[發明專利]二次電池

有效

• 申請號: 201380022417.1
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN104380513B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 工藤拓夫;檜皮清康;出云省三;齊藤友和;中澤明
• 申請（專利權）人: 日本麥可羅尼克斯股份有限公司;刮拉技術有限公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/20
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 肖華

技術領域

本發明涉及一種二次電池，例如，能夠適用于基于利用金屬氧化物的光激發結構變化，在能隙中形成新的能級而捕獲電子的動作原理的二次電池(以下，稱為量子電池)。

背景技術

作為二次電池，已知有鎳氫電池(Ni-MH)、鋰離子二次電池(LIB)等。另一方面，近年來，都要求小型且大容量的電池。因此，進行了將多個單獨作為二次電池起作用的單位(以下，稱為單層電池)重疊這樣的處理。

在非專利文獻1的319頁～320頁中，記載有圖1以及圖2所示那樣的圓筒型以及方型的鎳氫電池(Ni-MH)的結構。圓筒型電池1A是隔著隔板4將規定形狀的薄板狀的正極2以及負極3卷成旋渦狀(旋渦可以視為重疊了單層電池)，將它們插入圓筒型的外殼5，在注入了電解液之后進行密封而完成的電池。方型電池1B是將使隔板4介于規定形狀的薄板狀的正極2以及負極3間的結構相重疊，將它們插入方型的外殼5，在注入了電解液之后進行密封而完成的電池。

在專利文獻1中記載有圖3所示那樣的方型的鋰離子二次電池的內部結構(極板組)。記載有在被彎折成鋸齒狀的隔板4的連續體的谷溝內，交替插入正極板2及負極板3，并在鋸齒方向上進行擠壓做成扁平的極板組1C。這樣的極板組被插入方型的外裝罐中，在注入了電解液之后進行密封而完成方型電池。

又，近年來，固體薄膜化而構成的全固體型的二次電池被研究、開發，其作為實現小型化的二次電池而被期待。在圖4中示出表示全固體型的二次電池的構成的立體圖以及截面圖。圖4省略了正極端子以及負極端子等端子構件、鎧裝構件和包覆構件等安裝構件等。全固體型的二次電池1D是在負極層3和正極層2之間具有在充放電時發生內部變化的固體的層(以下稱為蓄電層)6的二次電池。作為全固體型的二次電池1D，有上述的量子電池、全固體型的鋰離子二次電池等。為量子電池的情況下，在負極層3和正極層2值間設置有通過充電動作而蓄積(捕獲)電子、通過放電動作而將所蓄積的電子放出的層(如后述那樣將該層稱為充電層)，該充電層相當于蓄電層6。又，為全固體型的鋰離子二次電池的情況下，在負極層3和正極層2之間設置有固體電解質層，該固體電解質層相當于蓄電層6。另外，在將圖4所示的結構作為單層電池而層疊這樣的情況下，優選在蓄電層6的周圍等設置使負極層3和正極層2絕緣、或保護蓄電層6的周圍的密封件7(但是，密封7不是必要的結構要素)。

全固體型的二次電池1D也如公知的那樣，能夠通過將單層電池串聯地層疊而提高端子電壓，并能夠通過將單層電池并聯地層疊而增大電流容量。

圖5是示出將二次電池1D作為單層電池并將多個單層電池串聯連接的、容易想到的二次電池1E的截面圖。位于二次電池1E中間的單層電池(1D)的負極層3的下表面與下一層的單層電池的正極層2的上表面接觸，最下層的單層電池的負極層3的下表面與負極端子板或者負極端子層(以下稱為負極端子板)8的上表面接觸，最上層的單層電池的正極層2的上表面與正極端子板或者正極端子層(以下稱為正極端子板)9的下表面接觸。負極端子板8以及正極端子板9分別具有用于使負極端子、正極端子露出于未圖示的安裝構件的外部的延長部8a、9a。二次電池1D的端子電壓為Vo，電流容量為Io(＝I×t(Ah))，設二次電池1D的層疊數(串聯連接數)為N時，二次電池1E的端子電壓為N×Vo(例如，層疊數為6的話，則為6×Vo)，電流容量為Io。

圖6是示出將二次電池1D作為單層電池并將多個單層電池并聯連接的、容易想到的二次電池1F的截面圖。二次電池1F中的各單層電池(1D)分別被負極端子板8以及正極端子板9夾持，在某單層電池的正極端子板9與位于其上層的單層電池的負極端子板8之間設置有絕緣層10。多個負極端子板8通過負極端子連接部8b來連接，多個正極端子板9通過正極端子連接部9b來連接，負極端子連接部8b以及正極端子連接部9b分別具有用于使負極端子、正極端子露出于未圖示的安裝構件的外部的延長部8a、9a。二次電池1D的端子電壓為Vo，電流容量為Io，將二次電池1D的層疊數(并聯連接數)設為N時，二次電池1F的端子電壓為Vo，電流容量為N×Io(例如，層疊數為6的話，則為6×Io)。

要實現高端子電壓且大電流容量的二次電池，只要將單層電池的串聯層疊和并聯層疊相組合即可。例如，通過將圖6的由負極端子板8以及正極端子板9夾持的單層電池(1D)的一部分替換為將多個單層電池串聯地層疊的結構，可以構成高端子電壓且大電流容量的二次電池。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-140707

非專利文獻