[发明专利]电池结构体、电池组、以及搭载这些的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及电池结构体，更详细地说，涉及散热性或防振性优异的电池结构体。

背景技术

在各种各样的二次电池中，引人关注的是能量密度、输出功率密度优异的双极型的锂离子二次电池(以下记载为双极电池)。双极电池如日本特开2000-100471号公报所公示的那样，具有双极电极和隔膜交替层叠的构造，该双极电极按照正极活性物质层、集电体、以及负极活性物质层这样的顺序层叠而形成。

应用于车辆等移动体的双极电池的各构成元件被设计成：与正极活性物质层的厚度及负极活性物质层的厚度相比，隔膜的厚度非常薄。这是因为：在双极电池本身的有限的厚度中，通过使正极活性物质层以及负极活性物质层所占的比例为最大限度，从而使其高容量化、高功率化。

可是，正极活性物质层以及负极活性物质层因放热量较大，因而使它们的比例变大的话，热量易在电池内部累积，容易产生电池所含的电解质等的劣化的问题，成为降低输出功率、或降低耐用年数等的主要原因之一。

再者，目前的双极电池在结构上容易受到振动的影响，存在振动使得构成双极电池的各层间易解离的问题，这也成为降低输出功率、或降低耐用年数的主要原因之一。

发明内容

本发明人着眼于双极电池的各构成元件的“厚度之比”，发现目前优选的各构成元件的厚度之比容易在电池内部累积热量、或易受振动的影响，反而会导致电池的输出功率降低，并完成了本申请发明。

即，本发明通过下述双极电池解决了上述问题，其特征在于，具有：双极电极，其在集电体的一面形成正极活性物质层、在另一面形成负极活性物质层而形成；隔膜，其与前述双极电极交替层叠地形成，在包含相邻的前述正极活性物质层、前述隔膜、以及前述负极活性物质层构成的单电池层中，前述隔膜的厚度相对于前述正极活性物质层的厚度为0.68倍以上、不足1.0倍，相对于前述负极活性物质层的厚度为0.68倍以上、不足1.0倍。

附图说明

图1为双极电池的部分截面示意图。

图2为目前的双极电池的部分示意截面图。

图3为将电池元件质点弹簧模型(mass spring model)化的图。

图4为单电池层的部分截面示意图。

图5为目前的双极电池的单电池层的部分截面示意图。

图6为双极电池的平面示意图。

图7为图6所示的双极电池的截面示意图。

图8为图6所示的双极电池的截面示意图。

图9表示将图6所示的双极电池放入电池盒的电池组组件的平面示意图。

图10为图9所示的电池组组件的截面示意图。

图11为图9所示的电池组组件的截面示意图。

图12为并联连接6个图9所示的电池组组件的电池组的平面示意图。

图13为图12所示的电池组的截面示意图。

图14为图12所示的电池组的截面示意图。

图15为车辆的截面示意图。

图16为实施例15、比较例1的振动传递率-频率图。

图17为实施例15、比较例1的时间-温度图。

图18表示测定实施例1～6、比较例1～2中制作的双极电池的平均降低量的结果。

图19表示测定实施例1～6、比较例1～2中制作的双极电池的共振位移量的结果。

图20表示测定实施例7～13、比较例3中制作的双极电池的平均降低量、共振位移量、以及热上升和散热时间的结果。

图21表示测定实施例14、比较例4中制作的双极电池的平均降低量、共振位移量、以及热上升和散热时间的结果。

图22表示测定实施例15、比较例5中制作的双极电池的平均降低量、共振位移量、以及热上升和散热时间的结果。

具体实施方式

本发明的第一方面如图1所示，是一种双极电池，其特征在于，具有：双极电极16，其在集电体11的一面形成正极活性物质层12、在另一面形成负极活性物质层13而形成；隔膜14，其与前述双极电极16交替层叠地形成，在包含相邻的前述正极活性物质层12、前述隔膜14、以及前述负极活性物质层13而构成的单电池层15中，前述隔膜14的厚度相对于前述正极活性物质层12的厚度为0.68倍以上、不足1.0倍，相对于前述负极活性物质层13的厚度为0.68倍以上、不足1.0倍。