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公開番号2025121434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024016772
出願日2024-02-07
発明の名称集電体、電極構造体、蓄電デバイス及び集電体の製造方法
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H01M 4/72 20060101AFI20250813BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】バイポーラ型の蓄電デバイスにおいて、内部短絡発生時の安全性をより高める。
【解決手段】本開示の集電体は、バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる集電体であって、格子状に形成された絶縁部と、絶縁部の格子上に配設されこの格子よりも大きなサイズを有する導電部と、を有し、集電体は、厚さ方向に電解液が通過しない構造を有し、隣接する導電部の隙間が格子の幅よりも小さいものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる集電体であって、
格子状に形成された絶縁部と、
前記絶縁部の格子上に配設され該格子よりも大きなサイズを有する導電部と、を有し、
前記集電体は、厚さ方向に電解液が通過しない構造を有し、隣接する前記導電部の隙間が前記格子の幅よりも小さい、
集電体。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記集電体は、隣接する前記導電部の隙間が２ｍｍ以下であり、前記絶縁部の格子の幅が５ｍｍ以下である、請求項１に記載の集電体。
【請求項３】
前記導電部は、前記絶縁部の格子の開口縁への接着、及び／又は前記格子の開口縁への熱圧着で前記絶縁部に固定されている、請求項１又は２に記載の集電体。
【請求項４】
前記絶縁部は樹脂部材であり、前記導電部は金属箔である、請求項１又は２に記載の集電体。
【請求項５】
前記導電部は、Ａｌ、Ｃｕ及びステンレスのうち１以上の金属箔であり、
前記絶縁部は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリイミド（ＰＩ）のうち１以上の樹脂部材である、請求項１又は２に記載の集電体。
【請求項６】
前記集電体は、前記導電部間の抵抗が０．５Ω以上である、請求項１又は２に記載の集電体。
【請求項７】
前記絶縁部は樹脂部材であり、
前記導電部は金属箔としてのＡｌ箔であり、
前記格子内部に金属層としてのＣｕ箔が配設されている、請求項１又は２に記載の集電体。
【請求項８】
バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる電極構造体であって、
請求項１又は２に記載の集電体と、
前記集電体の前記絶縁部に前記導電部が配設された側の面に形成された正極合材層と、
前記集電体の他の面に形成された負極合材層と、を備えた電極構造体。
【請求項９】
請求項８に記載の電極構造体が積層されてなる、蓄電デバイス。
【請求項１０】
バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる集電体の製造方法であって、
格子状に形成された絶縁部の前記格子上に該格子よりも大きなサイズを有する導電部を配置して、
前記導電部を前記絶縁部の格子の開口縁へ接着するか、前記導電部を前記絶縁部の格子の開口縁へ熱圧着するか、のいずれかによって前記導電部を前記絶縁部に固定する固定工程、
を含む集電体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、集電体、電極構造体、蓄電デバイス及び集電体の製造方法を開示する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電デバイスとしては、支持基板を準備し、導電層を支持基板の表側に形成し、導電層を、樹脂含有シートの表面および裏面に転写することにより得られる積層型導電シートを、リチウムイオン二次電池として用いられるバイポーラ電池の集電体として用いるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電デバイスでは、製造コストが低減されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２５４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、樹脂含有シートの表裏に導電層を形成した集電体を用いたバイポーラ型リチウムイオン二次電池を実現できるものの、内部短絡発生時の安全性については検討されていなかった。このように、バイポーラ型の蓄電デバイスにおいて、内部短絡に対処することができる集電構造が求められていた。
【０００５】
本開示はこのような課題を解決するためになされたものであり、バイポーラ型の蓄電デバイスにおいて、内部短絡発生時の安全性をより高めることができる集電体、電極構造体、蓄電デバイス及び集電体の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究した結果、格子状の絶縁部上に格子より大きなサイズの導電部を配設すると、バイポーラ型の蓄電デバイスにおいて、内部短絡発生時の安全性をより高めることができることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本明細書で開示する集電体は、
バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる集電体であって、
格子状に形成された絶縁部と、
前記絶縁部の格子上に配設され該格子よりも大きなサイズを有する導電部と、を有し、
前記集電体は、厚さ方向に電解液が通過しない構造を有し、隣接する前記導電部の隙間が前記格子の幅よりも小さいものである。
【０００８】
本明細書で開示する電極構造体は、
上述した集電体と、
前記集電体の前記絶縁部に前記導電部が配設された側の面に形成された正極合材層と、
前記集電体の他の面に形成された負極合材層と、を備えたものである。
【０００９】
本明細書で開示する蓄電デバイスは、
上述した電極構造体が積層されてなるものである。
【００１０】
本明細書で開示する集電体の製造方法は、
バイポーラ型蓄電デバイスに用いられる集電体の製造方法であって、
格子状に形成された絶縁部の前記格子上に該格子よりも大きなサイズを有する導電部を配置して、
前記導電部を前記絶縁部の格子の開口縁へ接着するか、前記導電部を前記絶縁部の格子の開口縁へ熱圧着するか、のいずれかによって前記導電部を前記絶縁部に固定する固定工程、
を含むものである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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