7 52 (19) 世界知的所有権機関 国際事務局 (43) 国際公開曰 2012 年 2 月 2 日 ( ) (12) 特許協力条約に基づいて公開された国際出願 (51) 国際特許分類 : (81) 指定国 ( 表示のない限り 全ての種類の国内保 H01M 2/26 (2006.

(12) 特 許 協 力 条 約 に 基 づ い て 公 開 さ れ た 国 際 出 願 7 7 52 _{(19) 世 界 知 的 所 有 権 機 関} 国 際 事 務 局 (43) 国 際 公 開 曰 2012 年 2 月 2 日 （02.02.2012) (51) 国 際 特 許 分 類 ： (81) 指 定 国 （表 示 の な い 限 り 、 全 て の 種 類 の 国 内 保

H01M 2/26 (2006.01) H01M 10/04 (2006.01) 護 が 可 肯) : AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, H01M 2/30 (2006.01) BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, (21) 国 際 出 願 番 号 ： PCT/JP20 11/066070

GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, (22) 国 際 出 願 曰 ： 201 1年 7月 14 曰（14.07.201 1) JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, (25) 国 際 出 願 の 言 語 ： 日 本 語 MX, MY, ML, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH,

PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST,

(26) 国 際 公 開 の 言 語 ： 日 本 語

SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, (30) 優 先権 デー タ： VC, VN, ZA, ZM, ZW.

特 願 2010-172270 2010 年 7月 30 曰 （30.07.2010) JP

(84) 指 定 国 （表 示 の な い 限 り 、 全 て の 種 類 の 広 域 保

(71) 出 願 人 （米 国 を 除 く 全 て の 指 定 国 に つ い て ) ：曰 護 が 可 肯^: ARIPO (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW,

産 自 動 車 株 式 会 社(NISSAN MOTOR CO., LTD.) MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), ユ ー ラ シ ア

[JP/JP]; 〒2210023神 奈 川 県 横 浜 巿 神 奈 川 区 宝 町 (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), ョ 一 ロ ッ パ 2 番 ¾ Kanagawa (JP). (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT,

発 明 者 ；お よ び _{NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR), OAPI}

発 明 者 / 出 願 人 （米 国 に つ い て の み ) ：宮 崎 泰 仁 _{(BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR,}

(MIYAZAKI, Yasuhito) . 鈴 木 直 人 （SUZUKI, Nao- _{NE, SN, TD, TG).} to).

添 付 公 開 書 類 ：

(74) 代 理 人 ：後 藤 政 喜(GOTO, Masaki); 〒1000013 東

京 都 千 代 田 区 霞 が 関 三 丁 目 3 番 1 号 尚 友 会 館 一 国 際 調 査 報 告 （条 約 第 2 1条(3))

Tokyo (JP).

(54) Title: LAMINATED CELL (54) 発 明 の 名 称 ：積 層 型 電 池

(57) Abstract: A bipolar electrode cell (2) i s configured b y laminating a plurality o f bipolar electrodes (2) with an electrolyte layer (7) interposed therebetween, the bipolar electrodes (2) each comprising a laminated col lector (4), a positive electrode active material layer (5) arranged on one surface o f the collector (4), and a negative electrode active material layer FIG. 9 A (6) arranged on the other surface of the collector (4). Voltage detection

terminals (21a, 21b) are attached t o the outer edges of the collectors (4). The voltage detection terminal (21b) of an adjacent collector (3) i s dis posed on the opposite side o f a second straight line (Da2) passing through the centroid (O) of the collector (4) and being orthogonal t o a first straight line (Dal) connecting the voltage detection terminal ( 2 l a and the cen FIG. 9 B troid (O), thereby making the state o f charge uniform within an identical

unit cell (15). (57) 要 約 ： 層 状 の 集 電 体 （4 ) と 、集 電 体 （4 ) の 一 面 に 配 置 さ れ た正極 活 物 質 層 （5 ) と 、集 電 体 （4 ) の も う 面 に 配 置 さ れ た 負 極 活 物 質 層 （6 ) と か ら な る 双 極 型 電 極 ( 2 ) を 電 解 質 層 （7 ) を 介 し て 複 数 積 層 す るこ と で双 極 FIG. 9 C ~ 型 電 池 （2 ) を 構 成 す る 。 集 電 体 （4 ) の 周 縁 部 に 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a , 2 1 b ) を 取 り付 け る 。 集 電 体 （4 ) の図 心 （O ) を 通 り 、 電 圧 検 出 用 端 子 （2 a ) と 図 心 ( O ) を 結 ぶ 第 1 の直 線 （D a 1 ) に直 交 す る 第 2 の直 線 ( D a 2 ) の 反 対 側 に 、 隣 接 す る 集 電 体 （3 ) の 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 b ) を 配 置 す る こ と で 、 同 一 の 単 位 セ ル （1 FIG. 9 D 5 ) 内 で 充 電 状 態 を 均 等 に す る 。

明

細

書

発 明 の 名 称

：積 層 型 電 池

技 術 分 野

[0001 ] この 発 明 は 双 極 型 電 池 の 集 電 体 に取 り付 け る 電 圧 検 出 用 端 子 の 配 置 に 関 す る。

背 景 技 術

[0002] 集 電 体 の 一 方 の 面 に 正 極 活 物 質 層 を、 他 方 の 面 に負 極 活 物 質 層 を形 成 した 双 極 型 電 極 を、 電 解 質 層 を介 装 して 複 数 積 層 した 双 極 型 電 池 に お い て は、 各 層 を構 成 す る単 位 セ ル に、 製 造 時 の 要 因 に よ る 内部 抵 抗 や 容 量 等 の ば らつ き が 存 在 す る。 双 極 型 電 池 は これ らの 単 位 セ ル を 直 列 に接 続 した 状 態 で 用 い ら れ る。 しか し、 各 単 位 セ ル が 分 担 す る 電 圧 に ば らつ きが 存 在 す る と、 電 圧 が 大 き い 単 位 セ ル か ら劣 化 が 進 行 し、 結 果 と して 双 極 型 電 池 全 体 の 寿 命 が 短 く な って しま う。 [0003] 双 極 型 電 池 全 体 の 寿 命 を伸 ば す に は、 した が って 、 各 単 位 セ ル の 電 圧 を測 定 し、 測 定 した 電 圧 に基 づ き各 単 位 セ ル の 電 圧 を調 整 す る こ とが 好 ま しい。 [0004] 日本 国 特 許 庁 が2 0 0 5年 に発 行 した 特 開2 0 0 5 - 2 3 5 4 2 8 号 は、 双 極 型 電 池 の 各 単 位 セ ル の 電 圧 を測 定 す るべ く、 各 単 位 セ ル の 集 電 体 に 電 圧 検 出 用 端 子 を取 り付 け、 単 位 セ ル ご と に 電 圧 を取 り出 して 計 測 す る こ と を教 え て い る。

発 明 の概 要

[0005] この 従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 に お い て 、 集 電 体 は積 層 方 向 か ら見 て 長 方 形 の 平 面 形 状 を な して い る。 電 圧 検 出 用 端 子 は、 積 層 方 向 か ら見 て 同 一 の 辺 に相 当 す る位 置 に取 り付 け られ て い る。 [0006] 電 圧 検 出 用 端 子 の この よ うな 配 置 は、 電 圧 検 出 用 端 子 を 用 い て 電 圧 調 整 用 の 放 電 を行 う際 に、 層 状 の 単 位 セ ル の 同 一 面 内 の 電 圧 分 布 に不 均 等 を 生 じさ せ や す い。 そ の 結 果 、 放 電 完 了後 の 同 一 の 単 位 セ ル 内 で 部 位 に よ る 充 電 状 態 の ば らつ きが 生 じる可 能 性 が あ る。

[0007] この 発 明 の 目的 は、 した が って 、 単 位 セ ル 内 の 同 一 面 に お け る 充 電 状 態 を 均 等 化 す る こ とで あ る。 [0008] 以 上 の 目的 を達 成 す る た め に、 この 発 明 に よ る双 極 型 電 池 は、 層 状 の 集 電 体 と、 集 電 体 の 一 面 に配 置 さ れ た 正 極 活 物 質 層 と、 集 電 体 の も う一 面 に配 置 さ れ た 負 極 活 物 質 層 とか らな る双 極 型 電 極 を 電 解 質 層 を介 して 複 数 積 層 す る と と も に、 集 電 体 の 周 縁 部 に取 り付 け られ た 電 圧 検 出 用 端 子 を備 え て い る。 この 双 極 型 電 池 に お い て は、 電 圧 検 出 用 端 子 と集 電 体 の 図 心 と を結 ぶ 第 1 の 直 線 に 直 交 し、 集 電 体 の 図 心 を通 る 第 2 の 直 線 の 反 対 側 に、 隣 接 す る集 電 体 の 電 圧 検 出 用 端 子 が 配 置 さ れ る。 [0009] この 発 明 の 詳 細 並 び に他 の 特 徴 や 利 点 は、 明 細 書 の 以 下 の 記 載 の 中 で 説 明 さ れ る と と も に、 添 付 さ れ た 図 面 に示 さ れ る。 な お、 添 付 さ れ た 図 面 は 説 明 の 都 合 上 の 理 由 か ら、 双 極 型 電 池 を構 成 す る各 層 の 厚 さ や 形 状 に 関 す る誇 張 を含 む 。

