、セパレータと、前記セパレータ中に保持された電解質とから構成されている。
【００１６】
隣接する正極活物質層１３、電解質層１７、および負極活物質層１５は、一つの単電池層１９を構成する。従って、双極型電池１０は、単電池層１９が積層されてなる構成を有するともいえる。単電池層１９は、双極型電極２０が積層された電池要素２１において、隣接する集電体１１の間に挟まれる。図１に示す双極型電池は６層の単電池層１９を有するが、単電池層１９の数は任意に選択されうる。６層の単電池層１９を有する双極型電池１０の厚さは、例えば、３００〜７００μｍ程度である。
【００１７】
シール部３１は、前記正極活物質層１３、前記電解質層１７および前記負極活物質層１５が積層されてなる単電池層１９のそれぞれの周囲に配置され前記単電池層１９と外気との接触を遮断する機能を有する。これにより、液体または半固体ゲル状の電解質を使用する場合に生じうる液漏れによる短絡（液絡）が防止されうる。また、シール部３１により、空気または空気中に含まれる水分と活物質との反応も防止されうる。
【００１８】
以下、本実施形態の双極型電池１０の特徴的な構成について、詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態の双極型電池１０においては、正極側最外層集電体１１ａの、電解質層１７ａと対向する面に、負極活物質層１５と同一の構成（組成、厚さなど）を有する正極側導電層３３ａが形成されている点に特徴を有する。一方、負極側最外層集電体１１ｂには、電解質層１７ｂ側の面に負極活物質層１５が形成されており、前記電解質層１７ｂと対向する面は露出している。なお、本発明において、「導電層の組成が活物質層と同一である」との概念には、後述するように活物質層が電解質を含む場合であっても、導電層が電解質を含まない場合も包含されるものとする。これは、導電層では電池反応が進行するわけではないこと、および、集電体の表面に活物質層を形成する際に用いられる活物質スラリーには電解質が含まれているわけではなく、電極と電解質層との積層によって電解質層に含まれる電解質が電極内部に浸透し、電解質を含む電極が作製されることによる。
【００２０】
ここで、電極端子として一般的に用いられる金属（例えば、アルミニウム、銅など）と正極側導電層３３ａを構成する材料との接触抵抗は、当該金属とステンレス（ＳＵＳ）等の金属との金属同士の接触抵抗と比較して格段に小さい。例えば、アルミニウムとＳＵＳとの面接触部位における接触抵抗は１〜１０ｍΩ・ｃｍ２程度であるのに対し、アルミニウムと一般的な負極活物質層との面接触部位における接触抵抗は１０〜１０００ｍΩ・ｃｍ２程度である。このように接触抵抗が著しく異なるメカニズムは完全には明らかではないが、導電性材料が集電体上に生成した酸化被膜を破壊して食い込むことで導電性が向上する、あるいは平面金属板同士（電極端子板−集電体）ではナノレベルで完全に接触することが困難であるのに対し、電極端子板−導電性材料を含む導電層では導電層側にナノレベルの凹凸が存在し結果として接触面積が向上するというメカニズムが推定されている。ただし、かようなメカニズムはあくまでも推測に基づくものに過ぎず、実際には他のメカニズムによって接触抵抗が変化していたとしても、本発明の技術的範囲は何ら影響を受けることはない。なお、上述した接触抵抗の値は、例えば、接触体同士を一定の面積で一定の荷重をかけた状態で、当該接触体間の抵抗を交流インピーダンス測定装置で測定するという手法により測定されうる。ただし、正確な値が得られるのであれば、その他の手法もまた、採用されうる。
【００２１】
従って、図１に示す形態の双極型電池１０は、正極側の最外層に正極側導電層３３ａが形成されていることから、当該正極側導電層３３ａに従来と同様の電極端子（正極端子）が接合された場合の接触抵抗が、従来よりも格段に低減されうる。その結果、電池の内部抵抗を低減させることが可能となり、高出力条件下における出力特性に優れる電池が提供されうる。
【００２２】
また、従来の双極型電池においては、最外層集電体には正極活物質層または負極活物質層のいずれか一方のみが形成され、電池要素の両端の集電体はともに露出する構造を有していた。このため、最外層の電極については最外層以外に配置される通常の双極型電極とは別に準備する必要があり、部品点数の増加や製造工程の煩雑化に伴い、製造コストも高騰せざるをえないという問題があった。これに対し、図１に示す形態において、正極側導電層３３ａの構成は、負極活物質層１５と同一である（ただし、上述した通り、電解質は含まない）。すなわち、本実施形態においては、通常の双極型電極２０と同一の電極が正極側最外層に配置されるのと同じこととなる。従って、本実施形態の双極型電池１０によれば、製造時の部品点数の削減や製造工程の簡素化が図られ、製造コストの削減も期待されうる。
【００２３】
双極型電池１０の構成は、特に説明したものを除き、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、本発明の双極型電池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、電解質層等について参考までに説明する。
【００２４】
（集電体）
本実施形態で用いることのできる集電体は、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。例えば、アルミニウム箔、ＳＵＳ箔、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。また、場合によっては、２つ以上の金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい。なお、活物質の種類にもよるが、各電極の電位に耐えることができ、一枚箔による薄膜化が可能であるなどといった観点からは、ＳＵＳ箔を集電体として用いることが好ましい。さらに、上述した通り、ＳＵＳとアルミニウムとの面接触抵抗は大きいため、正極端子の構成材料としてアルミニウムを用いる場合には、ＳＵＳ箔を集電体として用いると、本発明の作用効果がより一層顕著に発揮されうる。
