[发明专利]二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次电池，例如，能够适用于基于利用金属氧化物的光激发结构变化，在能隙中形成新的能级而捕获电子的动作原理的二次电池(以下，称为量子电池)。

背景技术

作为二次电池，已知有镍氢电池(Ni-MH)、锂离子二次电池(LIB)等。另一方面，近年来，都要求小型且大容量的电池。因此，进行了将多个单独作为二次电池起作用的单位(以下，称为单层电池)重叠这样的处理。

在非专利文献1的319页～320页中，记载有图1以及图2所示那样的圆筒型以及方型的镍氢电池(Ni-MH)的结构。圆筒型电池1A是隔着隔板4将规定形状的薄板状的正极2以及负极3卷成旋涡状(旋涡可以视为重叠了单层电池)，将它们插入圆筒型的外壳5，在注入了电解液之后进行密封而完成的电池。方型电池1B是将使隔板4介于规定形状的薄板状的正极2以及负极3间的结构相重叠，将它们插入方型的外壳5，在注入了电解液之后进行密封而完成的电池。

在专利文献1中记载有图3所示那样的方型的锂离子二次电池的内部结构(极板组)。记载有在被弯折成锯齿状的隔板4的连续体的谷沟内，交替插入正极板2及负极板3，并在锯齿方向上进行挤压做成扁平的极板组1C。这样的极板组被插入方型的外装罐中，在注入了电解液之后进行密封而完成方型电池。

又，近年来，固体薄膜化而构成的全固体型的二次电池被研究、开发，其作为实现小型化的二次电池而被期待。在图4中示出表示全固体型的二次电池的构成的立体图以及截面图。图4省略了正极端子以及负极端子等端子构件、铠装构件和包覆构件等安装构件等。全固体型的二次电池1D是在负极层3和正极层2之间具有在充放电时发生内部变化的固体的层(以下称为蓄电层)6的二次电池。作为全固体型的二次电池1D，有上述的量子电池、全固体型的锂离子二次电池等。为量子电池的情况下，在负极层3和正极层2值间设置有通过充电动作而蓄积(捕获)电子、通过放电动作而将所蓄积的电子放出的层(如后述那样将该层称为充电层)，该充电层相当于蓄电层6。又，为全固体型的锂离子二次电池的情况下，在负极层3和正极层2之间设置有固体电解质层，该固体电解质层相当于蓄电层6。另外，在将图4所示的结构作为单层电池而层叠这样的情况下，优选在蓄电层6的周围等设置使负极层3和正极层2绝缘、或保护蓄电层6的周围的密封件7(但是，密封7不是必要的结构要素)。

全固体型的二次电池1D也如公知的那样，能够通过将单层电池串联地层叠而提高端子电压，并能够通过将单层电池并联地层叠而增大电流容量。

图5是示出将二次电池1D作为单层电池并将多个单层电池串联连接的、容易想到的二次电池1E的截面图。位于二次电池1E中间的单层电池(1D)的负极层3的下表面与下一层的单层电池的正极层2的上表面接触，最下层的单层电池的负极层3的下表面与负极端子板或者负极端子层(以下称为负极端子板)8的上表面接触，最上层的单层电池的正极层2的上表面与正极端子板或者正极端子层(以下称为正极端子板)9的下表面接触。负极端子板8以及正极端子板9分别具有用于使负极端子、正极端子露出于未图示的安装构件的外部的延长部8a、9a。二次电池1D的端子电压为Vo，电流容量为Io(＝I×t(Ah))，设二次电池1D的层叠数(串联连接数)为N时，二次电池1E的端子电压为N×Vo(例如，层叠数为6的话，则为6×Vo)，电流容量为Io。

图6是示出将二次电池1D作为单层电池并将多个单层电池并联连接的、容易想到的二次电池1F的截面图。二次电池1F中的各单层电池(1D)分别被负极端子板8以及正极端子板9夹持，在某单层电池的正极端子板9与位于其上层的单层电池的负极端子板8之间设置有绝缘层10。多个负极端子板8通过负极端子连接部8b来连接，多个正极端子板9通过正极端子连接部9b来连接，负极端子连接部8b以及正极端子连接部9b分别具有用于使负极端子、正极端子露出于未图示的安装构件的外部的延长部8a、9a。二次电池1D的端子电压为Vo，电流容量为Io，将二次电池1D的层叠数(并联连接数)设为N时，二次电池1F的端子电压为Vo，电流容量为N×Io(例如，层叠数为6的话，则为6×Io)。

要实现高端子电压且大电流容量的二次电池，只要将单层电池的串联层叠和并联层叠相组合即可。例如，通过将图6的由负极端子板8以及正极端子板9夹持的单层电池(1D)的一部分替换为将多个单层电池串联地层叠的结构，可以构成高端子电压且大电流容量的二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-140707

非专利文献