図面 の簡 単 な説 明

[001 0] [ 図 1] F I G . は この 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る双 極 型 電 池 の概 略 縦 断 面 図 で あ る。 [ 図 2] F I G . は 双 極 型 電 池 を上 方 か ら眺 め た 平 面 図 で あ る。 [ 図 3] F I G . 3 は 双 極 型 電 池 内 の 電 気 の 流 れ を説 明 す る双 極 型 電 池 の概 略 縦 断 面 図 で あ る< [ 図4 ] F I G . 4 は従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 の概 略 縦 断 面 図 で あ る。 [ 図 5] F I G . 5 は従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 を上 方 か ら眺 め た 平 面 図 で あ る [ 図 6] F I G . 6 は従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 の 単 位 セ ル 内 の 電 流 分 布 を示 す 回 路 図 で あ る< [ 図 7] F I G . は従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 の 単 位 セ ル に設 け た 電 圧 検 出 用 端 子 か らの 距 離 と電 流 密 度 との 関 係 を説 明 す る ダ イ ア グ ラ ム で あ る。 [ 図 8] F I G . 8 は従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 の 電 圧 検 出 用 端 子 か らの 距 離 と 電 圧 との 関 係 を説 明 す る ダ イ ア グ ラ ム で あ る。

[ 図 9 ] F I G S . 9 A — 9 D は こ の 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 を 構 成 す る 4 個 の 集 電 体 の 平 面 図 で あ る 。 [ 図 10 ] F I G . 0 は こ の 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 の 単 位 セ ル 内 の 電 流 分 布 を 示 す 回 路 図 で あ る 。 [ 図 11] F I G . は こ の 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 の 電 圧 検 出 用 端 子 か ら の 距 離 と 電 圧 と の 関 係 を 説 明 す る ダ イ ア グ ラ ム で あ る 。 [ 図 12 ] F I G S . A - 2 D は こ の 発 明 の 第 2 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 を 構 成 す る 4 個 の 集 電 体 の 平 面 図 で あ る 。 [ 図 13 ] F I G S . 3 A - 3 D は こ の 発 明 の 第 3 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 を 構 成 す る 4 個 の 集 電 体 の 平 面 図 で あ る 。 [ 図 14] F I G . 4 は こ の 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 の 単 位 セ ル の 電 圧 検 出 用 端 子 の 配 置 を 説 明 す る 概 略 平 面 図 で あ る 。 [ 図 15 ] F I G . 1 5 は F I G . 4 のXV—XV線 で 切 り取 っ た 単 位 セ ル 内 の 放 電 終 了 後 の 電 圧 分 布 を 示 す ダ イ ア グ ラ ム で あ る 。 [ 図 16 ] F I G . 6 は こ の 発 明 の 第 3 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 の 単 位 セ ル 内 の 電 流 分 布 を 説 明 す る 、 双 極 型 電 池 要 部 の 概 略 斜 視 図 で あ る 。

発 明 を実 施 す るた め の形 態

[001 1] 図 面 の F I G . 1 を 参 照 す る と、 こ の 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 2 は セ パ レ一 タ 1 2 を 介 して 積 層 さ れ た 4 個 の 長 方 形 の 集 電 体 4 を 備 え る [001 2 ] 集 電 体 4 は 、 導 電 性 高 分 子 材 料 ま た は 非 導 電 性 高 分 子 材 料 に 導 電 性 フ ィ ラ — が 添 加 さ れ た 樹 脂 で 構 成 さ れ る 。 集 電 体 4 は 、 樹 脂 に 限 ら ず 金 属 で 構 成 し て も 良 い 。 図 中 に 水 平 保 持 さ れ た 集 電 体 4 の 鉛 直 下 面 に は 正 極 活 物 質 層 5 が 、 鉛 直 上 面 に は 負 極 活 物 質 層 6 が そ れ ぞ れ 形 成 さ れ る 。 集 電 体 4 と そ の 両 側 に 形 成 さ れ た 正 極 活 物 質 層 5 と 負 極 活 物 質 層 6 と が 、 双 極 型 電 極 3 を 構 成 す る 。 双 極 型 電 池 2 は した が っ て 、 4 個 の 双 極 型 電 極 3 を 備 え る 。 [001 3 ] 負 極 活 物 質 層 6 は 正 極 活 物 質 層 5 よ り表 面 積 が 広 く設 定 さ れ る 。 双 極 型 電 極 3 は 、 電 解 質 層 7 を 介 して 鉛 直 方 向 に 積 層 さ れ 、 電 気 的 に 直 列 に 接 続 さ れ

る こ と で 、 1 個 の 双 極 型 電 池 2 を 形 成 す る 。 [0014] 図 に お い て 上 下 方 向 に 隣 り合 う 2 つ の 双 極 型 電 極 3 を 、 説 明 上 こ こ で は 上 段 双 極 型 電 極 及 び 下 段 双 極 型 電 極 と称 す る 。 下 段 双 極 型 電 極 の 上 面 に 位 置 す る 負 極 活 物 質 層 6 と、 上 段 双 極 型 電 極 の 下 面 に 位 置 す る 正 極 活 物 質 層 5 と が 電 解 質 層 7 を 介 して 互 い に 向 き合 う よ う に 、 上 段 双 極 型 電 極 と 下 段 双 極 型 電 極 と が 配 置 さ れ る 。 [001 5] 正 極 活 物 質 層 5 と負 極 活 物 質 層 6 の 面 積 は 、 集 電 体 4 の 水 平 方 向 の 面 積 よ り も 小 さ く設 定 さ れ る 。 つ ま り、 集 電 体 4 を 積 層 方 向 か ら眺 め た 周 縁 領 域 に は 正 極 活 物 質 層 5 と負 極 活 物 質 層 6 は 設 け られ な い 。 積 層 方 向 に 関 して 隣 接 す る 2個 の 集 電 体 4 の 周 縁 領 域 の 間 に 所 定 幅 の シ 一 ル 部 材 1 1 が 挟 持 さ れ る 。 シ ー ル 部 材 1 1 は 正 極 活 物 質 層 5 と負 極 活 物 質 層 6 と を 相 互 に 絶 縁 す る と と も に 、 図 の 上 下 方 向 に 対 峙 す る 正 極 活 物 質 層 5 と負 極 活 物 質 層 6 の 間 に 所 定 の 空 間 8 を 確 保 す る 。 シ ー ル 部 材 1 1 は 、 正 極 活 物 質 層 5 と負 極 活 物 質 層 6 の 水 平 方 向 の 外 周 の さ ら に 外 側 に 配 置 さ れ る 。 [001 6] 電 解 質 層 7 は 空 間 8 に 充 填 さ れ た 液 体 状 ま た は ゲ ル 状 の 電 解 質 9 に よ っ て 構 成 さ れ る 。 [001 7 ] 電 解 質 9 が 充 填 さ れ て い る 空 間 8 に は 、 電 解 質 9 を 通 過 さ せ る こ と の で き る 多 孔 質 膜 で 形 成 さ れ た セ パ レ一 タ 1 2 が 設 け られ る 。 セ パ レ一 タ 1 2 は 対 向 す る 2 つ の 電 極 活 物 質 層 5 と 6 の 電 気 的 接 触 を 阻 止 す る 役 割 を 備 え る 。 [001 8 ] 最 上 段 の 負 極 活 物 質 層 6 に 強 電 タ プ 1 6 が 、 最 下 段 の 正 極 活 物 質 層 5 に 強 電 タ プ 1 7 が そ れ ぞ れ 接 続 さ れ る 。 充 電 さ れ た 双 極 型 電 池 2 に お い て 、 強 電 タ ブ 1 6 は プ ラ ス 端 子 と して 機 能 し、 強 電 タ プ 1 7 は マ イ ナ ス 端 子 と して 機 能 す る 。 [001 9] 電 解 質 層 7 と、 電 解 質 層 7 の 両 側 の 正 極 活 物 質 層 5 及 び 負 極 活 物 質 層 6 と で 、 一 個 の 単 位 セ ル 1 5 が 構 成 さ れ る 。 双 極 型 電 池 2 は 、 3 個 の 単 位 セ ル 1 5 を 直 列 に 接 続 した 構 成 と な っ て い る 。 [0020] F I G . 3 を 参 照 す る と、 以 下 の 説 明 で は 3 個 の 単 位 セ ル 1 5 を 鉛 直 下 方 よ り第 1 単 位 セ ル 1 5 a 、 第 2 単 位 セ ル 1 5 b 、 及 び 第 3 単 位 セ ル 1 5 c と