【００２５】
集電体の厚さは、特に限定されないが、１μｍ〜１００μｍ程度である。
【００２６】
（正極活物質層）
正極は、正極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダ、電解質（例えば、高分子ゲル電解質）等が含まれうる。
【００２７】
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系複合酸化物等が挙げられる。この他、ＬｉＦｅＰＯ４等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等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。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。
【００２８】
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等により製膜しうるものであればよいが、さらに双極型電池の電極抵抗を低減させるために、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０．１μｍ〜１０μｍであるとよい。
【００２９】
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。
【００３０】
バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、合成ゴム系バインダ等が挙げられる。
【００３１】
高分子ゲル電解質は、イオン伝導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、リチウムイオン伝導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。
【００３２】
ここで、高分子ゲル電解質に含まれる電解液（電解質塩および溶媒）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、例えば、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を用いたもの等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００３３】
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）、これらの共重合体等が挙げられる。
【００３４】
高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン伝導性を持たない高分子としては、例えば、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）等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。なお、ＰＡＮ、ＰＭＭＡ等は、どちらかとい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伝導性を持たない高分子として例示したものである。
【００３５】
上記リチウム塩としては、例えば、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等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。  本実施形態では、これら電解液、リチウム塩、およびポリマーを混合してプレゲル溶液を作成し、電極に含浸させている。
【００３６】
正極における、正極活物質、導電助剤、バインダ、電解質の配合量は、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視等）、イオン伝導性などを考慮して決定すべきである。例えば、正極内における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、目的に合致した電解質量を決定することが好ましい。
【００３７】
正極の厚さは、特に限定されず、配合量について述べたように、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視等）、イオン伝導性など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１〜１００μｍ程度である。
【００３８】
（負極活物質層）
負極は、負極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダ、電解質（高分子ゲル電解質）等が含まれうる。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。
【００３９】
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。例えば、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物金属、カーボン等が好ましい。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。
【００４０】
本実施形態にあっては、正極活物質層は、正極活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物が用いられ、負極活物質層は、負極活物質として、カーボンまたはリチウム−遷移金属複合酸化物が用いられている。容量、出力特性に優れた電池を構成できるからである。
【００４１】
（電解質層）
