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公開番号2025009437
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112443
出願日2023-07-07
発明の名称固体電池ユニット、固体電池スタック、固体電池パック、固体電池ユニットの製造方法、および、固体電池スタックの製造方法
出願人カナデビア株式会社
代理人弁理士法人いくみ特許事務所
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250110BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池容量の向上および薄型化が可能であり、さらに、集電抵抗を低減させることができる固体電池ユニット、固体電池スタック、固体電池パック、固体電池ユニットの製造方法、および、固体電池スタックの製造方法を提供する。
【解決手段】固体電池ユニット1は、電解質層101と、正極層102と、負極層103とを備える電極シート10と、電極シート10の正極層102と接触する正極集電板11と、電極シート10の負極層103と接触する負極集電板12と、電極シート10を絶縁する絶縁部材13とを備える。電極シート10は、同一平面上に、互いに重ならないように、複数配置されており、正極集電板11は、複数の電極シート10の一方面に配置されており、負極集電板12は、複数の電極シート10の他方面に配置されており、絶縁部材13は、同一平面上で互いに隣り合う複数の電極シート10の間に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電解質層と、前記電解質層の一方面に配置される正極層と、前記電解質層の他方面に配置される負極層とを備える電極シートと、
前記電極シートの正極層と接触する正極集電板と、
前記電極シートの負極層と接触する負極集電板と、
前記電極シートを絶縁する絶縁部材と
を備え、
前記電極シートが、同一平面上に、互いに重ならないように、複数配置されており、
前記正極集電板は、前記複数の電極シートの一方面に配置されており、
前記負極集電板は、前記複数の電極シートの他方面に配置されており、
前記絶縁部材は、同一平面上で互いに隣り合う前記複数の電極シートの間に配置されている、固体電池ユニット。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記正極集電板は、前記正極層と重なる正極集電板本体と、前記正極集電板本体の縁から突出する正極集電タブを備え、
前記負極集電板は、前記負極層と重なる負極集電板本体と、前記負極集電板本体の縁から突出する負極集電タブを備え、
前記正極集電タブの突出方向は、前記負極集電タブの突出方向と異なる、請求項１に記載の固体電池ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体電池ユニットが、複数積層される固体電池スタックであって、
前記複数の固体電池ユニットは、積層方向において互いに隣り合う固体電池ユニットにおける、前記正極集電板と前記負極集電板とが、前記電極シートを介して、向かい合うように、配置されており、
介在される前記電極シートが、同一平面上に、互いに重ならないように、複数配置されており、
介在される前記複数の電極シートの正極層は、前記正極集電板と接触し、
介在される前記複数の電極シートの負極層は、前記負極集電板と接触し、
前記絶縁部材は、同一平面上で互いに隣り合う前記複数の電極シートの間に配置されている、固体電池スタック。
【請求項４】
請求項３に記載の固体電池スタックが、外装体に封入されている、固体電池パック。
【請求項５】
請求項１または２に記載の固体電池ユニットの製造方法であって、
前記正極集電板および前記負極集電板のいずれか一方の集電板を準備する工程と、
前記一方の集電板の一方面に、前記絶縁部材を配置する工程と、
前記一方の集電板の一方面に、前記電極シートを、同一平面上で互いに重ならないように、複数配置する工程であって、前記電極シートの正極層および負極層のいずれか一方の電極層が、前記一方の集電板と同極となるように、前記複数の電極シートを前記一方の集電板と接触させる工程と、
前記複数の電極シートに、他方の集電板を配置する工程であって、前記電極シートの他方の電極層が、前記他方の集電板と同極となるように、前記他方の集電板を前記複数の電極シートに接触させる工程と
を含む、固体電池ユニットの製造方法。
【請求項６】
前記電解質層と、前記電解質層の一方面に配置される正極層と、前記電解質層の他方面に配置される負極層とを加圧成形して、前記電極シートを得る工程をさらに含む、請求項５に記載の固体電池ユニットの製造方法。
【請求項７】
請求項３に記載の固体電池スタックの製造方法であって、
