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公開番号2024076289
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-05
出願番号2022187802
出願日2022-11-24
発明の名称電池
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 10/052 20100101AFI20240529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い体積効率を保持したまま、発生したガスが溜まることを抑制し得る電池の提供。
【解決手段】セパレータ9と、正極活物質層8と、負極活物質層4と、正極側集電体1と、負極側集電体2と、負極側集電体2の負極活物質層4と反対側の表面に設けられた接着層6と、を有し、負極側集電体2は、負極活物質層4が形成されていない領域a1及び負極活物質層4が形成されている領域a2を有し、領域a1及び領域a2のそれぞれにおいて、負極活物質層4を有する側の表面から接着層6側の表面まで貫通する貫通孔を有し、負極側集電体2における接着層6側の表面の一部には、接着層6が負極側集電体2に接していない領域を有することで、接着層6と負極側集電体2の間に隙間7を有し、隙間7は、領域a1に設けられた貫通孔3aと、領域a2に設けられた貫通孔3bと、が連通するように設けられている、電池10。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セパレータと、
正極活物質層と、
前記正極活物質層にセパレータを介して対向する負極活物質層と、
前記正極活物質層の前記セパレータと反対側の表面に設けられた正極側集電体と、
前記負極活物質層の前記セパレータと反対側の表面に設けられた負極側集電体と、
前記負極側集電体の前記負極活物質層と反対側の表面に設けられた接着層と、を有し、
下記構成Ａまたは下記構成Ｂを満たす、電池。
（構成Ａ）
前記負極側集電体は、前記負極活物質層が形成されていない領域ａ１及び前記負極活物質層が形成されている領域ａ２を有し、前記領域ａ１及び前記領域ａ２のそれぞれにおいて、前記負極活物質層を有する側の表面から前記接着層側の表面まで貫通する貫通孔を１つ以上有し、
前記負極側集電体における前記接着層側の表面の一部には、前記接着層が前記負極側集電体に接していない領域を有することで、前記接着層と前記負極側集電体の間に隙間を有し、
前記隙間は、前記領域ａ１に設けられた貫通孔と、前記領域ａ２に設けられた貫通孔と、が連通するように設けられている。
（構成Ｂ）
前記正極側集電体は、前記正極活物質層が形成されていない領域ｂ１及び前記正極活物質層が形成されている領域ｂ２を有し、前記領域ｂ１及び前記領域ｂ２のそれぞれにおいて、前記正極活物質層を有する側の表面から前記接着層側の表面まで貫通する貫通孔を１つ以上有し、
前記正極側集電体における前記接着層側の表面の一部には、前記接着層が前記正極側集電体に接していない領域を有することで、前記接着層と前記正極側集電体の間に隙間を有し、
前記隙間は、前記領域ｂ１に設けられた貫通孔と、前記領域ｂ２に設けられた貫通孔と、が連通するように設けられている。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記負極活物質層と前記負極側集電体と前記接着層と前記正極側集電体と前記正極活物質層とを有する２つのセルを、前記セパレータを介して含む、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記構成Ａを満たす場合に、前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記正極側集電体の表面にを有し、
前記構成Ｂを満たす場合に、前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記負極側集電体の表面に有する、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記構成Ａを満たす場合に、前記負極側集電体は、前記領域ａ１に前記貫通孔を複数有し、且つ前記領域ａ２に前記貫通孔を複数有し、
前記構成Ｂを満たす場合に、前記正極側集電体は、前記領域ｂ１に前記貫通孔を複数有し、且つ前記領域ｂ２に前記貫通孔を複数有する、請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記構成Ａを満たし、
前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記正極側集電体の表面に有し、
前記負極側集電体は、前記領域ａ１に前記貫通孔を１つ以上有し、且つ前記領域ａ２に前記貫通孔を１つ以上有する、請求項１に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、蓄電装置において、第２接着層が、凹部の谷部と凹部への入込部分の頂部との距離が相対的に小さい強接着部と、凹部の谷部と凹部への入込部分の頂部との距離が相対的に大きい弱接着部とを有し、弱接着部が第２接着層の接合領域の縁の一端及び他端を結ぶように延在した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０２６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池では、負極活物質層や正極活物質層でガスが発生することがあり、負極活物質層と負極側集電体の間または正極活物質層と正極側集電体の間にこのガスが溜まって、層間の剥離が生じ、電池性能が悪化することがあった。