電解質層は、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ものであれば材料は限定されない。
【００４２】
本実施形態の電解質は、高分子ゲル電解質であり、基材としてのセパレータにプレゲル溶液を含浸させた後、化学架橋または物理架橋により高分子ゲル電解質として用いている。
【００４３】
このような高分子ゲル電解質は、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等のイオン伝導性を有する全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、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のリチウムイオン伝導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高分子ゲル電解質に含まれる。これらについては、正極に含まれる電解質の一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。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は幅広く、ポリマー１００％を全固体高分子電解質とし、電解液１００％を液体電解質とすると、その中間体はすべて高分子ゲル電解質にあたる。なお、ポリマー電解質と称する場合には、高分子ゲル電解質および全固体高分子電解質の両方が含まれる。
【００４４】
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うるが、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。
【００４５】
電池を構成する電解質層の厚さは、特に限定されない。しかしながら、コンパクトな双極型電池を得るためには、電解質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。一般的な電解質層の厚さは１〜１００μｍ程度である。ただし、電解質の形状は、製法上の特徴を生かして、電極（正極または負極）の上面および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ほぼ一定の厚さにする必要はない。
【００４６】
電解質層には、固体電解質を用いることもできる。電解質として固体電解質を用いることにより漏液を防止することが可能となり、双極型電池特有の問題である液絡を防ぎ、信頼性の高い電池が提供されうる。また、漏液がないため、シール部３１の構成を簡易にすることもできる。
【００４７】
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等が使用できる。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等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。
【００４８】
（セパレータ）
セパレータには、微多孔膜セパレータおよび不織布セパレータのいずれも利用することができる。
【００４９】
微多孔膜セパレータとしては、例えば、電解質を吸収保持するポリマーからなる多孔性シートを用いることができる。ポリマーの材質としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリイミドなどが挙げられる。
【００５０】
不織布セパレータとしては、例えば、繊維を絡めてシート化したものを用いることができる。また、加熱によって繊維同士を融着することにより得られるスパンボンドなども用いることができる。すなわち、繊維を適当な方法でウェブ（薄綿）状またはマット状に配列させ、適当な接着剤あるいは繊維自身の融着力により接合して作ったシート状のものであればよい。使用する繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを用いることができる。これらは、使用目的（電解質層１７に要求される機械強度など）に応じて、単独または混合して用いる。
【００５１】
（シール部）
シール部３１は、セパレータを貫通またはセパレータの側面全周を覆っていることが好ましい。これは、セパレータの内部を介して単電池層１９と外気とが接触することを確実に遮断できるためである。
【００５２】
シール部３１は、シール用樹脂により形成されうるが、シール用樹脂としては、加圧変形させることによって集電体１１に密着するゴム系樹脂、または加熱加圧して熱融着させることによって集電体１１に密着するオレフィン系樹脂などの熱融着可能な樹脂が好適に用いられうる。
【００５３】
図１に示す形態においては、シール用樹脂として、ゴム系樹脂を用いている。ゴム系樹脂を用いるゴム系シール部３１にあっては、ゴム系樹脂の弾性を利用して単電池層１９と外気との接触を遮断することができる。また、振動や衝撃などによる応力が反復的に双極型電池１０に作用する環境下でも、ゴム系シール部３１は、双極型電池１０の捩じれや変形に追従して容易に捩じれや変形するので、シール効果を保持することができる。さらに、熱融着処理を行なう必要がなく、電池製造工程が簡略化される点でも有利である。ゴム系樹脂としては、特に制限されるものではないが、好ましくは、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、オレフィン系ゴム、ニトリル系ゴムよりなる群から選択されるゴム系樹脂である。これらのゴム系樹脂は、シール性、耐アルカリ性、耐薬品性、耐久性・耐候性、耐熱性などに優れ、使用環境下でもこれらの優れた性能、品質を劣化させずに長期間維持することができる。このため、単電池層１９と外気との接触の遮断つまり単電池層１９のシールを、効果的かつ長期にわたって防止することができる。ただし、例示したゴム系樹脂に制限されることはない。
【００５４】
