特許ウォッチ

公開番号2024102749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-31
出願番号2023006850
出願日2023-01-19
発明の名称電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 50/119 20210101AFI20240724BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐水分透過性を保持し且つ高い構造効率を有する電池の提供。
【解決手段】電極体2と、電極体2の表面に設けられた正極箔及び負極箔と、正極箔に接する正極金属外装体41及び負極箔に接する負極金属外装体42からなる金属外装体対と、電極体2と金属外装体対とを固定化する樹脂6A、6Bと、を有し、金属外装体対は外部に電気的に接続可能なように外面が露出し、正極金属外装体41及び負極金属外装体42の少なくとも一方は、四角形の底板と、底板とそれぞれ一つずつ辺を共有する4つの側板と、を有する箱型形状を有し、且つ箱型形状の内側に電極体2を収容し、樹脂6A、6Bにより、電極体2の側面、正極金属外装体41、及び負極金属外装体42がそれぞれ絶縁されている、電池10。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電極体と、
前記電極体の一方の表面に設けられた正極箔と、
前記電極体の他方の表面に設けられた負極箔と、
前記正極箔に接し金属で構成される正極金属外装体及び前記負極箔に接し金属で構成される負極金属外装体からなる金属外装体対と、
前記電極体と前記金属外装体対とを固定化する樹脂と、を有し、
前記金属外装体対は外部に電気的に接続可能なように外面が露出し、
前記正極金属外装体及び負極金属外装体の少なくとも一方は、四角形の底板と、前記底板とそれぞれ一つずつ辺を共有する４つの側板と、を有する箱型形状を有し、且つ前記箱型形状の内側に前記電極体を収容し、
前記樹脂により、前記電極体の側面、前記正極金属外装体、及び前記負極金属外装体がそれぞれ絶縁されている、電池。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記正極金属外装体及び前記負極金属外装体の両方が箱型形状であり、
前記正極金属外装体と前記負極金属外装体とが前記側板を有する側が向かい合うように重ね合わされ、
前記正極金属外装体における前記底板及び前記負極金属外装体における前記底板の一方が他方より面積が大きく、且つ前記底板の面積が小さい方の金属外装体における全ての前記側板が、前記底板の面積が大きい方の金属外装体における全ての前記側板の内側に収容される、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記樹脂として、前記電極体の側面と前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板との間に介在する第１樹脂、及び前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板と前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板との間に介在する第２樹脂を有し、
前記第１樹脂が前記第２樹脂より絶縁性の高い樹脂であり、
前記第２樹脂が前記第１樹脂より耐水分透過性の高い樹脂である、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記底板の面積が大きい方の金属外装体が負極金属外装体である、請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記電極体の側面と前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板との間、及び前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板と前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板との間を、前記樹脂が埋めており、
前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板から、前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板まで、の距離が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記底板の面積が小さい方の金属外装体の前記側板における前記底板と反対側の端から、前記底板の面積が大きい方の金属外装体の前記側板における前記底板と反対側の端まで、の前記電極体の厚さ方向における距離が１．０ｍｍ以上５０．０ｍｍ以下である、請求項２に記載の電池。
【請求項６】
固体電池である請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記電極体は複数のバイポーラ電極が固体電解質層を介して積層される、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 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、電池の強度や、内部への水蒸気の透過を抑制する観点で、外装体としてのラミネートフィルムにより電極体が封止された電池が使用されている。
例えば、特許文献１には、外装体と、前記外装体に設けられたシール部と、前記外装体の前記シール部の内側に収容されたバイポーラ電極体と、前記バイポーラ電極体から前記シール部を通って前記外装体の外に突出するタブと、前記外装体の内部に設けられた熱伝導部と、を備え、前記熱伝導部は、絶縁性を有し、樹脂と該樹脂よりも熱伝導性が高い熱伝導材料とを含むとともに、前記バイポーラ電極体と前記タブとに接する、固体電池が開示されている。
【０００３】
一方で、ラミネートフィルムではない外装体により電極体が封止された電池も開示されている。