称 す る。 F I G . 3 は F I G . 1 と同 じ く この 発 明 の 第 1 の 実 施 形 態 に よ る 双 極 型 電 池 2 を示 す 。 単 位 セ ル 1 5 の 数 や 双 極 型 電 池 2 を 直 列 に接 続 す る数 は 所 望 す る 電 圧 に応 じて 調 節 可 能 で あ る。 [0021 ] 直 列 に接 続 さ れ る 3 個 の 単 位 セ ル 1 5 a 、 1 5 b 、 及 び 1 5 c が 分 担 す る 電 圧 が 等 し くな い と、 双 極 型 電 池 2 全 体 と して 所 望 の 電 池 電 圧 が 得 られ な い 。 そ こで 、 この 双 極 型 電 池 2 で は、 各 単 位 セ ル 1 5 a 、 1 5 b 、 及 び 1 5 c の 電 圧 を測 定 す るべ く、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 _a を 第 1 集 電 体 4 a に、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 b を 第 2 集 電 体 4 b に、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 _c を 第 3 集 電 体 4 c に、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 d を 第 4 集 電 体 4 d に そ れ ぞ れ 取 り付 け る。 この よ う に して 、 各 単 位 セ ル 1 5 a 、 1 5 b 、 及 び 1 5 c の 電 圧 を そ れ ぞ れ 外 部 に取 り出 す 。 ま た 、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ 2 1 d に配 線 2 2 a _ 2 2 d を 接 続 す る。 配 線 2 2 a _ 2 2 d は制 御 回 路 2 5 に接 続 さ れ る。 制 御 回 路 2 5 は、 3 個 の 単 位 セ ル 1 5 a 、 1 5 b 、 及 び 1 5 c の 電 圧 不 均 衡 を緩 和 す る た め に検 出 した 単 セ ル 1 5 a 、 1 5 b 、 及 び 1 5 c の 電 圧 に基 づ き、 高 電 圧 の 単 位 セ ル に放 電 を行 わ せ る。 な お、 放 電 も 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ 2 1 d を 用 い て 行 わ れ る。 [0022] す な わ ち 、 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 電 圧 の 計 測 と放 電 は 電 圧 検 出 用 端 子 2 a と 2 1 b を 用 い て 行 わ れ る。 第 2 単 位 セ ル 1 5 b の 電 圧 の 計 測 と放 電 は 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 b と 2 1 c を 用 い て 行 わ れ る。 第 3 単 位 セ ル 1 5 c の 電 圧 の 計 測 と放 電 は 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 c と 2 1 d を 用 い て 行 わ れ る。 [0023] F I G S . 9 A _ 9 D を参 照 す る と、 各 集 電 体 4 a _ 4 d の 外 形 は積 層 方 向 、 す な わ ち F I G . 1 の 上 下 方 向 か ら見 て 長 方 形 を な す 。 つ ま り、 各 集 電 体 4 a _ 4 d は 4 つ の 辺 3 1、 3 2 、 3 3 、 及 び 3 4 を有 す る。 [0024] 4 個 の 集 電 体 4 a _ 4 d へ の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a 、 2 1 b 、 2 1 c 、 及 び 2 1 d の 取 り付 け は接 着 等 の 方 法 で 行 わ れ る。 な お、 N 個 の 単 位 セ ル の 電 圧 を検 出 す る に は N + 個 の 電 圧 検 出 用 端 子 が 必 要 で あ る。 [0025] こ こで は、 4 つ の 集 電 体 4 a _ 4 d を、 第 1 集 電 体 4 a 、 第 2 集 電 体 4 b 、 第 3 集 電 体 4 c 、 及 び 第 4 集 電 体 4 d と称 す る。

[0026] F I G S . 4 と 5 を参 照 す る と、 従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 2 は、 積 層 方 向 か ら見 て そ れ ぞ れ 辺 3 の 同 じ位 置 に 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ 2 1 d を取 り付 け て い る。 この 場 合 に は、 電 圧 調 整 の た め の 放 電 を行 う に 際 して 、 単 位 セ ル 1 5 の 面 内 で 電 圧 分 布 に不 均 等 が 生 じ、 放 電 完 了後 に 同 一 の 単 位 セ ル 1 5 内 で 充 電 状 態 の 不 均 等 を 生 じさ せ て しま う。 特 に、 集 電 体 4 a _ 4 d に金 属 材 料 よ り導 電 性 の 低 い樹 脂 材 料 を 用 い る場 合 に は、 単 位 セ ル 1 5 の 面 内 の 電 流 密 度 分 布 の 偏 りが 顕 著 に現 れ る。 [0027] F I G . 6 を参 照 す る と、 層 状 の 電 池 で あ る単 位 セ ル 1 5 a は、 積 層 方 向 か ら見 た 場 合 に長 方 形 の 平 面 形 状 を な し、 一 つ の 面 内 に並 列 接 続 さ れ た 複 数 、 例 え ば 5 つ 、 の 微 小 電 池 要 素 B 1 を備 え る、 と見 な す こ とが で き る。 [0028] こ こで 、 5 つ の 微 小 電 池 要 素 B に は 抵 抗 R が 直 列 に接 続 さ れ る。 抵 抗 R は 電 池 直 流 抵 抗 を意 味 す る。 図 の 上 下 の 抵 抗 R 2 は 面 内 抵 抗 要 素 を意 味 す る。 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 放 電 用 端 子 とな る 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 a と 2 b は い ず れ も 図 の 右 端 に位 置 して い る。 単 位 セ ル 1 5 の 放 電 時 に は、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b が 放 電 抵 抗 R 4 を介 して 接 続 さ れ る。 [0029] 図 に お い て 各 微 小 電 池 要 素 B 1 を通 過 す る 5 つ の 放 電 経 路 の 中 で 、 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b に最 も近 い位 置 に あ る微 小 電 池 要 素 B を通 過 す る放 電 電 流 I 1 の 経 路 が 最 も短 く、 か つ 経 路 の 抵 抗 値 も最 も 小 さ い。 _ 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b か ら離 れ た 位 置 に あ る微 小 電 池 要 素 B ほ ど そ の 微 小 電 池 要 素 B を通 過 す る放 電 電 流 の 経 路 が 長 く、 か つ 経 路 の 抵 抗 値 も 大 き い。 5 つ の 経 路 の 中 で 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 a と 2 1 b か ら 最 も離 れ た 位 置 に あ る微 小 電 池 要 素 B を通 過 す る放 電 電 流 I 5 の 経 路 が 最 も長 くか つ 経 路 の 抵 抗 値 が 最 も 大 き い。 [0030] F I G . 7 を参 照 す る と、 従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 2 に お い て は、 単 位 セ ル 1 5 a の 同 一 面 内 で 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b か らの 距 離 が 遠 くな る に つ れ て 、 電 流 密 度 が 小 さ くな る。 [0031 ] F I G . 8 を参 照 す る と、 従 来 技 術 に よ る双 極 型 電 池 2 に お い て は、 放 電 終 了後 の 単 位 セ ル 1 5 a の 電 圧 分 布 は、 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1