なお、シール部３１は、非融着層を融着層で挟持した三層フィルムから構成することもできる。また、シール部３１の大きさは、図１に示すような集電体１１の端部から面方向にはみ出さない大きさに限定されず、集電体１１の端部から面方向にはみ出す大きさを有していてもよい。かような形態によれば、集電体１１の外周縁部同士の接触による内部ショートが確実に防止されうる。
【００５５】
本実施形態の双極型電池は、特別な手法を用いることなく、従来公知の知見を適宜参照することにより製造可能である。特に、集電体に導電層を形成する手法については、通常の双極型電極を製造する際に集電体に活物質層を形成するのに用いられている手法が同様に用いられうる。
【００５６】
（第２および第３実施形態）
図２は、第２実施形態の双極型電池を示す断面図であり、図３は、第３実施形態の双極型電池を示す断面図である。なお、第１実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
【００５７】
第２および第３実施形態は、正極側導電層３３ａに加えて、負極側最外層集電体１１ｂの、電解質層１７ｂと対向する面に、負極側導電層３３ｂが形成されている点で、第１実施形態と相違する。また、図２に示す第２実施形態において、負極側導電層３３ｂの構成（組成、厚さなど）は、正極側導電層３３ａと同一（すなわち、負極活物質層１５と同一）である（ただし、上述した通り、電解質は含まない）。一方、図３に示す第３実施形態において、負極側導電層３３ｂの構成は、正極活物質層１３と同一である（ただし、上述した通り、電解質は含まない）。これらの点で、第２および第３実施形態は相違する。
【００５８】
第２および第３実施形態にあっては、導電層（３３ａ、３３ｂ）が、正極側最外層集電体１１ａおよび負極側最外層集電体１１ｂの双方に形成されている。従って、負極側における最外層集電体１１ｂと負極端子との接触抵抗も低減され、最終的には電池の内部抵抗がより一層低減されうる。その結果、出力特性に優れる双極型電池が提供されうる。
【００５９】
そして、第２実施形態にあっては、負極側導電層３３ｂの組成が負極活物質層１５と同一である。ここで一般に、導電性の高い活物質を含む負極活物質層１５の方が正極活物質層１３と比較して導電性に優れる。このため、第２実施形態によれば、正極側と同様に負極側における接触抵抗がより一層低減されうる。なお、第２実施形態においては、図２に示すように、負極側の最外層に位置する双極側電極は通常の双極型電極２０とは異なり、集電体１１の両面に負極活物質層１５が形成された構成となっている。しかしながら、負極側導電層３３ｂの機能はあくまでも負極端子２７と負極側最外層集電体１１ｂとの接触抵抗を低減させることであって、負極活物質層として機能するわけではないため、特に問題はない。
【００６０】
一方、第３実施形態にあっては、負極側導電層３３ｂの組成が正極活物質層１３と同一である。よって、第２実施形態と比較すると接触抵抗の低減効果は多少劣るものの、当該負極側導電層３３ｂが配置されない第１実施形態よりは接触抵抗を低減させることが可能である。また、第３実施形態においては、図３に示すように、負極側の最外層に位置する双極型電極は通常の双極型電極２０と同一の構成を有している。従って、第３実施形態の双極型電池１０を製造する際に準備する双極型電極は１種類のみで済むため、製造コストの大幅な削減が期待されうる。
【００６１】
以上、代表的な３つの実施形態を例に挙げて本発明の双極型電池の好ましい形態について説明したが、上述した形態のみに制限されることはなく、その他の形態もまた、採用されうる。例えば、第１実施形態とは異なり、正極側導電層３３ａの組成を正極活物質層１３の組成と同一としてもよい。また、導電層（３３ａ、３３ｂ）の組成を活物質層（１３、１５）の組成とは異なるものとしてもよい。導電層（３３ａ、３３ｂ）を構成する材料は特に制限されず、導電性材料を含むものであればよい。例えば、上述した活物質層（１３、１５）と同様の材料のほか、カーボン材料、導電性高分子材料、導電性ペースト、導電性エポキシ材料などが挙げられる。導電層（３３ａ、３３ｂ）は、例えば、導電性を有する材料（金属微粒子、導電性高分子、カーボン）などがバインダ（高分子材料やゴム系材料）により結着されることにより形成されうる。ただし、これらの形態のみに制限されることはなく、本発明の作用効果を発揮しうる限り、その他の材料もまた、採用されうる。
【００６２】
さらに、第１〜第３実施形態において、導電層（３３ａ、３３ｂ）は、通常の双極型電極２０における活物質層（１３、１５）と同一のサイズに形成されている。かような形態によれば、双極型電極を製造するのと同様の手法および設備により導電層の形成が可能であるため、製造コストの観点からは好ましい。ただし、かような形態のみに制限されることはなく、活物質層のサイズとは異なるサイズの導電層が形成されてもよいことは勿論である。
【００６３】
（第４実施形態）
図４は、本実施形態の双極型電池を示す断面図である。
【００６４】
本実施形態では、上記の第２実施形態の双極型電池１０を外装材内に封止して、シート状双極型電池を構成する。
【００６５】
図４に示す双極型電池１０では、電池要素２１の正極側最外層に位置する正極側導電層３３ａの全面に、正極端子であるアルミニウム板２５が接合され、接触面の面方向の一方向に向かって延長されている。一方、電池要素２１の負極側最外層に位置する負極側導電層３３ｂの全面に、負極端子である銅板２７が接合され、接触面の面方向の一方向（正極端子の延長方向とは逆の方向）に向かって延長されている。そして、これらの正極端子および負極端子が外部に導出するように、電池要素２１が外装材であるラミネートシート２９内に封止されている。ラミネートシート２９内に封止されることで、使用時の外部からの衝撃が緩和され、さらに環境劣化が防止されうる。
【００６６】
第４実施形態にあっては、第１実施形態の双極型電池の電池要素２１の両側最外層に位置する導電層（３３ａ、３３ｂ）の全面に、正極端子であるアルミニウム板２５および負極端子である銅板２７が接合されている。このため、第２実施形態の欄において説明したような作用効果が得られ、内部抵抗が低減された双極型電池１０が提供されうる。