例えば、特許文献２には、集電体層、正極合剤層、固体電解質層及び負極合剤層がそれぞれ複数積層されてなり、前記集電体層、前記正極合剤層及び前記負極合剤層が、バイポーラ電極層を構成する積層電池と、前記積層電池の積層方向両端面を構成する最外側集電体と、前記積層電池の側面のみを被覆する樹脂と、を備え、前記集電体層、前記正極合剤層、前記固体電解質層及び前記負極合剤層のうちの少なくとも１層が他の層よりも外方に延出されて延出層とされ、前記積層電池の側面において該延出層が複数延出しており、一の前記延出層と他の前記延出層との間の隙間に前記樹脂が入り込んでおり、前記最外側集電体と前記樹脂とによって、前記最外側集電体を除く前記積層電池を封止するための電池ケースが構成されるとともに、前記最外側集電体が電池端子とされている、全固体電池が開示されて。
【０００４】
また、特許文献３には、電極組立体、および、該電極組立体を収納する外装体を有して成る二次電池であって、前記外装体が、第１金属外装体および第２金属外装体の２パーツ構成を有して成り、金属部材である前記第１金属外装体と前記第２金属外装体とがカシメられずに組み合わされている、二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１５００７３号公報
特開２０１７－２２０４４７号公報
国際公開第２０２１／１４９６４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電池では、外装体として例えばラミネートフィルムが用いられている。ただし、ラミネートフィルムにおける耐水分透過性（つまり水蒸気をバリアする性能）を満たすために、ラミネートフィルムの端部を熱溶着する領域の面積を広くすることが必要であり、これによって電池の構造効率が低下していた。また、外部接続用の端子を電極体の側面側からラミネートフィルムの外部に露出させる必要があり、この点でも構造効率が低下していた。
【０００７】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、耐水分透過性を保持し且つ高い構造効率を有す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】
【０００８】
＜１＞
電極体と、
前記電極体の一方の表面に設けられた正極箔と、
前記電極体の他方の表面に設けられた負極箔と、
前記正極箔に接し金属で構成される正極金属外装体及び前記負極箔に接し金属で構成される負極金属外装体からなる金属外装体対と、
前記電極体と前記金属外装体対とを固定化する樹脂と、を有し、
前記金属外装体対は外部に電気的に接続可能なように外面が露出し、
前記正極金属外装体及び負極金属外装体の少なくとも一方は、四角形の底板と、前記底板とそれぞれ一つずつ辺を共有する４つの側板と、を有する箱型形状を有し、且つ前記箱型形状の内側に前記電極体を収容し、
前記樹脂により、前記電極体の側面、前記正極金属外装体、及び前記負極金属外装体がそれぞれ絶縁されている、電池。
＜２＞
前記正極金属外装体及び前記負極金属外装体の両方が箱型形状であり、
前記正極金属外装体と前記負極金属外装体とが前記側板を有する側が向かい合うように重ね合わされ、
前記正極金属外装体における前記底板及び前記負極金属外装体における前記底板の一方が他方より面積が大きく、且つ前記底板の面積が小さい方の金属外装体における全ての前記側板が、前記底板の面積が大きい方の金属外装体における全ての前記側板の内側に収容される、＜１＞に記載の電池。
＜３＞
前記樹脂として、前記電極体の側面と前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板との間に介在する第１樹脂、及び前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板と前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板との間に介在する第２樹脂を有し、
前記第１樹脂が前記第２樹脂より絶縁性の高い樹脂であり、
前記第２樹脂が前記第１樹脂より耐水分透過性の高い樹脂である、＜２＞に記載の電池。
＜４＞
前記底板の面積が大きい方の金属外装体が負極金属外装体である、＜２＞又は＜３＞に記載の電池。
＜５＞
前記電極体の側面と前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板との間、及び前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板と前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板との間を、前記樹脂が埋めており、
前記底板の面積が小さい方の金属外装体における前記側板から、前記底板の面積が大きい方の金属外装体における前記側板まで、の距離が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記底板の面積が小さい方の金属外装体の前記側板における前記底板と反対側の端から、前記底板の面積が大きい方の金属外装体の前記側板における前記底板と反対側の端まで、の前記電極体の厚さ方向における距離が１．０ｍｍ以上５０．０ｍｍ以下である、＜２＞～＜４＞のいずれか１項に記載の電池。
＜６＞
固体電池である＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の電池。
＜７＞
前記電極体は複数のバイポーラ電極が固体電解質層を介して積層される、＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電池。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、耐水分透過性を保持し且つ高い構造効率を有する電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態に係る電池を示す概略断面図である。
本開示の実施形態に係る電池が有する電極体、正極箔及び負極箔を示す概略斜視図である。
本開示の実施形態に係る電池が有する正極金属外装体及び負極金属外装体を示す概略斜視図である。
本開示の他の実施形態に係る電池を示す概略断面図である。
外装体としてラミネートシートを用いた従来の電池を示す概略断面図である。
固体電池の一例を示す概略断面図である。
シール部の長さ及びシール部の厚みと水分透過透過量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許