b に近 い微 小 電池 要 素 B 1 ほ ど電圧 が低 い。 つ ま り、 一対 の電圧検 出用端 子 2 1 a と 2 1 b に近 い微 小 電池 要 素 B ほ ど放 電 の進 行 が早 い。 [0032] この よ うに して、 従 来技 術 に よ る双極 型 電池 2 にお いて は、 放 電 が完 了す る まで の期 間 に、 単位 セル 1 5 a の面 内 に電圧 の不 均 等 が生 じる。 本 来、 均 — で あ るべ き単位 セル 1 5 の 同一面 内の充 電状 態 の不 均 等 は、 測 定 され た単 位 セル 1 5 a の電圧 を上 回 る電圧 とな る箇 所 が 同一単位 セル 1 5 a 内 に存 在 す る可 能性 を許 容 す る こ とを意 味 す る。 こ う した部 位 が存 在 す る と、 電池 の 使 い方 に よ って は認識 され な い ま ま局 所 的 な電池 の過 充 電 を引 き起 こす可 能 性 が あ る。 単位 セル 1 5 b と 1 5 c につ いて も同様 で あ る。 [0033] 再 び F I G S . 9 A — 9 D を参 照 す る と、 この発 明 の第 1 の実施 形 態 に よ る双極 型 電池 2 にお いて は、 集 電体 4 a _ 4 d の周縁 部 に電圧検 出用端 子 2 1 a - d が 1 つ ず つ取 り付 け られ る。 取 り付 けは例 え ば接 着 に よ り行 わ れ る。 F I G S . 9 A — 9 D は電圧検 出用端 子 2 1 a _ 2 1 d の配 置 を示 す ため に、 集 電体 4 a - 4 d の平 面形 状 を個 別 に示 した もの で あ る。 [0034] F I G . 9 D を参 照 す る と、 積 層 方 向 に隣接 す る第 1 集 電体 4 a の電圧検 出用端 子 2 _a と第 2 集 電体 4 b の電圧検 出用端 子 2 b は次 の よ うに配 置 され る。 す なわ ち、 第 1 集 電体 4 a の 図心 0 a を通 り、 電圧検 出用端 子 2 1 a と第 1 集 電体 4 a の 図心 0 a とを結 ぶ 第 1 の 直線 D a に直交 す る第 2 の 直線 D a 2 の反 対側 に、 隣接 す る第 2 集 電体 4 b の電圧検 出用端 子 2 1 b を 配 置 す る。 [0035] F I G . 9 C を参 照 す る と、 積 層 方 向 に隣接 す る第 2 集 電体 4 b の電圧検 出用端 子 2 b と第 3 集 電体 4 c の電圧検 出用端 子 2 c は次 の よ うに配 置 され る。 す なわ ち、 第 2 集 電体 4 b の 図心 0 b を通 り、 電圧検 出用端 子 2 1 b と第 2 集 電体 4 b の 図心 0 b とを結 ぶ 第 1 の 直線 D b に直交 す る第 2 の 直線 D b 2 の反 対側 に、 隣接 す る第 3 集 電体 4 c の電圧検 出用端 子 2 1 c を 配 置 す る。 [0036] F I G . 9 B を参 照 す る と、 積 層 方 向 に隣接 す る第 3 集 電体 4 c の電圧検 出用端 子 2 c と第 4 集 電体 4 d の電圧検 出用端 子 2 d は次 の よ うに配 置

さ れ る。 す な わ ち 、 第 3 集 電 体 4 c の 図 心 0 c を通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 c と第 3 集 電 体 4 c の 図 心 0 c と を結 ぶ 第 1 の 直 線 D c に 直 交 す る 第 2 の 直 線 D c 2 の 反 対 側 に、 隣 接 す る 第 4 集 電 体 4 d の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 d を 配 置 す る。 [0037] F I G . 9 A を参 照 す る と、 以 上 の 配 置 に よ り、 第 4 集 電 体 4 d の 図 心 0 d を通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 d と第 4 集 電 体 4 d の 図 心 O d と を結 ぶ 第 1 の 直 線 D d に 直 交 す る 第 2 の 直 線 D d 2 の 反 対 側 に、 隣 接 す る 第 3 集 電 体 4 c の 電 圧 検 出 用 端 子 2 c が 位 置 す る こ と に な る。 [0038] 以 上 を要 約 す れ ば、 あ る集 電 体 4 と そ れ に取 り付 け られ た 電 圧 検 出 用 端 子 に 関 して 、 集 電 体 4 の 図 心 0 を通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 2 と集 電 体 4 の 図 心 0 と を結 ぶ 第 1 の 直 線 D に 直 交 す る 第 2 の 直 線 D の 反 対 側 に、 隣 接 す る集 電 体 4 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 を配 置 して い る。 言 い換 え れ ば、 隣 接 す る集 電 体 4 に取 り付 け られ た 2 個 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 は 9 0 度 以 上 の 角 度 間 隔 の も とで 配 置 さ れ る。 [0039] 以 上 の 条 件 を満 た した 上 で 、 さ らに 好 ま し くは、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ d は 次 の よ う に配 置 さ れ る。 [0040] 集 電 体 4 の 図 心 0 を通 る 2 本 の 直 線 で 集 電 体 4 の 平 面 形 状 を 4 個 の領 域 に 分 け、 隣 接 しな い 2 つ の領 域 の 一 方 に位 置 す る辺 に 電 圧 検 出 用 端 子 2 を取 り付 け る。 積 層 方 向 に 隣 接 す る集 電 体 4 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 を 隣 接 しな い 2 つ の領 域 の も う一 方 に位 置 す る辺 に取 り付 け る。 好 ま し くは、 2 本 の 直 線 は 長 方 形 の 平 面 形 状 の 集 電 体 4 の 頂 点 を通 る 2 本 の 対 角 線 で 構 成 す る。 [0041 ] す な わ ち 、 F I G . 9 D を参 照 す る と、 第 1 集 電 体 4 a の 図 心 0 a と長 方 形 の 対 角 線 を な す 2 本 の 直 線 L 1 a と L 2 a に よ って 第 1 集 電 体 4 a を 4 個 の 領 域 R G 1 a 、 R G 2 a 、 R G 3 a , 及 び R G 4 a に分 割 し、 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G a と R G 3 a の 一 方 R G 3 a に 電 圧 検 出 用 端 子 2 a を配 置 す る。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G 1 a と R G 3 a の も う一 方 R G 1 a に相 当 す る位 置 に 隣 接 す る 第 2 集 電 体 4 b の 電 圧 検 出 用 端 子 2 b を配 置 す る。 [0042] F I G . 9 C を参 照 す る と、 第 2 集 電 体 4 b の 図 心 0 b と長 方 形 の 対 角 線

をな す 2 本 の 直線 L 1 b と L 2 b に よ って第 2 集 電体 4 b を 4 個 の領 域 R G 1 b 、 R G 2 b 、 R G 3 b , 及 び R G 4 b に分 割 し、 隣接 しな い 2 つ の領 域 R G b と R G 3 b の一方 R G b に電圧検 出用端 子 2 b を配 置 す る。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G b と R G 3 b の も う一方 R G 3 b に相 当す る位 置 に隣接 す る第 3 集 電体 4 c の電圧検 出用端 子 2 c を配 置 す る。 [0043] F I G . 9 B を参 照 す る と、 第 3 集 電体 4 c の 図心 0 c と長 方形 の対 角線 をな す 2 本 の 直線 L c と L 1 c に よ って第 3 集 電体 4 c を 4 個 の領 域 R G 1 c 、 R G 2 c 、 R G 3 c , 及 び R G 4 c に分 割 し、 隣接 しな い 2 つ の領 域 R G c と R G 3 c の一方 R G 3 c に電圧検 出用端 子 2 c を配 置 す る。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G 1 c と R G 3 c の も う一方 R G 1 c に相 当す る位 置 に隣接 す る第 4 集 電体 4 d の電圧検 出用端 子 2 d を配 置 す る。 [0044] 発 明者 らの研 究 に よれ ば、 隣接 す る集 電体 4 a _ 4 d の電圧検 出用端 子 2 1 a - d は 1 5 0 — 2 1 0 度 の角度 間隔 の も とで配 置 す る こ とが望 ま し し、。 あ るい は、 電圧検 出用端 子 2 a - d を設 け る隣接 しな い 2 つ の領 域 は、 長 方形 の対 角線 をな す 2 本 の 直線 L a ( L 1 b ， L 1 c ， L d ) と L 2 a ( L 2 b , L 2 c , L 2 d ) の交角 が鋭 角 をな す領 域 とす る こ とが 望 ま しい。 [0045] 長 方形 の対 角線 をな す 2 本 の 直線 L a ( L 1 b ， L 1 c ， L d ) と L 2 a ( L 2 b , L 2 c , L 2 d ) の交角 が鋭 角 をな す領 域 に電圧検 出用端 子 a - d を取 り付 け る と、 2 本 の 直線 L a ( L b , L 1 c ， L d ) と L 2 a ( L 2 b , L 2 c , L 2 d ) の交角 が鈍 角 をな す領 域 に電圧検 出用端 子 2 a - d を取 り付 け る よ りも、 隣接 す る電圧検 出用端 子 2 a - d を離 して配 置 で きるか らで あ る。 [0046] F I G . 0 を参 照 して、 以 上 の よ うに電圧検 出用端 子 2 1 a _ 2 1 d を 配 置 した双極 型 電池 2 にお いて、 単位 セル 1 5 a _ 1 5 c の 内部 で放 電 電流 が どの よ うに流 れ るか を次 に説 明 す る。 [0047] F I G . 6 につ いて説 明 した よ うに、 層状 の電池 で あ る第 1 単位 セル 1 5 a は、 積 層 方 向 か ら見 た場 合 に長 方形 をな し、 一 つ の面 内 に並 列接 続 され た