【００６７】
本実施形態の双極型電池１０に用いられる電極端子および外装材の構成は特に制限されず、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が用いられうる。以下に、本発明のシート状双極型電池１０に使用することのできる電極端子および外装材の構成について参考までに説明する。
【００６８】
（電極端子）
電極端子（正極端子および負極端子）の材質は、特に制限されず、双極型電池用の電極端子として従来用いられている公知の材質が用いられうる。例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、これらの合金等が例示される。なお、正極端子と負極端子とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。また、第１実施形態のように、導電層（３３ａまたは３３ｂ）が設けられない極における電極端子は、最外層集電体（１１ａまたは１１ｂ）を延長したものであってもよいし、別途準備して最外層集電体に接続したものであってもよい。
【００６９】
上述したように、ＳＵＳとアルミニウムとの面接触抵抗は比較的大きい。従って、双極型電極の集電体の構成材料としてＳＵＳが用いられる場合には、電極端子の構成材料としてアルミニウムを用いると、本発明の作用効果がより顕著に発現しうるため、好ましい。
【００７０】
（外装材）
外装材としては特に制限されず、従来公知の外装材が用いられうる。自動車の熱源による熱、あるいは高負荷による電池の自己発熱による熱を容易に冷却可能な点、および低温始動時に自動車の熱源から効率よく熱を伝え、電池内部を迅速に電池動作温度まで加熱しうる点で、好ましくは、熱伝導性に優れた高分子−金属複合ラミネートシート等が用いられうる。また、ラミネート内部を大気圧よりも減圧下におくことで、前記電池要素間あるいは電池要素−電極端子間の接触を大気圧により行うことが可能になり、さらに接触抵抗を下げることが可能になる。
【００７１】
本実施形態のシート状双極型電池は、特別な手法を用いることなく、従来公知の知見を適宜参照することにより製造可能である。
【００７２】
（第５および第６実施形態）
図５は、第５実施形態の双極型電池を示す断面図であり、図６は、第６実施形態の双極型電池を示す断面図である。なお、第４実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
【００７３】
第５および第６実施形態は、それぞれ第１および第３実施形態の双極型電池に電極端子を接続し、ラミネートシート内に封止してシート状双極型電池を構成している点で、第４実施形態と相違する。
【００７４】
ただし、第５および第６実施形態のいずれにおいても、正極側および負極側の少なくとも一方（第５実施形態では正極側のみ、第６実施形態では正極側および負極側の双方）において、最外層集電体と電極端子との間に導電層（３３ａ、３３ｂ）が介在している。このため、第４実施形態と同様に、最外層集電体と電極端子との間の接触抵抗が低減されうる。その結果、これらの実施形態によっても、内部抵抗が低減され、出力特性に優れる双極型電池が提供されうる。
【００７５】
（第７実施形態）
図７は、第７実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
【００７６】
図７に示すように、第７実施形態の電池モジュール４０は、複数個（図示例では４個）の第１実施形態の双極型電池１０と、双極型電極２０を積層する方向に沿う両側から複数個の双極型電池１０を挟み込んで保持するとともに双極型電池１０同士を電気的に接続する、導電性を有する一対の保持板５０、６０と、を有する。複数個の双極型電池１０は、電池要素２１が一対の保持板５０、６０によって直接挟み込まれている。ここに、「直接」とは、電池要素２１の全体を包み込んで封止する外装材を介することなく、の意味である。
【００７７】
第７実施形態では、４個の双極型電池１０は、双極型電極２０を積層する方向（図７における上下方向）に積層され、電気的に直列に接続されている。この電気的な接続形態を「４直列」と称する。電池モジュール４０はさらに、一対の保持板（５０、６０）によって複数個の双極型電池１０を挟み込んだ状態を維持する締結部材７０と、図７において上側に示される保持板５０を介して最上位の双極型電池１０の正極側に配置された導電層３３ａと電気的に接続される正極端子８１と、図７において下側に示される保持板６０を介して最下位の双極型電池１０の負極側最外層集電体１１ｂと電気的に接続される負極端子８２と、を有する。
【００７８】
図７に示すように、第７実施形態では、上下の保持板（５０、６０）はともに、導電性を有する導電板（５１、６１）から形成されている。導電板（５１、６１）は、例えば、アルミニウムや、ＳＵＳから形成される。上下の保持板（５０、６０）のそれぞれには、通しボルト７１を挿通するためにボルト穴（５１ａ、６１ａ）が形成されている。各ボルト穴（５１ａ、６１ａ）に挿通した通しボルト７１にナット７２を締結することによって、上下の保持板（５０、６０）によって複数個の双極型電池１０を挟み込んだ状態が維持される。上下の保持板（５０、６０）はともに導電性を有するので、通しボルト７１およびナット７２は電気絶縁性の材料から形成されている。通しボルト７１およびナット７２により、一対の保持板（５０、６０）によって複数個の双極型電池１０を挟み込んだ状態を維持する締結部材７０が構成されている。
【００７９】
