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公開番号2025091694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207104
出願日2023-12-07
発明の名称バイポーラ電極及びバイポーラ型電池
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 4/13 20100101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電時に電極に反りが生じることを抑制することができるバイポーラ電極及びバイポーラ型電池を得る。
【解決手段】バイポーラ電極10は、集電体となる正極基材12と、正極基材12上に形成された正極合材層14と、集電体となる負極基材16と、負極基材16上に形成されると共に複数の領域18Cに分割され、隣接する領域18C間に底部を負極基材16とする溝18Aが設けられた負極合材層18と、負極基材16と負極合材層18との間に形成され、弾性を有する弾性層20と、を備えている。電極10は、正極合材層14、正極基材12、負極基材16、弾性層20、負極合材層18の順に積層されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
集電体となる正極基材と、
該正極基材上に形成された正極合材層と、
集電体となる負極基材と、
該負極基材上に形成されると共に複数の領域に分割され、隣接する前記領域間に底部を前記負極基材とする溝が設けられた負極合材層と、
前記負極基材と前記負極合材層との間に形成され、弾性を有する弾性層と、を備え、
前記正極合材層、前記正極基材、前記負極基材、前記弾性層、前記負極合材層の順に積層されているバイポーラ電極。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記弾性層は、引っ張りせん断接着強さが１５ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下、剥離接着強さが３Ｎ以上１０Ｎ以下、弾性率が７００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下、破断強度が１５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下、かつ破断時伸び率が５％以上３０％以下である請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項３】
前記弾性層は、電子伝導性が１ｍＳ／ｃｍ以上である請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項４】
前記弾性層は、導電助剤と、高分子材とを含有する請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項５】
前記弾性層の厚みは、１０μｍ以下である請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項６】
前記負極合材層は積層方向から見て矩形状であり、
前記溝は、前記負極合材層の短辺側及び長辺側において、各々当該負極合材層の表面に沿って線状に複数延在されている請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項７】
前記負極合材層は、少なくとも負極活物質を含み、
当該負極活物質は、ケイ素が１０％以内含有されている請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項８】
前記溝の溝幅は、５０μｍ以上５ｍｍ以下である請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項９】
隣接する前記溝の間隔は１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である請求項１に記載のバイポーラ電極。
【請求項１０】
隣接する前記溝の間隔に対する前記溝の溝幅の割合は、０．０５である請求項１に記載のバイポーラ電極。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイポーラ電極及びバイポーラ型電池に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、全固体電池において、電極面にスリット状の溝を形成することで電極層に係る電極面において電極反応に関与する部分の面積を適宜調節し、かつスリット状の溝を電極層の膨張収縮の緩衝部分とした結果、電極層の膨張を抑制できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１９２３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイポーラ型電池の電極は、集電体を挟んで両面に、充放電時の膨張収縮の挙動が異なる合材層を有しているため、充放電時に電極に反りが生じる可能性がある。なお、特許文献１に記載の全固体電池においては、合材層を含むすべての構成材料が固体化されているため、電解液を使用した液系電池と比較して、電極に反りが生じる可能性は著しく低い。
【０００５】
本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、充放電時に反りが生じることを抑制することができるバイポーラ電極及びバイポーラ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】
請求項１に記載の本発明に係るバイポーラ電極は、集電体となる正極基材と、該正極基材上に形成された正極合材層と、集電体となる負極基材と、該負極基材上に形成されると共に複数の領域に分割され、隣接する前記領域間に底部を前記負極基材とする溝が設けられた負極合材層と、前記負極基材と前記負極合材層との間に形成され、弾性を有する弾性層と、を備え、前記正極合材層、前記正極基材、前記負極基材、前記弾性層、前記負極合材層の順に積層されている。
【０００７】
請求項２に記載の本発明に係るバイポーラ電極は、請求項１に記載の構成において、前記弾性層は、引っ張りせん断接着強さが１５ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下、剥離接着強さが３Ｎ以上１０Ｎ以下、弾性率が７００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下、破断強度が１５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下、かつ破断時伸び率が５％以上３０％以下である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明に係るバイポーラ電極は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記弾性層は、電子伝導性が１ｍＳ／ｃｍ以上である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明に係るバイポーラ電極は、請求項１～３の何れか１項に記載の構成において、前記弾性層は、導電助剤と、高分子材とを含有する。
【００１０】
請求項５に記載の本発明に係るバイポーラ電極は、請求項１～４の何れか１項に記載の構成において、前記弾性層の厚みは、１０μｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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