複 数 、 例 え ば 5 つ の 微 小 電 池 要 素 B 1 を備 え る、 と見 な す こ とが で き る。 第 2 単 位 セ ル 1 5 b と第 3 単 位 セ ル 1 5 c に つ い て も 同 様 で あ る。 [0048] 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 電 圧 は F I G . 3 に示 す よ う に 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 両 側 の 集 電 板 4 a と 4 b に取 り付 け た 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b に よ り検 出 さ れ る。 [0049] 電 圧 検 出 用 端 子 2 a は 図 の 左 端 に、 電 圧 検 出 用 端 子 2 b は 図 の 右 端 に 位 置 して い る。 そ の た め 、 5 つ の 微 小 電 池 要 素 B 1 を通 過 す る放 電 電 流 の 経 路 の 長 さ は ほ ぼ 等 し くな る。 図 示 さ れ た 電 圧 検 出 用 端 子 2 a と 2 1 b の 間 の 5 個 の 放 電 経 路 の 抵 抗 は、 い ず れ も 1 個 の 抵 抗 R 1 と 6 個 の 抵 抗 R で 構 成 さ れ る。 つ ま り、 5 個 の 放 電 経 路 の 抵 抗 値 は ほ ぼ 等 し くな る。 [0050] そ の 結 果 、 5 つ の 各 微 小 電 池 要 素 B を通 過 す る放 電 電 流 I 1 _ I 5 の 大 き さ も ほ ぼ 等 しい。 この よ う に、 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 面 内 に お い て 、 5 つ の 微 小 電 池 要 素 B は そ の 存 在 位 置 に 関 係 な く均 等 に放 電 を行 う。 [0051 ] F I G . 1 1 を参 照 す る と、 均 等 な 放 電 の 結 果 、 放 電 終 了後 の 第 1 単 位 セ ル 1 5 a 内 の 電 圧 分 布 は、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a か らの 距 離 と は 関 係 な く一 定 で あ る。 つ ま り、 従 来 技 術 に よ る 電 圧 検 出 用 端 子 の 配 置 が も た らす F I G . 8 に示 す よ うな 電 圧 の 不 均 等 を 生 じな い。 この 双 極 型 電 池 2 に よ れ ば、 単 位 セ ル 1 5 a ( 1 5 b， 5 c ) の 面 内 で の 電 圧 分 布 の 平 坦 化 が 期 待 で き る の で あ る。 [0052] 以 上 の よ う に、 この 双 極 型 電 池 2 に お い て は、 単 位 セ ル 1 5 a ( 5 b , 1 5 c ) の 一 方 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 a ( b , 2 1 c ) か らも う一 方 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 b ( c , d ) へ の 放 電 経 路 の 抵 抗 が 経 路 に よ ら ず 均 一 化 さ れ る。 そ の た め 、 単 位 セ ル 1 5 a ( 5 b , 5 c ) の 平 面 内 の い か な る場 所 に お い て も 電 流 密 度 が 等 し くな り、 単 位 セ ル 1 5 a ( 5 b , 5 c ) 内 の 充 電 状 態 を 同 レベ ル で 平 行 に推 移 さ せ る こ とが で き る。 ま た 、 — 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b ( 2 1 b と 2 1 c ま た は 2 1 c と 2 1 d ) が 検 出 す る放 電 完 了後 の 電 圧 は、 単 位 セ ル 1 5 a ( 1 5 b， 1 5 c ) の どの 部 分 で あ る か に依 存 しな い の で 、 精 度 の 良 い 電 圧 検 出 を行 う こ とが で き

る。 [0053] この実施 形 態 に よ る双極 型 電池 2 は長 方形 の平 面形 状 を有 す る集 電体 4 a - 4 d を用 いて い るが、 この発 明 は長 方形 以 外 の多角形 の集 電体 を用 いた双 極 型 電池 に も適 用可 能 で あ る。 [0054] さ らに、 頂 点 を有 す る多角形 に限 らず、 集 電体 の平 面形 状 が 円形 や楕 円形 な どいか な る形 で あ って も適 用可 能 で あ る。 [0055] F I G S . 1 2 A — 1 2 D を参 照 して、 この よ うな形 状 の集 電体 4 a a

，

4 b a , 4 c a , 及 び 4 d a を有 す る双極 型 電池 2 に適 用 され る、 この発 明 の第 2 の実施 形 態 を説 明 す る。 [0056] この実施 形 態 にお いて も、 第 1 の実施 形 態 と同様 に双極 型 電池 2 を 4 個 の 集 電体 4 a a

，

4 b a , 4 c a , 及 び 4 d a で構 成 す る。 た だ し、 第 1 の実 施 形 態 と異 な り集 電体 4 a a _ 4 d d は対称 性 や頂 点 を持 た な い平 面形 状 を 有 す る。 [0057] 第 1 集 電体 4 a a には電圧検 出用端 子 2 a が、 第 2 集 電体 4 b a には電 圧検 出用端 子 2 b が、 第 3 集 電体 4 c a には電圧検 出用端 子 2 c が、 第 4 集 電体 4 d a には電圧検 出用端 子 2 d が それ ぞれ取 り付 け られ る。 [0058] F I G S . 1 2 A — 1 2 D は F I G S . 9 A — 9 D と同様 に、 集 電体 4 a a - 4 d a にお け る電圧検 出用端 子 2 a - d の配 置 を示 す。 [0059] F I G . 2 D を参 照 す る と、 積 層 方 向 に隣接 す る 2 つ の第 1 集 電体 4 a a と第 2 集 電体 4 b a の電圧検 出用端 子 2 1 a と 2 1 b は次 の よ うに配 置 さ れ る。 す なわ ち、 第 1 集 電 4 a a の 図心 0 a を通 り、 電圧検 出用端 子 2 1 a と第 1 集 電体 4 a a の 図心 0 a とを結 ぶ 第 1 の 直線 D a に直交 す る第 2 の 直線 D a 2 の反 対側 に、 隣接 す る第 2 集 電体 4 b a の電圧検 出用端 子 2 1 b を配 置 す る。 [0060] F I G . 2 C を参 照 す る と、 積 層 方 向 に隣接 す る第 2 集 電体 4 b a と第 3 集 電体 4 c a の電圧検 出用端 子 2 1 b と 2 1 c は次 の よ うに配 置 され る。 す なわ ち、 第 2 集 電体 4 b a の 図心 0 b を通 り、 電圧検 出用端 子 2 1 b と第 2 集 電体 4 b a の 図心 0 b とを結 ぶ 第 1 の 直線 D b に直交 す る第 2 の 直線

D b 2 の 反 対 側 に、 隣 接 す る 第 3 集 電 体 4 c a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 c を配 置 す る。 [0061 ] F I G . 2 B を参 照 す る と、 積 層 方 向 に 隣 接 す る 第 3 集 電 体 4 c a と第 4 集 電 体 4 d a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 c と 2 1 d は 次 の よ う に配 置 さ れ る。 す な わ ち 、 第 3 集 電 体 4 c a の 図 心 0 c を通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 c と第 3 集 電 体 4 c a の 図 心 0 c と を結 ぶ 第 1 の 直 線 D c に 直 交 す る 第 2 の 直 線 D c 2 の 反 対 側 に、 隣 接 す る 第 4 集 電 体 4 d a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 d を配 置 す る。 [0062] F I G . 2 A を参 照 す る と、 以 上 の 配 置 に よ り、 第 4 集 電 体 4 d a の 図 心 O d を通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 d と第 4 集 電 体 4 d a の 図 心 0 d と を結 ぶ 第 1 の 直 線 D d に 直 交 す る 第 2 の 直 線 D d 2 の 反 対 側 に、 隣 接 す る 第 3 集 電 体 4 c a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 c が 位 置 す る こ と に な る。 [0063] この 実 施 形 態 に お い て も、 隣 接 す る 2 個 の 集 電 体 4 に そ れ ぞ れ 取 り付 け ら れ た 電 圧 検 出 用 端 子 2 は 9 0 度 以 上 の 角 度 間 隔 の も とで 配 置 さ れ る。 [0064] 以 上 の 条 件 を満 た した 上 で 、 さ らに 好 ま し くは、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ d は 次 の よ う に配 置 さ れ る。 [0065] 集 電 体 4 の 図 心 0 を通 る 2 本 の 直 線 で 集 電 体 4 の 平 面 形 状 を 4 個 の領 域 に 分 け、 隣 接 しな い 2 つ の領 域 の 一 方 に位 置 す る辺 に 電 圧 検 出 用 端 子 2 を配 置 す る。 [0066] す な わ ち 、 F I G . 1 2 D を参 照 す る と、 第 1 集 電 体 4 a a の 図 心 0 a a を通 る 2 本 の 直 線 L 1 a と L 2 a に よ って 第 1 集 電 体 4 a a を 4 個 の領 域 R G 1 a 、 R G 2 a 、 R G 3 a , 及 び R G 4 a に分 割 し、 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G a と R G 3 a の 一 方 R G 3 a に 電 圧 検 出 用 端 子 2 a を配 置 す る。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G 1 a と R G 3 a の も う一 方 R G 1 a に相 当 す る位 置 に 隣 接 す る 第 2 集 電 体 4 b a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 b を配 置 す る。 [0067] F I G . 9 C を参 照 す る と、 第 2 集 電 体 4 b a の 図 心 0 b と長 方 形 の 対 角 線 を な す 2 本 の 直 線 L 1 b と L 2 b に よ って 第 2 集 電 体 4 b a を 4 個 の領 域 R G 1 b 、 R G 2 b 、 R G 3 b , 及 び R G 4 b に分 割 し、 隣 接 しな い 2 つ の

