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公開番号2025088457
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203170
出願日2023-11-30
発明の名称蓄電モジュール
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 50/474 20210101AFI20250604BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】短絡を抑制可能な蓄電モジュールを提供する。
【解決手段】蓄電モジュール1は、電極積層体10と、電極積層体10を封止するための封止体20と、隣り合う電極の間に介在されたセパレータ14と、を備える。封止体20のスペーサ22は、電極の集電体15の外形に沿う枠状に形成された本体部22Mと、当該スペーサ22の外縁22tから内縁22eにわたって欠落させられることで連通孔30を形成する連通孔形成部22Fと、を含む。セパレータ14は、隣り合う正極活物質層16と負極活物質層17との間に介在しつつ、封止体20における隣り合うシール材21とスペーサ22との間に挟まれるように延在している。セパレータ14は、少なくとも連通孔形成部22Fに重なる部分において、基材14a及び基材14aに形成されたセラミック層14bを含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に沿って積層された複数の電極を含む電極積層体と、
前記電極積層体に設けられ、前記電極積層体を封止するための封止体と、
前記第１方向に沿って隣り合う前記電極の間に介在されたセパレータと、
を備え、
前記電極は、
前記第１方向に交差する第１表面、及び、前記第１表面の反対側の第２表面を含む集電体と、
前記第１表面に設けられた第１活物質層と、
前記第２表面に設けられ、前記第１活物質層と異なる極性を有する第２活物質層と、
を有し、
前記封止体は、
前記第１方向に沿って積層され、前記第１方向からみて前記集電体の外形に沿う枠状に形成され、前記集電体の周縁部において前記第１表面及び前記第２表面に接合された複数のシール材と、
前記第１方向に沿って隣り合う前記シール材の間に介在され、前記第１方向に沿って隣り合う前記シール材と共に、前記第１方向に沿って隣り合う前記集電体の間に電解液を収容する内部空間を形成する複数のスペーサと、
複数の前記内部空間のそれぞれを外部に連通する複数の連通孔と、
を有し、
前記第１方向からみたとき、前記第２活物質層の外縁は、前記第１活物質層の外縁よりも外側に位置し、
前記スペーサは、
前記第１方向からみて前記集電体の外形に沿う枠状に形成された本体部と、
前記第１方向からみたときに、当該スペーサの外縁から内縁にわたって欠落させられることで前記連通孔を形成する連通孔形成部と、
を含み、
前記第１方向からみたとき、前記本体部の内縁は、前記第２活物質層の外縁よりも内側に位置しており、
前記セパレータは、前記第１方向に沿って隣り合う前記第１活物質層と前記第２活物質層との間に介在しつつ、前記第１方向に沿って隣り合う前記シール材と前記スペーサとの間に挟まれるように延在しており、
前記セパレータは、少なくとも前記第１方向からみたときに前記連通孔形成部に重なる部分において、基材及び前記基材に形成されたセラミック層を含む、
蓄電モジュール。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記セラミック層は、前記基材における当該セパレータを挟む前記シール材及び前記スペーサのうちの前記スペーサ側に形成されている、
請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記セラミック層の厚さは、２μｍ以上である、
請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記電解液は、ＬｉＦＳＩを電解質塩として含む、
請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記第１方向における前記電極積層体の最外部に位置する前記電極である終端電極の前記集電体には、補強部が設けられており、
前記補強部は、前記第１方向からみたとき、前記終端電極の前記集電体における少なくとも前記第１活物質層の外縁と前記シール材の内縁との間の部分に設けられている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電モジュールに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バイポーラ電池が記載されている。このバイポーラ電池は、一つの集電体の一面に正極活物質層を設け、他面に負極活物質層を設けたバイポーラ電極と、正極活物質層と負極活物質層との間にはさまれたゲル電解質と、正極活物質層、負極活物質層、及びゲル電解質によって構成された単電池の周囲を取り囲み集電体の間に設けられたシール層と、を有し、当該単電池が複数積層された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－１５８３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のバイポーラ電池といった蓄電モジュールでは、隣り合う正極活物質層と負極活物質層との間にセパレータを介在させる場合がある。