[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，其可应用于基于利用金属氧化物的光激发结构变化而在能隙中形成新的能级并捕获电子的动作原理的二次电池(以下，称为量子电池)中。

背景技术

作为二次电池，已知镍氢电池(Ni-MH)或锂离子二次电池(LIB)等。另一方面，近年来，需求小型且大容量的电池。因此，将单独地作为二次电池发挥作用的单位(以下，称为单层电池)进行多个重叠。

在非专利文献1的第319页-320页中，记载有如图1及图2所示的圆筒型及方形的镍氢电池(Ni-MH)的结构。圆筒型电池1A的话，将规定形状的薄板状的正极2及负极3隔着分隔板4而卷绕成漩涡状(漩涡可视为将单层电池进行了重叠)，插入到圆筒型的壳体5并注入电解液后进行密封而完成为电池。方形电池1B的话，对在规定形状的薄板状的正极2及负极3之间隔有分隔板4的结构进行叠层，插入到方形的壳体5中并注入电解液后进行密封而完成为电池。

在专利文献1中，记载有如图3所示的方形的锂离子二次电池的内部结构(极板组)。其记载有：在被弯折成锯齿形的分隔板4的连续体的谷沟内，交替插入正极板2和负极板3，并在锯齿形方向进行挤压做成扁平的极板组1C。这种极板组被插入到方形的外装罐并注入电解液后进行密封而完成为方形电池。

又，近年来，进行固体薄膜化而构成的全固体型的二次电池得到研究、开发，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及截面图。在图4中，省略正极端子及负极端子等端子构件、外装构件和覆盖构件等安装构件等。全固体型的二次电池1D在负极层3和正极层2之间具有充放电时会产生内部变化的固体的层(以下，称为蓄电层)6。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。在量子电池的情况下，在负极层3和正极层2之间设置有用充电动作来积蓄(捕获)电子并用放电动作来将积蓄了的电子放出的层(如后所述，将该层称为充电层)，此充电层6相当于蓄电层6。又，在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来叠层那样的情况下，优选在蓄电层6的周围等处设置将负极层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，密封件7并非为必需的构成要素)。

如周知那样，全固体型的二次电池1D也能够通过将单层电池进行串联叠层而提高端子电压，并能够通过将单层电池进行并联叠层而增大电流容量。

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、所容易考虑到的二次电池1E的截面图。在二次电池1E中的中间的单层电池(1D)的负极层3的下表面与下一段的单层电池的正极层2的上表面接触，最下段的单层电池的负极层3的下表面与负极端子板或负极端子层(以下，称为负极端子板)8的上表面接触，最上段的单层电池的正极层2的上表面与正极端子板或正极端子层(以下，称为正极端子板)9的下表面接触。负极端子板8及正极端子板9分别具有用于使负极端子、正极端子在未图示的安装构件的外部露出的延长部8a、9a。如果将二次电池1D的端子电压设为Vo，将电流容量设为Io(＝I×t(Ah))，将二次电池1D的叠层数(串联连接数)设为N，则二次电池1E的端子电压为N×Vo(例如，如果叠层数为6，则为6×Vo)，而电流容量成为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、所容易考虑到的二次电池1F的截面图。二次电池1F中的各单层电池(1D)被分别挟持于负极端子板8及正极端子板9之间，并在某单层电池的正极端子板9和其上段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通过负极端子连结部8b被连结，多个正极端子板9通过正极端子连结部9b被连结，负极端子连结部8b及正极端子连结部9b分别具有用于使负极端子、正极端子在未图示的安装构件的外部露出的延长部8a、9a。如果将二次电池1D的端子电压设为Vo，将电流容量设为Io，将二次电池1D的叠层数(并联连接数)设为N，则二次电池1F的端子电压为Vo，容量成为N×Io(例如，如果叠层数为6，则为6×Io)。

为了实现高端子电压且大电流容量的二次电池，将单层电池的串联叠层和并联叠层组合即可。例如，通过将图6的被挟持在负极端子板8及正极端子板9之间的单层电池(1D)的部分置换为串联叠层了多个单层电池的部分，就能够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号公报