一の前記固体電池ユニットを準備する工程と、
一の前記固体電池ユニットの一方面に、前記絶縁部材を配置する工程と、
一の前記固体電池ユニットの一方面に、前記複数の電極シートを、同一平面上で互いに重ならないように配置する工程であって、前記電極シートの正極層および負極層のいずれか一方の電極層が、一の前記固体電池ユニットの一方面を形成している前記正極集電板および前記負極集電板のいずれか一方の集電板と同極となるように、前記複数の電極シートを一の前記固体電池ユニットに接触させる工程と、
前記複数の電極シートに、他の前記固体電池ユニットをさらに配置する工程であって、他の前記固体電池ユニットの他方面を形成している前記正極集電板および前記負極集電板のいずれか一方の集電板が、前記電極シートの他方の電極層と同極となるように、他の前記固体電池ユニットを前記複数の電極シートに接触させる工程と
を含む、固体電池スタックの製造方法。
【請求項８】
前記電解質層と、前記電解質層の一方面に配置される正極層と、前記電解質層の他方面に配置される負極層とを加圧成形して、前記電極シートを得る工程をさらに含む、請求項７に記載の固体電池スタックの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電池ユニット、固体電池スタック、固体電池パック、固体電池ユニットの製造方法、および、固体電池スタックの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン伝導性の固体電解質を用いる固体電池が知られている。この固体電池は、正極層と負極層との間に固体電解質層が配置される単位電池部と、正極層に対して固体電解質層の反対側に配置された正極集電体と、負極層に対して固体電解質層の反対側に配置された負極集電体とを備える。
【０００３】
このような固体電池は、電池容量を向上させるために、上記した単位電池部を挟んで、正極集電体と負極集電体とを繰り返し積層させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、固体電池は、ラミネートフィルムなどに封入するため、薄型化が要求される。しかしながら、特許文献１の固体電池では、十分な電気容量を確保するために、積層数を増やす必要があり、薄型化できないという不具合がある。
【０００５】
そこで、正極集電体および負極集電体を螺旋階段状に複数連結し、その正極集電体および負極集電体の間に単位電池部を配置することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の固体電池は、複数の単位電池部を並列に配置できるため、電気容量を向上させつつ、薄型化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－２５１４１７号公報
特開２０１０－３６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の固体電池は、それぞれ螺旋階段状に連結された正極集電体および負極集電体を有していることから、正極集電体および負極集電体の長さが長くなる。そうすると、集電抵抗が増加し、ひいては、電池の劣化につながるという不具合がある。
【０００８】
本発明は、電池容量の向上および薄型化が可能であり、さらに、集電抵抗を低減させることができる固体電池ユニット、固体電池スタック、固体電池パック、固体電池ユニットの製造方法、および、固体電池スタックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明［１］は、電解質層と、前記電解質層の一方面に配置される正極層と、前記電解質層の他方面に配置される負極層とを備える電極シートと、前記電極シートの正極層と接触する正極集電板と、前記電極シートの負極層と接触する負極集電板と、前記電極シートを絶縁する絶縁部材とを備え、前記電極シートが、同一平面上に、互いに重ならないように、複数配置されており、前記正極集電板は、前記複数の電極シートの一方面に配置されており、前記負極集電板は、前記複数の電極シートの他方面に配置されており、前記絶縁部材は、同一平面上で互いに隣り合う前記複数の電極シートの間に配置されている、固体電池ユニットを含む。
【００１０】
この固体電池ユニットによれば、電極シートが、同一平面上に、互いに重ならないように、複数配置されている。そのため、電池容量を向上および薄型化が可能である。また、正極集電板は、複数の電極シートの一方面に配置されており、負極集電板は、複数の電極シートの他方面に配置されている。そのため、正極集電板および負極集電板の長さが短く、集電抵抗を低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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