特に、セパレータを、正極活物質層と負極活物質層との間からシール層に至るように延在させることで、隣り合う集電体間に形成される内部空間を、正極活物質層側の正極領域と負極活物質層側の負極領域とに区画し得る。この場合、例えば負極領域に異物が存在し、当該異物がセパレータを貫通すると、セパレータを介して隣り合う集電体の活物質層が形成されていない未塗工部間での短絡が生じるおそれがある。なお、異物は、種々の物が想定されるが、一例として、正極領域において電解液によって溶解された金属異物が、負極領域で再析出して生じる析出物等が考えられる。
【０００５】
本発明は、短絡を抑制可能な蓄電モジュール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】
本発明に係る蓄電モジュールは、第１方向に沿って積層された複数の電極を含む電極積層体と、電極積層体に設けられ、電極積層体を封止するための封止体と、第１方向に沿って隣り合う電極の間に介在されたセパレータと、を備え、電極は、第１方向に交差する第１表面、及び、第１表面の反対側の第２表面を含む集電体と、第１表面に設けられた第１活物質層と、第２表面に設けられ、第１活物質層と異なる極性を有する第２活物質層と、を有し、封止体は、第１方向に沿って積層され、第１方向からみて集電体の外形に沿う枠状に形成され、集電体の周縁部において第１表面及び第２表面に接合された複数のシール材と、第１方向に沿って隣り合うシール材の間に介在され、第１方向に沿って隣り合うシール材と共に、第１方向に沿って隣り合う集電体の間に電解液を収容する内部空間を形成する複数のスペーサと、複数の内部空間のそれぞれを外部に連通する複数の連通孔と、を有し、第１方向からみたとき、第２活物質層の外縁は、第１活物質層の外縁よりも外側に位置し、スペーサは、第１方向からみて集電体の外形に沿う枠状に形成された本体部と、第１方向からみたときに、当該スペーサの外縁から内縁にわたって欠落させられることで連通孔を形成する連通孔形成部と、を含み、第１方向からみたとき、本体部の内縁は、第２活物質層の外縁よりも内側に位置しており、セパレータは、第１方向に沿って隣り合う第１活物質層と第２活物質層との間に介在しつつ、第１方向に沿って隣り合うシール材とスペーサとの間に挟まれるように延在しており、セパレータは、少なくとも第１方向からみたときに連通孔形成部に重なる部分において、基材及び基材に形成されたセラミック層を含む。
【０００７】
この蓄電モジュールでは、電極積層体に封止体が設けられることで、隣り合う電極の集電体の間に電解液を収容する内部空間が形成されている。また、隣り合う電極の第１活物質層と第２活物質層との間には、セパレータが介在されている。より具体的には、セパレータは、第１活物質層と第２活物質層との間に介在しつつ、封止体を構成するシール材と当該シール材に隣り合うスペーサとの間に挟まれるように延在している。これにより、セパレータは、内部空間を、第１活物質層側の第１領域と第２活物質層側の第２領域とに区画し得る。
【０００８】
一方、この蓄電モジュールでは、スペーサが、積層方向（第１方向）からみて集電体の外形に沿う枠状に形成された本体部を含み、本体部は、当該本体部の内縁が、第１活物質層よりも外側に張り出す第２活物質層の外縁よりも内側に位置している。換言すれば、スペーサの本体部は、隣り合うシール材の間から第２活物質層に重なるように延在している。したがって、セパレータを介して隣り合う集電体の活物質層が形成されていない未塗工部においては、積層方向についてセパレータに加えてスペーサの本体部が介在することで、例えば内部空間の第２領域に存在する異物による短絡が抑制される。
【０００９】
ここで、スペーサは、本体部に加えて、積層方向からみたときに、当該スペーサの外縁から内縁にわたって欠落させられることで、連通孔を形成する連通孔形成部を含んでいる。当該連通孔は、内部空間を外部に連通することで、例えば内部空間への電解液や検査用気体等の流体の導入及び導出を可能とする。スペーサに対してこのような連通孔形成部が設けられることで、セパレータを介して隣り合う集電体の活物質層が形成されていない未塗工部において、スペーサが介在しない領域が生じ得る。したがって、当該領域においては、スペーサが異物による未塗工部間の短絡の抑制に寄与しにくい。
【００１０】
これに対して、この蓄電モジュールでは、セパレータは、積層方向からみたときに少なくとも連通孔形成部（すなわち、スペーサの欠落部分）に重なる部分において、基材と基材に形成されたセラミック層とを含み、基材のみの場合と比較して剛性が確保されている。よって、スペーサが介在しない上記領域にあっても、異物がセパレータを貫通することが抑制される結果、隣り合う集電体の未塗工部間の短絡が抑制される。以上のように、この蓄電モジュールによれば、短絡が抑制され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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