領 域 R G 1 b と R G 3 b の 一 方 R G b に 電 圧 検 出 用 端 子 2 b を配 置 す る 。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G 1 b と R G 3 b の も う一 方 R G 3 b に相 当 す る 位 置 に 隣 接 す る 第 3 集 電 体 4 c a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 c を配 置 す る。 [0068] F I G . 1 2 B を参 照 す る と、 第 3 集 電 体 4 c a の 図 心 0 c と長 方 形 の 対 角 線 を な す 2 本 の 直 線 L 1 c と L 1 c に よ って 第 3 集 電 体 4 c a を 4 個 の領 域 R G 1 c 、R G 2 c 、R G 3 c , 及 び R G 4 c に分 割 し、 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G c と R G 3 c の 一 方 R G 3 c に 電 圧 検 出 用 端 子 2 c を配 置 す る。 隣 接 しな い 2 つ の領 域 R G 1 c と R G 3 c の も う一 方 R G 1 c に相 当 す る位 置 に 隣 接 す る 第 4 集 電 体 4 d a の 電 圧 検 出 用 端 子 2 d を配 置 す る。 [0069] 好 ま し くは、 第 1 集 電 体 4 a a の 2 本 の 直 線 L 1 a と L 2 a との 交 角 が 鋭 角 を な す領 域 に 電 圧 検 出 用 端 子 2 a を取 り付 け る。 電 圧 検 出 用 端 子 2 b - d に つ い て も 同 様 で あ る。 さ らに 好 ま し くは、 隣 接 す る 2 個 の 集 電 体 4 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 を 1 5 0 — 2 1 0 度 の 角 度 間 隔 を も って 配 置 す る。 [0070] 以 上 の よ う に、 この 実 施 形 態 に よ れ ば、 対 称 性 や 頂 点 を持 た な い平 面 形 状 を持 た な い 集 電 体 4 a a - 4 d a に つ い て も、 この 発 明 を適 用 す る こ とが 可 能 で あ り、 単 位 セ ル 内 の 同 一 面 に お け る 充 電 状 態 の 不 均 衡 を解 消 す る こ とで あ る。 [0071 ] F I G S . 1 3 A _ 1 3 D を参 照 して この 発 明 の 第 3 の 実 施 形 態 を説 明 す る。 [0072] この 実 施 形 態 に お い て も、 第 1 の 実 施 形 態 と同 様 に双 極 型 電 池 2 を 4 個 の 集 電 体 4 a , 4 b ，4 c ， 及 び 4 d で 構 成 す る。 F I G S . 3 A - 3 D は F I G S . 9 A — 9 D と同 様 に、 集 電 体 4 a _ 4 d に お け る 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a - d の 配 置 を示 す 。 集 電 体 4 _a _ 4 d は 第 1 の 実 施 形 態 と同 様 の 長 方 形 の 平 面 形 状 を有 す る。 [0073] この 実 施 形 態 に よ る双 極 型 電 池 2 に お い て は、 集 電 体 4 a - 4 d の 電 圧 検 出 用 端 子 2 a - d を取 り付 け る辺 に 高 電 気 伝 導 率 の 所 定 幅 の 良 導 体 4 _ 4 4 を あ らか じめ 付 着 さ せ る。 [0074] F I G . 1 3 D を参 照 す る と、 第 1 集 電 体 4 a に つ い て 電 圧 検 出 用 端 子 2

a を取 り付 け る辺 3 3 a に全 長 に渡 って 薄 いフ イ ル ム状 の 第 1 良 導 体 4 を あ らか じめ 付 着 さ せ る。 [0075] F I G . 3 C を参 照 す る と、 第 2 集 電 体 4 b に つ い て 電 圧 検 出 用 端 子 2 b を取 り付 け る辺 3 b に全 長 に渡 って 薄 いフ イ ル ム状 の 第 2 良 導 体 4 2 を あ らか じめ 付 着 さ せ る。 [0076] F I G . 3 B を参 照 す る と、 第 3 集 電 体 4 c に つ い て 電 圧 検 出 用 端 子 2 c を取 り付 け る辺 3 3 c に全 長 に渡 って 薄 いフ イ ル ム状 の 第 3 良 導 体 4 3 を あ らか じめ 付 着 さ せ る。 [0077] F I G . 1 3 A を参 照 す る と、 第 4 集 電 体 4 d に つ い て 電 圧 検 出 用 端 子 2 d を取 り付 け る辺 3 d に全 長 に渡 って 薄 いフ イ ル ム状 の 第 4 良 導 体 4 4 を あ らか じめ 付 着 さ せ る。 各 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ 2 1 d は、 良 導 体 4 _ 4 4 の 上 に接 着 等 の 方 法 で 取 り付 け る。 [0078] F I G . 4 を参 照 して 、 電 圧 検 出 用 端 子 2 a - d を取 り付 け る辺 3 3 a 、 3 1 b ， 3 3 c ， 及 び 3 d に 良 導 体 4 - 4 4 を付 着 さ せ る理 由 を説 明 す る。 [0079] F I G . 1 4 は 第 1 の 実 施 形 態 の 双 極 型 電 池 2 の 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の概 略 平 面 図 で あ る。 第 1 の 実 施 形 態 の 双 極 型 電 池 2 で は、 F I G S . 9 C - 9 D に示 す よ う に、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a が 第 1 集 電 体 4 a の 辺 3 3 a の 下 部 に取 り付 け られ て い る。 ま た 、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 b が 第 2 集 電 体 4 b の 辺 3 b の ほ ぼ 中 央 部 に取 り付 け られ て い る。 [0080] F I G . 1 4 で 「正 極 端 子 位 置 」 とあ る の が 電 圧 検 出 用 端 子 2 a の 取 り 付 け位 置 、 「負 極 端 子 位 置 」 とあ る の が 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 b の 取 り付 け位 置 に相 当 す る。 [0081 ] さ て 、 第 1 単 位 セ ル 1 5 a の 放 電 時 に等 電 圧 線 は 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b を結 ぶ 直 線 と平 行 を な す 。 放 電 終 了後 に等 電 圧 線 に 直 交 す る線 、 す な わ ち 例 え ば F I G . 4 の X V _ X V 線 で 切 り取 った 、 第 1 単 位 セ ル 1 5 a 内 の 電 圧 分 布 が F I G . 1 5 に示 さ れ る。 [0082] F I G . 5 を参 照 す る と、 所 定 位 置 B で 電 圧 は極 小 とな り、 位 置 B の 両

側 にお いて は位 置 B か ら離 れ るほ ど電圧 が高 くな る。 この よ うに所 定位 置 B に極 小値 を有 す る電圧 分 布 の傾 向 は、樹 脂 製 の集 電体 な ど電 気抵 抗 の高 い集 電体 にお いて顕 著 に現 れ る。 [0083] F I G . 5 に示 す所 定位 置 B は、 F I G . 1 4 にお いて X V — X V 線 と —対 の電圧検 出用端 子 2 1 a と 2 1 b を結 ぶ 直線 とが交 わ る位 置 で あ る。 こ の位 置 で放 電終 了後 の電圧 が極 小 とな るの は、樹 脂 性 の集 電体 な ど電 気抵 抗 の高 い集 電体 を有 す る双極 型 電池 にお いて は、 一対 の電圧検 出用端 子 2 1 a と 2 b を最 短 距離 で結 ぶ 直線 上 で放 電 が最 も活 発 に行 わ れ るか らで あ る。 [0084] しか しな が ら、 所 定位 置 B で電圧 が極 小 とな る よ うな電圧 分 布 を持 つ こ と は好 ま しくな い。 そ こで、 この発 明 の第 3 の実施 形 態 に よ る双極 型 電池 2 は