第７実施形態において、４個の双極型電池１０のそれぞれ、および最上位の双極型電池１０と上部の保持板５０である導電板５１とは、導電層３３ａを介して導通が確保されている。ここで、かような導電層３３ａが存在しない場合を考えてみる。集電体１１は一般的に金属箔から形成されているため、その表面を微視的に見れば凹凸形状を有している。従って、導電層３３ａを介さずに、最外層集電体同士の面接触によって各双極型電池１０を直列に接続すると、各双極型電池１０間の接触抵抗が増加する虞がある。また、上下の保持板（５０、６０）である導電板（５１、６１）と最外層集電体との接触部位についても同様である。
【００８０】
これに対し、第７実施形態の電池モジュールにあっては、各双極型電池１０同士の導通および上部の保持板５０である導電板５１と最上位の双極型電池１０との導通が導電層３３ａを介して確保されている。これにより、それぞれの導通部分の接触抵抗が低減され、内部抵抗が小さく出力特性に優れる電池モジュールが提供されうる。なお、図７に示す形態においては、最下位の双極型電池１０と下部の保持板６０である導電板６１との導通は最外層集電体１１ｂを構成するＳＵＳ箔と金属からなる導電板６１との面接触により確保されている。ただし、かような形態のみには制限されず、上述した観点からは、最下位の双極型電池１０と下部の保持板６０（導電板６１）との間に導電層を設けることが好ましい。この際設けられる導電層の具体的な形態については、上述した形態が同様に採用されうるため、ここでは説明を省略する。
【００８１】
第７実施形態にあっては、単電池層１９と外気との接触を遮断するシール部３１を双極型電池１０に設けたので、電池要素２１を外装材によって封止する必要がなく、複数個の双極型電池１０は、一対の保持板（５０、６０）によって直接挟み込まれている。電池モジュール４０を形成するに際して、個々の電池要素２１を外装材によって封止する作業が不要になることを通して、双極型電池１０を用いた電池モジュール４０を形成する一連の作業を簡素化することができる。また、上下の保持板（５０、６０）によって複数個の双極型電池１０を挟み込んで保持するだけで、複数個の双極型電池１０が電気的に接続される。また、複数個の双極型電池１０を電気的に接続するに際して、電流取り出し用の端子同士を溶接によって接合したり、バスバーなどの接続部材を介して接続したりする作業が不要になる。この観点からも、電池モジュール４０を形成する一連の作業を簡素化することができる。電流取り出し用の端子を介在せず、双極型電池１０同士を直接接続するので、電池モジュール４０の高出力化を図ることもできる。外装材や電流取り出し用の端子が不要になるので、その分だけ、電池モジュール１１の容積を小さくすることができる。さらに、上下の保持板（５０、６０）はともに導電性を有するので、複数個の双極型電池１０を挟み込んで保持するだけで電流を取り出すことが可能となり、電流を取り出すための構造も簡素化できる。このように、電池モジュール４０は、電池要素２１内においては積層方向に電流が流れるという双極型電池１０の利点を生かした構造を有し、双極型電池１０を用いた電池モジュール４０の形成が容易なものとなる。
【００８２】
さらに、複数個の双極型電池１０が電気的に直列に接続されているので、直列接続する個数を変更するだけで、出力に関する要求に対して簡単に応えることができる。また、電池モジュール４０を構成する個々の双極型電池１０の一部が機能しなくなった場合には、電池モジュール４０全体を他の電池モジュールと交換しなくとも、機能しなくなった双極型電池１０のみを他の双極型電池１０と交換するのみで電池モジュール４０としての機能が回復されうるため、機能の回復が低コストにて行われうる。
【００８３】
図示を省略するが、第１実施形態の双極型電池１０以外にも、第２および第３実施形態のような双極型電池を用いて電池モジュールを構成してもよいことは勿論である。かような形態によっても、各双極型電池同士の導通部分、および最上位または最下位の双極型電池と保持板との導通部分における接触抵抗が低減され、内部抵抗が小さく出力特性に優れる電池モジュールが提供されうる。
【００８４】
（第８および第９実施形態）
図８は、第８実施形態の電池モジュールを示す断面図であり、図９は、第９実施形態の電池モジュールを示す断面図である。なお、第７実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
【００８５】
第８および第９実施形態は、複数個の双極型電池１０の電気的な接続形態が改変されている点で、第７実施形態と相違している。
【００８６】
図８に示すように、第８実施形態の電池モジュール４１は、２個の第１実施形態の双極型電池１０が双極型電極２０の積層方向に対して直交する方向に並べられている。また、２個の双極型電池１０は、電気的極性が同じ（図中上側が正極側、下側が負極側）となるように並べられ、上下の保持板（５０、６０）を介して、電気的に並列に接続されている。この電気的な接続形態を「２並列」と称する。
【００８７】
第８実施形態にあっては、複数個の双極型電池１０が電気的に並列に接続されているので、並列接続する個数を変更するだけで、容量に関する要求に対して簡単に応えることができる。
【００８８】
図９に示すように、第９実施形態の電池モジュール４２は、２個の第１実施形態の双極型電池１０を上下方向に積層して電気的に直列に接続した２つの電池群が、双極型電極２０の積層方向に対して直交する方向に並べられている。また、２つの電池群は、電気的極性が同じ（図中上側が正極側、下側が負極側）になるように並べられ、上下の保持板（５０、６０）を介して、電気的に並列に接続されている。この電気的な接続形態を「２並列×２直列」と称する。
【００８９】
第９実施形態にあっては、複数個の双極型電池１０が電気的に直並列に接続されているので、直列接続する個数および並列接続する個数を変更するだけで、出力および容量に関する要求に対して簡単に応えることができる。
【００９０】
（第１０実施形態）
図１０は、第１０実施形態の電池モジュールを示す断面図である。なお、第７〜第９実施形態における部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明は一部省略する。
【００９１】