これに対し特許文献１には、活物質層で発生したガスを排出するために、活物質層に凹部を設けると共に第２接着層に弱接着部を設けて、ガスを排出する構成が示されている。しかし、活物質層の表面に凹部を形成しており、そのために体積効率が低下する。
【０００５】
本開示は、高い体積効率を保持したまま、負極活物質層で発生したガスが負極活物質層と負極側集電体の間に溜まること、または正極活物質層で発生したガスが正極活物質層と正極側集電体の間に溜まることを抑制し得る電池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】
【０００６】
上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
＜１＞
セパレータと、
正極活物質層と、
前記正極活物質層にセパレータを介して対向する負極活物質層と、
前記正極活物質層の前記セパレータと反対側の表面に設けられた正極側集電体と、
前記負極活物質層の前記セパレータと反対側の表面に設けられた負極側集電体と、
前記負極側集電体の前記負極活物質層と反対側の表面に設けられた接着層と、を有し、
下記構成Ａまたは下記構成Ｂを満たす、電池。
（構成Ａ）
前記負極側集電体は、前記負極活物質層が形成されていない領域ａ１及び前記負極活物質層が形成されている領域ａ２を有し、前記領域ａ１及び前記領域ａ２のそれぞれにおいて、前記負極活物質層を有する側の表面から前記接着層側の表面まで貫通する貫通孔を１つ以上有し、
前記負極側集電体における前記接着層側の表面の一部には、前記接着層が前記負極側集電体に接していない領域を有することで、前記接着層と前記負極側集電体の間に隙間を有し、
前記隙間は、前記領域ａ１に設けられた貫通孔と、前記領域ａ２に設けられた貫通孔と、が連通するように設けられている。
（構成Ｂ）
前記正極側集電体は、前記正極活物質層が形成されていない領域ｂ１及び前記正極活物質層が形成されている領域ｂ２を有し、前記領域ｂ１及び前記領域ｂ２のそれぞれにおいて、前記正極活物質層を有する側の表面から前記接着層側の表面まで貫通する貫通孔を１つ以上有し、
前記正極側集電体における前記接着層側の表面の一部には、前記接着層が前記正極側集電体に接していない領域を有することで、前記接着層と前記正極側集電体の間に隙間を有し、
前記隙間は、前記領域ｂ１に設けられた貫通孔と、前記領域ｂ２に設けられた貫通孔と、が連通するように設けられている。
＜２＞
前記負極活物質層と前記負極側集電体と前記接着層と前記正極側集電体と前記正極活物質層とを有する２つのセルを、前記セパレータを介して含む、＜１＞に記載の電池。
＜３＞
前記構成Ａを満たす場合に、前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記正極側集電体の表面にを有し、
前記構成Ｂを満たす場合に、前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記負極側集電体の表面に有する、＜１＞又は＜２＞に記載の電池。
＜４＞
前記構成Ａを満たす場合に、前記負極側集電体は、前記領域ａ１に前記貫通孔を複数有し、且つ前記領域ａ２に前記貫通孔を複数有し、
前記構成Ｂを満たす場合に、前記正極側集電体は、前記領域ｂ１に前記貫通孔を複数有し、且つ前記領域ｂ２に前記貫通孔を複数有する、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の電池。
＜５＞
前記構成Ａを満たし、
前記接着層は、前記隙間を有する領域において、高さが他の領域より低い接着層を前記正極側集電体の表面に有し、
前記負極側集電体は、前記領域ａ１に前記貫通孔を１つ以上有し、且つ前記領域ａ２に前記貫通孔を１つ以上有する、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、高い体積効率を保持したまま、負極活物質層で発生したガスが負極活物質層と負極側集電体の間に溜まること、または正極活物質層で発生したガスが正極活物質層と正極側集電体の間に溜まることを抑制し得る電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る電池を示す概略的な断面図である。
図１に示す電池における負極活物質層、負極側集電体、接着層、及び正極側集電体を拡大して示す断面図である。
図２を電池の厚み方向から見た平面図である。
図２における負極側集電体のみを電池の厚み方向から見た平面図である。
図２に示す電池における接着層及び正極側集電体を拡大して示す断面図である。
図５における接着層と貫通孔が負極側集電体に設けられている箇所とを示す、電池の厚み方向から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る電池の一実施形態について図面を用いて説明する。
以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。また、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る電池を示す概略的な断面図である。
図１に示す電池１０は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。電池１０は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。電池１０は、電気二重層キャパシタであってもよいし、固体電池であってもよい。固体電池には、電解質として無機系固体電解質を用いたいわゆる全固体電池が含まれる。本実施形態では、電池１０がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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