、

F I G S . 3 A - 3 D に示 す よ うに、 電圧検 出用端 子 2 a - d を取 り付 け る辺 3 3 a

，

3 1 b

，

3 3 c ， 及 び 3 1 d に良導 体 4 1 _ 4 4 を 付着 させ て い る。 [0085] その結 果、 例 え ば第 1 単位 セル 1 5 a で は、 第 1 集 電体 4 a を取 り付 け る 辺 3 3 a に配 置 した第 1 良導 体 4 の全 体 が電圧検 出用端 子 と して機 能 す る 。 また、 第 2 集 電体 4 b の辺 3 1 b に配 置 した第 2 良導 体 4 2 の全 体 が電圧 検 出用端 子 と して機 能 す る。 [0086] F I G . 6 を参 照 す る と、 第 1 単位 セル 1 5 a にお いて は、 第 1 良導 体 4 1 よ り第 2 良導 体 4 2 に向 けて放 電 電流 が流 れ る。 つ ま り、 正負 一対 の電 極 が、 良導 体 4 と 4 2 に よ り点 で はな く線 と して形 成 され る。 その結 果、 放 電 電流 の流 れ は集 電体 4 a と 4 b の長手 方 向、 す なわ ち F I G . 1 と F I G . 3 の左 右 の方 向 に延 び る辺 3 2 a

，

3 2 b 及 び辺 3 4 a

，

3 4 b と平 行 をな し、 か つ均 一 とな る。 した が って、 第 1 単位 セル 1 5 a 内で の電圧 分 布 に極 小 を持 つ こ とが解 消 され る。 第 2 単位 セル 1 5 b 及 び 第 3 単位 セル 1 5 c につ いて も同様 で あ る。 [0087] 以 上 を ま とめ る と、 金 属 集 電体 よ りも著 しく電 気抵 抗 の高 い樹 脂 製 な どの 集 電体 を用 いた場 合 には、 単位 セル の一対 の電圧検 出用端 子 を結 ん で得 られ る直線 と直交 す る向 きに沿 った電圧 分 布 は、 一対 の電圧検 出用端 子 を結 ぶ 直

線 上 で極 小 値 を取 る。 これ に よ り、 単 位 セ ル の 面 内 の 電 圧 分 布 は平 坦 とな ら な い。 この 実 施 形 態 の 双 極 型 電 池 2 は、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a _ 2 1 d を設 け る辺 3 3 a 、 3 1 b ， 3 3 c , 及 び 3 d に 良 導 体 4 - 4 4 を付 着 さ せ て い る。 良 導 体 4 — 4 4 が 、 一 対 の 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a と 2 1 b ( 2 1 b f c , 2 1 c と 2 1 d ) を結 ん で 得 られ る 直 線 に 直 交 す る方 向 の 電 圧 分 布 を等 電 位 とす る。 した が って 、 金 属 集 電 体 よ りも著 し く抵 抗 の 高 い樹 脂 製 な どの 集 電 体 4 a _ 4 d を 用 い て 双 極 型 電 池 2 を構 成 す る場 合 で も、 単 位 セ ル 1 5 a _ 1 5 c 内 の 電 流 密 度 を そ れ ぞ れ 均 一 化 す る こ とが で き る。 [0088] 以 上 の 説 明 に 関 して 2 0 1 0 年 7 月 3 0 日 を 出願 日 とす る 日本 国 に お け る 特 願 2 0 0 - 7 2 2 7 0 号 、 の 内 容 を こ こ に 引 用 に よ り合 体 す る。 [0089] 以 上 、 この 発 明 を い くつ か の 特 定 の 実 施 例 を通 じて 説 明 して きた が 、 この 発 明 は 上 記 の 各 実 施 例 に 限 定 さ れ る も の で は な い。 当業 者 に と って は、 ク レ - 厶 の 技 術 範 囲 で これ らの 実 施 例 に さ ま ざ ま な 修 正 あ る い は 変 更 を加 え る こ とが 可 能 で あ る。 [0090] 例 え ば、 第 3 の 実 施 形 態 に お い て 、 電 圧 検 出 用 端 子 2 a - d を取 り 付 け る辺 3 3 a 、 3 1 b ， 3 3 c ， 及 び 3 1 d の 全 長 に渡 って 良 導 体 4 1 _ 4 4 を配 置 す る こ と は 必 ず しも必 要 な く、 電 圧 検 出 用 端 子 2 1 a - d を 中心 とす る辺 3 3 a 、 3 1 b ， 3 3 c , 及 び 3 1 d の 一 部 に の み 良 導 体 4 1 _ 4 4 を付 着 さ せ て も 良 い。

産 業 上 の 利 用 可 能 性

[0091 ] 以 上 の よ う に、 この 発 明 に よ る双 極 型 電 池 は、 電 圧 調 整 用 の 放 電 を行 う際 に、 層 状 の 単 位 セ ル 内 の 電 圧 分 布 を均 等 化 す る。 した が って 、 例 え ば 電 動 車 両 に 電 源 に と して 搭 載 さ れ る双 極 型 電 池 の 寿 命 を伸 ば す う え で 好 ま しい効 果 を期 待 で き る。 [0092] この 発 明 の 実 施 例 が 包 含 す る排 他 的 性 質 あ る い は特 長 は 以 下 の よ う に ク レ — 厶 さ れ る。

請 求 の範 囲

[ 請 求 項 1] 層 状 の 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d

，

4 a a , 4 b a , 4 c a

，

4 d a ) と、 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d

，

4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 一 面 に 配 置 さ れ た 正 極 活 物 質 層 （5 ) と 、 集 電 体 ( 4 , 4 a , 4 b , 4 c , 4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の も う一 面 に 配 置 さ れ た 負 極 活 物 質 層 （6 ) と か らな る 双 極 型 電 極 （3 ) を 電 解 質 層 （7 ) を介 して 複 数 積 層 す る と と も に、 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 周 縁 部 に 取 り付 け られ た 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a

，

b , 2 1 c , d ) を備 え 、 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 図 心 （O a

，

O b , O c

，

0 d ) を 通 り、 電 圧 検 出 用 端 子 ( 2 1 a

，

2 1 b

，

2 c , d ) と集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d

，

4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 図 し （0 a

，

0 b

，

0 c

，

0 d ) と を結 ぶ 第 1 の 直 線 （D a 1

，

D b 1

，

D c 1

，

D d ) に 直 交 す る 第 2 の 直 線 （D a 2

，

D b 2 , D c 2 , D d 2 ) の 反 対 側 に、 隣 接 す る 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c , 4 d

，

4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a

，

2 1 b

，

2 c , d ) を 配 置 した 双 極 型 電 池 （2 )

。

[ 請 求 項 2 ] 図 心 （O a

，

O b

，

O c

，

0 d ) で 交 わ る 2 本 の 直 線 （L 1 a

，

L 1 b

，

L 1 c

，

L d , L 2 a , L 2 b , L 2 c , L 2 d ) で 集 電 体 ( 4 , 4 a , 4 b , 4 c , 4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 平 面 形 状 を 4 個 の 領 域 （R G 1 a

，

R G 2 a , R G 3 a , R G 4 a

，

R G b , R G 2 b , R G 3 b , R G 4 b , R G c , R G 2 c , R G 3 c , R G 4 c , R G d , R G 2 d , R G 3 d , R G 4 d ) に 分 割 した 場 合 に、 隣 接 しな い 2 つ の 領 域 の 一 方 と も う一 方 に、 隣 接 す る 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c , 4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a

，

2 1 b

，

2 c , 2 1 d ) を そ

れ ぞ れ 配 置 した 請 求 項 1 の 双 極 型 電 池 （2 )

。

隣 接 しな い 2 つ の 領 域 は 、 2 本 の 直 線 （L 1 a

，

L 1 b

，

L 1 c

，

L d , L 2 a , L 2 b , L 2 c , L 2 d ) の 交 角 が 鋭 角 を な す 領 域 ( R G a , R G 3 a , R G b , R G 3 b , R G c , R G 3 c , R G d , R G 3 d ) で あ る 請 求 項 1 の 双 極 型 電 池 。 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c

，

4 d , 4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 平 面 形 状 は 長 方 形 で あ り、 図 心 （0 a

