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公開番号2025148121
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048731
出願日2024-03-25
発明の名称バイポーラ型電池
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 50/198 20210101AFI20250930BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極集電体の正極合材未形成領域及び負極集電体の負極合材未形成領域における皺及び歪の発生が抑制されたバイポーラ型電池の提供。
【解決手段】正極集電体、正極合材層、セパレータ、負極合材層及び負極集電体が積層され、正極集電体または負極集電体に接合された引張弾性率が35.0kgf/mm²未満である低剛性材層と、低剛性材層の正極集電体または負極集電体に接合された面とは反対の面上に引張弾性率が35.0kgf/mm²以上である高剛性材層と、を有する樹脂シール層を有する、バイポーラ型電池。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
セパレータと、
前記セパレータの一方の面上に正極合材層と、
前記正極合材層の前記セパレータと反対側の面上に正極集電体と、
前記セパレータの他方の面上に負極合材層と、
前記負極合材層の前記セパレータと反対側の面上に負極集電体と、が積層され、
積層方向から見た際に、前記正極集電体の面上に前記正極合材層が形成されていない正極合材未形成領域を有し、且つ前記負極集電体の面上に前記負極合材層が形成されていない負極合材未形成領域を有し、
前記正極集電体または前記負極集電体に接合された引張弾性率が３５．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
未満である低剛性材層と、前記低剛性材層の前記正極集電体または前記負極集電体に接合された面とは反対の面上に引張弾性率が３５．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上である高剛性材層と、を有する樹脂シール層を有する、バイポーラ型電池。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記樹脂シール層は、前記正極合材未形成領域における前記正極集電体の前記正極合材層と反対側の面上、及び前記負極合材未形成領域における前記負極集電体の前記負極合材層と反対側の面上に、それぞれ積層されている、請求項１に記載のバイポーラ型電池。
【請求項３】
前記低剛性材層の引張弾性率が１．４ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上２６．７ｋｇｆ／ｍｍ
２
以下であり、前記高剛性材層の引張弾性率が４２．２ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上１２７．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
以下である、請求項１に記載のバイポーラ型電池。
【請求項４】
前記低剛性材層が低密度ポリエチレン及びエチレン－酢酸ビニル共重合樹脂から選択される少なくとも一種を含み、前記高剛性材層がアイオノマー、無延伸ポリプロピレン及び高密度ポリエチレンから選択される少なくとも一種を含む、請求項１に記載のバイポーラ型電池。
【請求項５】
前記樹脂シール層が、前記低剛性材層と前記高剛性材層との２層からなる、請求項１に記載のバイポーラ型電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイポーラ型電池に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、集電体の一方の面に負極活物質層を有し、前記集電体の他方の面に正極活物質層を有するバイポーラ電極が、セパレータを介して複数積層されたバイポーラ型電池が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、集電体において正極活物質層及び負極活物質層が位置しない未塗工部分を補強する補強部材を備え、集電体は、正極及び負極における活物質層の対向方向から見た場合に、スペーサと活物質層との間に未塗工部分を有しており、補強部材は、活物質層の対向方向から見た場合に、正極活物質層及び負極活物質層と未塗工部分との境界と、スペーサと未塗工部分との境界とに跨るように、未塗工部分に沿って配置されている蓄電セル、が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、集電体層、活物質層及び電解質層を含む、積層体と、前記積層体の少なくとも側面を被覆する、樹脂層と、前記樹脂層によって被覆された前記積層体を収容する、外装体と、を備え、前記樹脂層が、前記積層体の側面から前記外装体に向かって、少なくとも第１樹脂層と第２樹脂層とを備え、前記第２樹脂層が前記外装体と接触しており、前記第２樹脂層のヤング率が前記第１樹脂層のヤング率よりも小さい、電池、が開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献３には、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層および正極集電体をこの順で有する積層体を備える全固体電池であって、上記負極活物質層、上記固体電解質層および上記正極活物質層を発電要素とした場合、上記積層体は、上記発電要素の側面に配置された保護層を有し、上記保護層は、タック性を有する樹脂を含有し、上記積層体は、上記全固体電池の積層方向の断面視において、上記負極集電体と上記保護層との間、および、上記正極集電体と上記保護層との間の少なくとも一方に、フィルムを有する、全固体電池、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－０６９０４２号公報
特開２０２１－１９７２０４号公報
特開２０２３－０６８８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、負極集電体、負極合材層、セパレータ、正極合材層、及び正極集電体が積層されたバイポーラ型電池について説明する。正極集電体の正極合材層が形成されていない領域（正極合材未形成領域）及び負極集電体の負極合材層が形成されていない領域（負極合材未形成領域）にそれぞれ樹脂シール層を積層する際、ヒートシール（熱融着）が行われる。この際、正極集電体の正極合材未形成領域及び負極集電体の負極合材未形成領域に皺が生じたり、歪が生じたりすることがあった。
【０００８】
本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、正極集電体の正極合材未形成領域及び負極集電体の負極合材未形成領域における皺及び歪の発生が抑制された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】
【０００９】
上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
＜１＞
セパレータと、
前記セパレータの一方の面上に正極合材層と、
前記正極合材層の前記セパレータと反対側の面上に正極集電体と、
前記セパレータの他方の面上に負極合材層と、
前記負極合材層の前記セパレータと反対側の面上に負極集電体と、が積層され、
積層方向から見た際に、前記正極集電体の面上に前記正極合材層が形成されていない正極合材未形成領域を有し、且つ前記負極集電体の面上に前記負極合材層が形成されていない負極合材未形成領域を有し、
前記正極集電体または前記負極集電体に接合された引張弾性率が３５．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
未満である低剛性材層と、前記低剛性材層の前記正極集電体または前記負極集電体に接合された面とは反対の面上に引張弾性率が３５．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上である高剛性材層と、を有する樹脂シール層を有する、バイポーラ型電池。
＜２＞
前記樹脂シール層は、前記正極合材未形成領域における前記正極集電体の前記正極合材層と反対側の面上、及び前記負極合材未形成領域における前記負極集電体の前記負極合材層と反対側の面上に、それぞれ積層されている、＜２＞に記載のバイポーラ型電池。
＜３＞
前記低剛性材層の引張弾性率が１．４ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上２６．７ｋｇｆ／ｍｍ
２
以下であり、前記高剛性材層の引張弾性率が４２．２ｋｇｆ／ｍｍ
２
以上１２７．０ｋｇｆ／ｍｍ
２
以下である、＜１＞又は＜２＞に記載のバイポーラ型電池。
＜４＞
前記低剛性材層が低密度ポリエチレン及びエチレン－酢酸ビニル共重合樹脂から選択される少なくとも一種を含み、前記高剛性材層がアイオノマー、無延伸ポリプロピレン及び高密度ポリエチレンから選択される少なくとも一種を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか一項に記載のバイポーラ型電池。
＜５＞
前記樹脂シール層が、前記低剛性材層と前記高剛性材層との２層からなる、＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載のバイポーラ型電池。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、正極集電体の正極合材未形成領域及び負極集電体の負極合材未形成領域における皺及び歪の発生が抑制されたバイポーラ型電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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