第１０実施形態は、双極型電池１０の周囲に充填材９０が充填されている点以外は、第８実施形態と同一である。
【００９２】
第１０実施形態の電池モジュール４３は、双極型電池１０の周囲に充填される充填材９０を有している。充填材９０には、公知のポッティング材を用いることができる。ポッティング材は、オレフィン系樹脂、シリコン系樹脂、またはエポキシ系樹脂などから形成されている。双極型電池１０の周囲に充填材９０を充填することによって、双極型電池１０のズレが防止され、電池モジュール４３を車両の振動が加わる車載電池に適用する場合に適したものとなる。さらに、充填材９０によって大気中の水分が遮断されるので、双極型電池１０のシール部３１の作用と相俟って、長期にわたって安定して作動する電池モジュール４３が提供されうる。すなわち、このように充填材９０を充填することによって、耐振動性および防水性を向上させた電池モジュール４３が提供されうる。
【００９３】
（第１１実施形態）
第１１実施形態では、組電池を構成する（図示は省略する）。
【００９４】
組電池は、上述した第７〜第１０実施形態の電池モジュールのいずれかを複数個並列および／または直列に電気的に接続して構成したものである。並列化および／または直列化することにより、容量および電圧を自由に調節することが可能になる。
【００９５】
組電池は、例えば、上述した電池モジュール（４０〜４３）を複数個積層して組電池ケースに収納し、各電池モジュールを並列に接続することができる。また、正極端子８１のそれぞれを導電バーを介して接続し、負極端子８２のそれぞれを導電バーを介して接続することができる。
【００９６】
第１１実施形態によれば、複数個の電池モジュールを接続して組電池化することにより、高容量、高出力の電池を得ることができる。しかも、双極型電池１０を用いた電池モジュールのそれぞれは、電池要素２１内においては積層方向に電流が流れるという双極型電池１０の利点を生かした構造を有し、その形成が容易なものとされており、これを通して、電池モジュールを複数個電気的に接続してなる組電池の形成も容易なものとなる。また、本発明の電池モジュールは出力特性に優れることから、組電池も出力特性に優れる。
【００９７】
なお、要求される容量や電圧に応じて、複数個の電池モジュールのすべてを並列に接続した組電池としたり、直列接続および並列接続を組み合わせた組電池としたりすることができる。また、組電池化することで、組電池を構成する個々の電池モジュールの一部が機能しなくなった場合には、組電池全体を他の組電池と交換しなくとも、機能しなくなった電池モジュールのみを他の電池モジュールと交換するのみで組電池としての機能が回復されうるため、機能の回復が低コストにて行われうる。
【００９８】
（第１２実施形態）
第１２実施形態では、上記の第１１実施形態の組電池をモータ駆動用電源として搭載して、車両を構成する。組電池をモータ用電源として用いる車両としては、例えば、ガソリンを用いない完全電気自動車、シリーズハイブリッド自動車やパラレルハイブリッド自動車などのハイブリッド自動車、および燃料電池自動車などの、車輪をモータによって駆動する自動車が挙げられる。
【００９９】
参考までに、図１１に、組電池１００を搭載する自動車２００の概略図を示す。自動車２００に搭載される組電池１００は、上記で説明したような特性を有する。このため、組電池１００を搭載する自動車２００は出力特性に優れ、高出力条件下においても充分な出力を提供しうる。
【０１００】
以上のように、本発明の幾つかの好適な実施形態について示したが、本発明は、以上の実施形態に限られるものではなく、当業者によって種々の変更、省略、および追加が可能である。
【実施例】
【０１０１】
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
【０１０２】
＜実施例１＞
＜電極の作製＞
正極活物質であるスピネル型マンガン酸リチウム（平均粒子径：５μｍ）（８５質量％）、導電助剤であるアセチレンブラック（５質量％）、およびバインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）（１０質量％）からなる固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量添加して、正極活物質スラリーを調製した。
【０１０３】
一方、負極活物質であるハードカーボン（平均粒子径：１０μｍ）（８５質量％）、導電助剤であるアセチレンブラック（５質量％）、およびバインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）（１０質量％）からなる固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を適量添加して、負極活物質スラリーを調製した。
【０１０４】
集電体として準備したＳＵＳ箔（厚さ：２０μｍ）の一方の面に上記で調製した正極活物質スラリーを塗布し、他方の面に同じく上記で調製した負極活物質スラリーを塗布し、乾燥させて、双極型電極を１２枚作製した。また、上記と同様のＳＵＳ箔の片面に上記で調製した負極活物質スラリーを塗布し、乾燥させて、片面に負極活物質層が形成され、他方の面は露出した電極を１枚作製した。これらの電極を１３０ｍｍ×８０ｍｍのサイズに切断し、活物質層の周縁部を１０ｍｍの幅で剥離することにより、ＳＵＳ箔を露出させた。
【０１０５】
＜ゲル電解質層の作製＞
プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）との等体積混合液にリチウム塩であるＬｉＢＥＴＩを１Ｍの濃度になるように溶解させ、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール（ＢＤＫ）を適量添加して、電解液を調製した。一方、イオン伝導性ポリマー（マトリックスポリマー）の前駆体であるポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）との共重合体（平均分子量：７５００〜９０００）である溶液（５質量％）に上記で調製した電解液（９５質量％）を添加して、プレゲル溶液を調製した。
