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公開番号2024093093
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022209244
出願日2022-12-27
発明の名称積層型電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20240702BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】平置き型電池として使用した場合であっても、積層方向の上側と下側とで生じるLi析出挙動の差を小さく抑え、セルの劣化を抑制できる積層型電池の提供。
【解決手段】電極がセパレータを介して鉛直方向に積層された積層型電池であって、積層方向下側に配置されたセパレータは、積層方向上側に配置されたセパレータと比較して、電解液に対する接触角が大きい積層型電池。当該電池は、前記積層方向上側に配置されたセパレータが無機層を有し、前記積層方向下側に配置されたセパレータが無機層を有さない構成であってもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電極がセパレータを介して鉛直方向に積層された積層型電池であって、
積層方向下側に配置されたセパレータは、積層方向上側に配置されたセパレータと比較して、電解液に対する接触角が大きい、
ことを特徴とする積層型電池。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記積層方向上側に配置されたセパレータが無機層を有し、前記積層方向下側に配置されたセパレータが無機層を有さない、請求項１に記載の積層型電池。
【請求項３】
１つのセル内に複数のセパレータを有し、
前記１つのセル内で、積層方向において、セパレータ構成を変化させる、請求項１または２に記載の積層型電池。
【請求項４】
複数のセルを有し、
積層方向上側に配置されたセル中のセパレータ構成と、積層方向下側に配置されたセル中のセパレータ構成とを変化させる、請求項１または２に記載の積層型電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層型電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の正極および複数の負極がセパレータを介して積層された積層電極体が外装体に収容された積層型電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－２０２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記積層型電池の各層の積層方向を鉛直方向（重力方向）として、平置き型電池として使用した場合、電極やセパレータから構成されるセルは、鉛直方向に積み重なることになる。このため、積層方向上側に位置する電極と積層方向下側に位置する電極とで、電極にかかる圧力が異なる。この圧力差により、Ｌｉ析出挙動、より具体的には、Ｌｉ析出耐性および容量維持率に差が生じて、セルが劣化してしまう可能性がある。
【０００５】
本開示は、このような課題を鑑みてなされたものであり、平置き型電池として使用した場合であっても、積層方向の上側と下側とで生じるＬｉ析出挙動の差を小さく抑え、セルの劣化を抑制できる積層型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】
上記目的を達成するための一態様は、電極がセパレータを介して鉛直方向に積層された積層型電池であって、積層方向下側に配置されたセパレータは、積層方向上側に配置されたセパレータと比較して、電解液に対する接触角が大きい。
【０００７】
本開示に係る積層型電池では、電解液に対する接触角が相対的に小さいセパレータを積層方向上側に使用し、前記接触角が相対的に大きいセパレータを積層方向下側に使用する。このように、本開示に係る積層型電池では、セパレータの性質を積層方向の位置において変化させることで、Ｌｉ析出挙動を積層方向において均一化でき、さらに、安全性や電池性能を損なうことなく、セル劣化の抑制を実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、平置き型電池として使用した場合であっても、積層方向の上側と下側とで生じるＬｉ析出挙動の差を小さく抑え、セルの劣化を抑制できる積層型電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係る積層型電池の構成を説明するための概略断面図である。
Ｌｉ金属の核発生過電圧の算出方法を説明するための図である。
実施例２における放電容量維持率の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述したように、積層型電池を平置き（例えば、平置き車載用二次電池）として使用する場合、電極（正極および負極）がセパレータを介して積層された電極体が鉛直方向（重力方向）に積み重なる。このため、積層型電池内の各電極にかかる圧力が、セル内の上層と下層や、積層方向上側のセルや下側のセルなどの、配置された積層方向の位置によって異なる。この圧力差に起因し、Ｌｉ析出挙動が、配置された積層方向の位置によって変化することによって、セルの劣化が加速すると考えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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