，

0 b

，

0 c

，

0 d ) で 交 わ る 2 本 の 直 線 （L 1 a

，

L b , L 1 c

，

L d , L 2 a , L 2 b , L 2 c , L 2 d ) は 長 方 形 の 対 角 線 で あ る 請 求 項 2 ま た は 3 の 双 極 型 電 池 。 隣 接 す る 集 電 体 （4

，

4 a , 4 b

，

4 c , 4 d

，

4 a a , 4 b a , 4 c a , 4 d a ) の 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a

，

2 1 b

，

2 c , 2 1 d ) が 1 5 0 度 か ら 2 1 0 度 の 角 度 間 隔 で 配 置 さ れ る 請 求 項 1 か ら 4 の い ず れ か の 双 極 型 電 池 （2 )

。

電 解 質 層 （7 ) と、 電 解 質 層 （7 ) の 両 側 に位 置 す る 正 極 活 物 質 層 ( 5 ) と負 極 活 物 質 層 （6 ) と で 一 個 の 単 位 セ ル （1 5

，

5 a , 5 b , 5 c ) が 構 成 さ れ 、 電 圧 検 出 用 端 子 （2 1 a

，

b , 2 1 c

，

d ) は 各 単 位 セ ル （1 5

，

5 a , 5 b , 5 c ) の 容 量 調 整 用 端 子 を 兼 用 す る 請 求 項 1 か ら 5 の い ず れ か の 双 極 型 電 池 （2 )

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A J P 2 0 0 9 - 1 5 8 2 8 1 ( M a zda Motor Corp . ) , 1 - 6

1 6 July 2 0 0 9 ( 1 6 . 0 7 . 2 0 0 9 ) ,

paragraph s [ 0 0 1 3 ] t o [ 0 0 1 8 ] ； fig . 7 ( a m i l y ： none )

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special reason (as specified) _{considered t o involve an inventive step when the document i s}

"O" document referring t o an oral disclosure, use, exhibnion or other means combined with one or more other such documents, such combination

"P" t o the international filing date but later than being obvious to a person skilled i n the art

"&" document member of the same patent family

Date of the actual completion of the international search Date of mailing of the international search report 2 9 Septembe r , 2 0 1 1 ( 2 9 . 0 9 . 1 1 ) 1 1 Octobe r , 2 0 1 1 ( 1 1 . 1 0 . 1 1 )

Name and mailing address of the ISA/ Authorized officer Japane s e Patent O f f i c e

Facsimile No. Telephone No.

INTERNATIONAL SEARCH REPORT International application No.

PCT / JP2 0 1 1 / 0 6 6 0 7 0

C (Continuation). DOCUMENTS CONSIDERED T O B E RELEVANT

Category* Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages Relevant t o claim No.

P , A J P 2 0 1 1 - 8 2 0 9 7 A ( Toyota Motor Corp . ) , 1 - 6 2 1 Apri l 2 0 1 1 ( 2 1 . 0 4 . 2 0 1 1 ) ,

paragraph s [ 0 0 2 2 ] t o [ 0 0 4 7 ] ； fig . 4 t o 6 ( a mi l y ： none )

国 際 調 査 報 告 国 際 出 願 番 号 P C T J P 2 0 1 1 / 0 6 6 0 7 0 発 明 の 属 す る 分 野 の 分 類 （国 際 特 許 分 類 （I P C ) ) Int.Cl . H01M2/26 (2006. 01) i，H01M2/30 (2006. 01) i，H01M10/04 (2006. 01) i B . 調 査 を 行 っ た 分 野 調 査 を 行 っ た 最 小 限 資 料 （国 際 特 許 分 類 （I P C ) ) Int.Cl . H01M2/26, H01M2/30, H01M10/04 最 小 限 資 料 以 外 の 資 料 で 調 査 を 行 っ た 分 野 に 含 ま れ る も の 日本 国 実 用 新 案 公 報 日本 国 公 開 実 用 新 案 公 報 日本 国 実 用 新 案 登 録 公 報 日本 国 登 録 実 用 新 案 公 報 221 o o o9 国 際 調 査 で 使 用 し た 電 子 デ 、 - ス （デ ぃ - ス の9名111 称 、 調 査 に 使 用 し た 用 語 ) 6111 年 年 年 年 関 連 す る と認 め られ る 文 献 引 用 文 献 の 関 連 す る カ テ ゴ リー * 引 用 文 献 名 及 び 一 部 の 箇 所 が 関 連 す る と き は 、そ の関 連 す る 箇 所 の 表 示 請 求 項 の 番 号 A J P 2004-319362 A ( 日産 自動 車 株 式 会 社 ） 1-6 2004. 11. 1 1， 段 落 【0 0 1 7 】 一 【0 0 3 0 】、 【図 1 】、 【図 3 】 ( フ ア ミ リー な し ） J P 2008-192377 A ( ト ヨ タ 自動 車 株 式 会 社 ） 1-6 2008. 08. 2 1， 段 落 【0 0 2 3 】、 【図 2 】

& US 2010/0178553 A l & W0 2008/093219 A l & CN 101542772 A

C 欄 の 続 き にも文 献 が 列 挙 さ れ て い る_c パ テ ン ト フ ァ ミ リ ー に 関 す る 別 紙 を 参 照 。 * 引 用 文 献 の 日 の後 に 公 表 さ れ た 文 献 ΓΑ」 特 に 関 連 の あ る 文 献 で は な く 、 一 般 的 技 術 水 準 を 示 す Γτ 」 国 際 出願 日又 は 優 先 日後 に 公 表 され た 文 献 で あ っ て も の 出 願 と矛 盾 す る も の で は な く 、 発 明 の 原 理 又 は 理 論 ΓΕ」 国 際 出 願 日前 の 出 願 ま た は 特 許 で あ る が 、 国 際 出 願 日 の 理 解 の た め に 引 用 す る も の 以 後 に 公 表 された も の x 特 に 関 連 の あ る 文 献 で あ っ て 、 当 該 文 献 の み で 発 明 「L 」優 先 権 主 張 に 疑 義 を 提 起 す る 文 献 又 は 他 の 文 献 の 発 行 の新 規 性 又 は 進 歩 性 が な い と考 え られ るも の 日若 し く は 他 の 特 別 な 理 由 を 確 立 す る た め に 引 用 す 「Y 」 特 に 関 連 の あ る 文 献 で あ っ て 、 当 該 文 献 と他 の 1 以 る 文 献 （理 由 を 付 す ） 上 の 文 献 と の 、 当 業 者 に と っ て 自 明 で あ る 組 合 せ に Γθ 」 口頭 に よ る 開 示 、 使 用 、 展 示 等 に 言 及 す る 文 献 よ っ て 進 歩 性 が な い と考 え ΓΡ」 国 際 出 願 日前 で 、 か つ 優 先 権 の 主 張 の 基 礎 と な る 出 願 Γ& 」 同 一パ テ ン ト フア ミ リー 文 献 国 際 調 査 を 完 了 し た 日 国 際 調 査 報 告 の 発 送 日 2 9 . 0 9 . 2 0 0 . 2 0 国 際 調 査 機 関 の 名 称 及 び あ て 先 特 許 庁 審 査 官 （権 限 の あ る 職 員 ） 4 X 4 4 9 2 日本 国 特 許 庁 （I S A J Ρ) 佐 藤 知 絵 郵 便 番 号 1 0 0 — 8 9 1 5 東 京 都 千 代 田 区 霞 が 関 三 丁 目 4 番 3 号 0 3 - 3 5 8 1 - 1 1 0 内 線 3 4 7 7 様 式 P C T l S A 2 1 0 ( 第 2 ペ ー ジ ） （2 0 0 9 年 7 月 ）

国 際 調 査 報 告 国 際 出願 番 号 P C P 2 0 0 6 6 0 7 0 C (続 き ） . 関 連 す る と認 め られ る文 献 引 用 文 献 の 関 連 す る カ テ ゴ リ ー * 引 用 文 献 名 及 び 一 部 の 箇 所 が 関 連 す る と き は 、そ の関 連 す る箇 所 の 表 示 請 求 項 の 番 号 A J P 2009-158281 A ( マ ツ ダ 株 式 会 社 ） 1-6 2009. 07. 16， 段 落 【0 0 1 3 】 一 【0 0 1 8 】、 【図 7 】 ( フ ア ミ リー なし ） P，A J P 2011-82097 A ( トヨ タ 自動 車 株 式 会 社 ） 1-6 2011. 04. 2 1， 段 落 【0 0 2 2 】 一 【0 0 4 7 】、 【図 4 】 【図 6 】 ( フ ア ミ リー なし ） 様 式 P C T I S A 2 1 0 (第 2 ペー ジ の続 き ） （2 0 0 9 年 7 月 ）