【０１０６】
上記で調製したプレゲル溶液を、セパレータであるポリプロピレン製不織布（厚さ：５０μｍ）に浸漬させて、２枚の石英ガラス基板により挟持した後、紫外線を１５分間照射することにより上記前駆体を架橋させて、ゲルポリマー電解質層を１２層作製した。
【０１０７】
＜双極型電池の作製＞
上記で調製した双極型電極と、ゲルポリマー電解質層とを、双極型電極の電気的極性が同一となるように交互に積層し、最下面には、集電体の片面に負極活物質層のみが形成された電極を、集電体が露出するように配置した。双極型電極とゲルポリマー電解質層とを積層する際には、単電池層（正極活物質層＋ゲルポリマー電解質層＋負極活物質層）を包囲するように、非融着層が２層の融着層で挟持されてなる枠型の３層フィルムをシール部として配置した。積層終了後、シール部に対して１８０℃にて数秒間ホットプレス処理を施し、双極型電池を完成させた（図１を参照）。
【０１０８】
＜実施例２＞
集電体の片面に負極活物質層のみが形成され、他方の面は露出した電極に代えて、集電体の両面に負極活物質層が形成された電極を作製し、当該電極が最下面に配置されるように双極型電極と電解質層とを積層したこと以外は、上記の実施例１と同様の手法により、双極型電池を作製した（図２を参照）。
【０１０９】
＜実施例３＞
集電体の片面に負極活物質層のみが形成され、他方の面は露出した電極に代えて、他の双極型電極と同一の電極をもう１枚準備し、負極活物質層が最下面に露出するように１３枚の双極型電極と電解質層とを積層したこと以外は、上記の実施例１と同様の手法により、双極型電池を作製した（図３を参照）。
【０１１０】
＜比較例＞
最上面に配置される双極型電極に代えて、集電体の片面に正極活物質層が形成され、他方の面は露出した電極を作製し、最上面には集電体が露出するように当該電極を配置したこと以外は、上記の実施例１と同様の手法により、従来の双極型電池を作製した。
【０１１１】
＜内部抵抗の測定＞
上記の実施例１〜３および比較例で作製した双極型電池の正極側および負極側にそれぞれ電極端子を接続し、各双極型電池の内部抵抗を測定した。この際、正極端子としてはアルミニウム箔（厚さ：１５０μｍ）を用い、負極端子としては銅箔（厚さ：１５０μｍ）を用いた。また、内部抵抗の測定は、接触体同士を一定の面積（１００ｃｍ２）で一定の荷重（１ｇｆ／ｃｍ２）をかけた状態で接触体間の抵抗を交流インピーダンス測定装置で測定するという手法により行った。測定結果を下記の表１に示す。なお、表１において、内部抵抗の値は、比較例の双極型電池の内部抵抗を１０とした場合の相対値として示されている。
【０１１２】
【表１】
2007194090.tif 000003
【０１１３】
実施例と比較例との比較から、本発明によれば、導電層を形成することにより、双極型電池における内部抵抗が低減しうることが示される。また、実施例１と実施例２および３との比較から、双極型電池の正極側および負極側の双方に導電層を形成することにより、内部抵抗がより一層低減しうることが示される。さらに、実施例２と実施例３との比較から、導電層の組成として負極活物質層と同一の組成を採用することにより、内部抵抗がさらにより一層低減しうることが示される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】第１実施形態の双極型電池を示す断面図である。
【図２】第２実施形態の双極型電池を示す断面図である。
【図３】第３実施形態の双極型電池を示す断面図である。
【図４】第４実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。
【図５】第５実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。
【図６】第６実施形態のシート状双極型電池を示す断面図である。
【図７】第７実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
【図８】第８実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
【図９】第９実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
【図１０】第１０実施形態の電池モジュールを示す断面図である。
【図１１】第１１実施形態の組電池を搭載する第１２実施形態の自動車を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０    双極型電池、
１１    集電体、
１１ａ    正極側最外層集電体、
１１ｂ    負極側最外層集電体、
１３    正極活物質層、
１５    負極活物質層、
１７    電解質層、
１７ａ    正極側の最外層に位置する電解質層、
１７ｂ    負極側の最外層に位置する電解質層、
１９    単電池層、
２０    双極型電極、
２１    電池要素、
２３    積層体、
２５    正極端子、
２７    負極端子、
２９    ラミネートシート、
３１    シール部、
３３ａ、３３ｂ    導電層、
４０〜４３    電池モジュール、
５０、６０    保持板、
５１、６１    導電板、
５１ａ、６１ａ    ボルト穴、
７０    締結部材、
７１    通しボルト、
７２    ナット、
８１    正極端子、
８２    負極端子、
９０    充填材、
１００    組電池、
２００    自動車（車両）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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