[发明专利]堆叠型二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及引出电极，该引出电极被设置在多个固体电池之间，以在通过堆叠固体电池来增加容量的情况下将并联的固体电池电连接。

背景技术

作为能够充电且将电能保持在其中的二次电池，铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、锂离子二次电池等已被开发及在实践上使用，并且高性能的锂离子二次电池最近引起关注。锂离子二次电池使用有机溶剂，并通过优化阴极活性材料、阳极活性材料、有机溶剂电解质溶液等被应用于多种用途之中。

二次电池被配置为二次电池的电池单元被堆叠为多层且并联电连接，以增加储存的电容量。

在专利文件1中公开的锂离子二次电池中，如图22中所示，采用了一种结构，其中片状的隔板7像手风琴一样被折叠起来，并且正电极和负电极被交替地插入其中。从隔板的连续主体向彼此相反侧突出的引出部分8a、9a被设置在阴极板8和阳极板9上，并且阴极和阳极的引出部分8a、9a被分别地聚集在一起且彼此电连接。

隔板7的连续主体由形成有精细的孔的多孔膜构成，其由合成树脂制成，如聚烯烃树脂。阴极板8通过将诸如锂过渡金属复合氧化物的阴极活性材料施加在片状金属箔的两个表面上而形成。阳极板9通过将诸如碳材料的阳极活性材料施加在片状金属箔的两个表面上而形成。多个阴极板和多个阳极板被分别地聚集在一起，以使单元电池并联连接。

由于锂离子二次电池使用易燃有机溶剂电解质溶液，有机溶剂电解质溶液通过电极反应分解并且因此使电池的外皮膨胀，从而可能在一些情况下导致电解质溶液的泄漏，并且因此聚合物锂离子二次电池被已开发用于减少尺寸和重量以及提高安全性。这是通过使用凝胶状电解质代替使用在传统锂离子二次电池中的电解质溶液实现的。凝胶状电解质包含电解质溶液并且进一步包含基体聚合物，比如聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈。

例如，采用凝胶状电解质的锂离子二次电池被公开在专利文献2中，如图23所示，其中锂离子二次电池1被构造为单元电池由具有从端部突出的端子接头2的阴极板3、形成为薄膜形式的凝胶状电解质4、隔板S以及具有从端部突出的端子接头5的阳极板6构成，并且多个单元电池被交替地堆叠并须经热压以形成多层膜电极组件，多层膜电极组件通过层压薄膜等被包装和密封，以致多个阴极板和多个阳极板被分别聚集在一起，并且单元电池被并联连接。

此外，作为全固体锂离子二次电池的堆叠结构，专利文件3中公开的结构具有阴极层、阳极层以及固体电解质层，该阴极层具有阴极活性材料，锂离子移动进入该阴极活性材料或从该阴极活性材料移出，该阳极层具有阳极活性材料，锂离子移动进入该阳极活性材料或从该阳极活性材料移出，固体电解质层被设置在阴极层和阳极层之间，其中两个相邻的固体电解质层通过绝缘层连接，并且两个相邻的堆积被堆叠为构成分别的堆积4的阳极层或构成分别的堆积4的阴极层彼此接触。

在堆叠的堆积的成对的侧表面上，分别设置第一集电器和第二集电器。第一集电器与阴极层接触，但不与阳极层接触，从而第一集电器与阳极层被绝缘层隔开。此外，第二集电器与阳极层接触，而不与阴极层接触，从而第二集电器与阴极层被绝缘层隔开。端子部分被布置在右侧和左侧端部，并且集电箔被设置在下端部，且通过端子部分向其施加紧固载荷。通过使用第一集电器作为阴极且使用第二集电器作为阳极，堆叠的堆积被彼此并联电连接。

作为全固体锂离子二次电池的堆叠结构，利用固体电解质层成为用于相邻电池单元间成对的电子传导的绝缘膜的事实的结构在专利文件4和专利文件5中被公开。

在专利文件4中，堆积是完整熔结体，并且多个区块被并联连接在一起，每一个区块中二次电池的电池单元被串联地堆叠。在每个串联的区块中，多个单元电池被串联地连接在一起，每个单元电池都按顺序具有阴极集电层、阴极活性材料层、离子传导无机材料层(固体电解质材料层)、阳极活性材料层以及阳极集电层。除了布置在最外层的阴极集电层和阳极集电层之外，阴极集电层和阳极集电层不会向外延伸到串联的区块的端部表面，并且位于最外层的阴极集电层和阳极集电层至少分别地向外延伸至串联的区块的端部表面的不同部分，并且位于多个串联的区块的最外层的所有阴极集电器和所有阳极集电器至少分别地向外延伸至堆积的端部表面的不同部分。