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公開番号2024122585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030205
出願日2023-02-28
発明の名称水系電解液を用いたバイポーラ電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/36 20100101AFI20240902BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電解液として高濃度の水系電解液を用い、安価な材料を正極及び負極の集電体層として用いるバイポーラ電池を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示のバイポーラ電池は、水系電解液及び集電体層を有し、水系電解液が、水と、水1kgあたり5mol以上の濃度にて溶解された電解質とを含み、かつ集電体層がステンレス鋼を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水系電解液及び集電体層を有し、
前記水系電解液が、水と、前記水１ｋｇあたり５ｍｏｌ以上の濃度にて溶解された電解質とを含み、かつ
前記集電体層がステンレス鋼を含む、
バイポーラ電池。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記ステンレス鋼が、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０－Ｈ、又はそれらの組み合わせである、請求項１に記載のバイポーラ電池。
【請求項３】
前記電解質が、カリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、又はそれらの組み合わせである、請求項１又は２に記載のバイポーラ電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水系電解液を用いたバイポーラ電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、バイポーラ電池が注目されている。バイポーラ電池は、電池の構成を簡素化できるだけでなく、モノポーラ電池と比較して電流の経路が短くなることで、低抵抗化を実現できる。
【０００３】
なお、バイポーラ電池は、バイポーラ電極積層体、すなわち一つの集電体層の一方の面に正極活物質層を形成し、かつ他方の面に負極活物質層を形成した電極積層体を、複数、互いに積層し、それらのバイポーラ電極積層体を互いに直列接続して得られる電池である。また、モノポーラ電池は、正極集電体層の両方の面に正極活物質層を形成し、かつ負極集電体層の両方の面に負極活物質層を形成し、それらを交互に積層し、そして複数の正極集電体層同士及び／又は複数の負極集電体層同士を互いに並列に接続して得られる電池である。
【０００４】
一方で、二次電池の電解液として高濃度の水系電解液を用いることで、水の理論分解電圧を超える電圧で充放電可能な電池を作製できることが知られている。
【０００５】
特許文献１には、電解液に高濃度の水系電解液を用い、正極集電体層にチタン箔を用い、負極集電体層にアルミ箔を用いた二次電池が開示されている。また、特許文献２には、リチウム塩濃度が２～６ｍｏｌ／ｋｇである電解液を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－１５５２７８号公報
特開２０２２－１２３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１において、正極集電体層として用いられているチタンは高価である。また、バイポーラ電極を作製するためには、正極集電体層及び負極集電体層を共用する必要があるが、特許文献１では、正極集電体層及び負極集電体層としてそれぞれ異なる金属箔が使用されているため、これをそのままバイポーラ電極に適用することはできない。
【０００８】
したがって、本開示は、電解液として高濃度の水系電解液を用い、かつ安価な材料を集電体層として用いるバイポーラ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】
【０００９】
本開示者らは、以下の手段により、上記課題を解決できることを見出した。
【００１０】
〈態様１〉水系電解液及び集電体層を有し、
前記水系電解液が、水と、前記水１ｋｇあたり５ｍｏｌ以上の濃度にて溶解された電解質とを含み、かつ
前記集電体層がステンレス鋼を含む、
バイポーラ電池。
〈態様２〉前記ステンレス鋼がＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０－Ｈ、又はそれらの組み合わせである、態様１に記載のバイポーラ電池。
〈態様３〉前記電解質が、カリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、又はそれらの組み合わせである、態様１又は２に記載のバイポーラ電池。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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