层叠电池的制作方法

本申请公开层叠电池。

背景技术：

作为评价电池的安全性的试验，已知有刺入导电性的刺针使其贯通电池并观察在发电要素内产生了内部短路时的温度上升等的针刺试验。作为电池的针刺对策，在专利文献1中公开了一种将隔着绝缘体配置2张金属板而成的短路形成兼散热促进单元设置于发电要素的最外层的电池。在专利文献1中，在电池的针刺时，使短路形成兼散热促进单元比发电要素先短路，在发电要素短路之前使发电要素的放电进行，从而抑制电池的内部的发热。在专利文献2及3中也公开了类似的技术。

专利文献1：日本特开2001-068156号公报

专利文献2：日本特开2015-018710号公报

专利文献3：日本专利第6027262号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

从专利文献1～3所公开的技术来看，可认为，在层叠电池中，通过将具有导电层和绝缘层的短路电流分散体与发电要素相独立地设置，在针刺等应力施加时使该短路电流分散体先行短路，能够使来自发电要素的电流(潜行电流)向短路电流分散体流动，能够使发电要素的放电进行而抑制电池内部的发热(图8(a))。另外，在层叠有多个发电要素的层叠电池中，若因针刺等应力施加而使发电要素短路，则容易产生如下课题：电流从一部分发电要素向其他发电要素流入，一部分发电要素的温度会局部上升。相对于此，可认为，通过与发电要素相独立地设置短路电流分散体，在针刺等应力施加时使短路电流分散体也与一部分发电要素一起短路，使来自短路电阻大的发电要素的潜行电流不仅向短路电阻小的发电要素分散也向短路电阻小的短路电流分散体分散，能够防止仅一部分发电要素的温度局部上升(图8(b))。这样，虽然能够利用短路电流分散体抑制发电要素的发热，但关于抑制短路电流分散体自身的发热还有改善的余地。

用于解决课题的方案

本申请作为用于解决上述课题的方案之一而公开一种层叠电池，具备至少一个短路电流分散体和层叠多个发电要素而成的层叠体，在所述短路电流分散体中，层叠有第一集电体层、第二集电体层及设置于所述第一集电体层与所述第二集电体层之间的绝缘层，在所述发电要素中，层叠有正极集电体层、正极材料层、电解质层、负极材料层及负极集电体层，至少一个所述短路电流分散体具有设于所述层叠体的层叠方向一端侧的第一部分、设于所述层叠体的层叠方向另一端侧的第二部分及连接所述第一部分与所述第二部分的第三部分，在所述第一部分中，所述第一集电体层和所述正极集电体层具有电连接部，另一方面，所述第二集电体层和所述负极集电体层不具有电连接部，在所述第二部分中，所述第二集电体层和所述负极集电体层具有电连接部，另一方面，所述第一集电体层和所述正极集电体层不具有电连接部，在所述第三部分中，所述第一集电体层及所述第二集电体层和所述正极集电体层及所述负极集电体层不具有电连接部。

在本公开的层叠电池中，优选的是，至少一个所述短路电流分散体在所述第一部分中具备从所述第一集电体层突出的第一突片，并且在所述第二部分中具备从所述第二集电体层突出的第二突片，所述发电要素具备从所述正极集电体层突出的正极突片和从所述负极集电体层突出的负极突片，在所述第一部分中，所述第一突片与所述正极突片电连接，在所述第二部分中，所述第二突片与所述负极突片电连接。

本公开的层叠电池是固态电池为优选。

在本公开的层叠电池中，优选的是，所述电解质层包括硫化物固体电解质作为固体电解质。

在本公开的层叠电池中，优选的是，多个所述发电要素彼此并联地电连接。

在本公开的层叠电池中，优选的是，所述短路电流分散体的所述第一部分及所述第二部分中的所述第一集电体层、所述绝缘层及所述第二集电体层的层叠方向、所述发电要素中的所述正极集电体层、所述正极材料层、所述电解质层、所述负极材料层及所述负极集电体层的层叠方向以及所述层叠体中的多个所述发电要素的层叠方向是相同的方向。

发明效果

根据本公开的层叠电池，在因针刺等而导致短路电流分散体短路从而从发电要素向短路电流分散体流入了电流的情况下，能够与以往相比抑制短路电流分散体的发热。

附图说明

图1是用于说明层叠电池100的结构的概略图。(a)是使第一部分10a处于近前侧的情况，(b)是使第二部分10b处于近前侧的情况。

图2是用于说明层叠电池100的结构的概略图。

图3是用于说明短路电流分散体10的结构的概略图。(a)是外观立体图，(b)是iiib-iiib剖视图。

图4是用于说明发电要素20a、20b的结构的概略图。(a)是外观立体图，(b)是ivb-ivb剖视图。

图5是用于对层叠电池100的效果进行说明的概略图。(a)是在层叠电池100中在短路电流分散体10产生了短路的情况，(b)是在以往技术中在短路电流分散体产生了短路的情况。

图6是用于说明层叠电池200的结构的概略图。使第一部分10a处于近前侧。

图7是用于说明层叠电池200的结构的概略图。

图8是用于对在层叠电池中在针刺时产生的潜行电流等进行说明的概略图。

具体实施方式

1.层叠电池100

图1、2概略地示出层叠电池100的结构。在图1、2中，为了便于说明而以省略电池壳体等的方式示出。图3概略地示出构成层叠电池100的短路电流分散体10的结构。图3(a)是外观立体图(短路电流分散体10被扩展开的状态)，图3(b)是iiib-iiib剖视图。图4概略地示出构成层叠电池100的发电要素20a、20b的结构。图4(a)是外观立体图，图4(b)是ivb-ivb剖视图。

如图1～4所示，层叠电池100具备至少一个短路电流分散体10和层叠多个发电要素20a、20b而成的层叠体20。如图2、3所示，在短路电流分散体10中，层叠有第一集电体层11、第二集电体层12及设置于第一集电体层11与第二集电体层12之间的绝缘层13。如图2、4所示，在发电要素20a、20b中，层叠有正极集电体层21、正极材料层22、电解质层23、负极材料层24及负极集电体层25。如图1～3所示，在层叠电池100中，至少一个短路电流分散体10具有在层叠体20的层叠方向一端侧设置的第一部分10a、在层叠体20的层叠方向另一端侧设置的第二部分10b及连接第一部分10a与第二部分10b的第三部分10c。在此，在第一部分10a中，第一集电体层11和正极集电体层21具有电连接部14a，另一方面，第二集电体层12和负极集电体层25不具有电连接部。另外，在第二部分10b中，第二集电体层12和负极集电体层25具有电连接部14b，另一方面，第一集电体层11和正极集电体层21不具有电连接部。而且，在第三部分10c中，第一集电体层11及第二集电体层12和正极集电体层21及负极集电体层25不具有电连接部。

1.1.短路电流分散体10

如图3所示，短路电流分散体10具备第一集电体层11、第二集电体层12及设置于第一集电体层11与第二集电体层12之间的绝缘层13。短路电流分散体10能够在针刺等应力施加时刺破绝缘层13等而使得第一集电体层11与第二集电体层12接触而短路，使来自发电要素20a、20b的潜行电流向短路电流分散体10分散(参照图8)。图3所示的短路电流分散体10在向层叠电池100安装时被折弯，第一部分10a配置于层叠体20的层叠方向一端侧，第二部分10b配置于层叠体20的层叠方向另一端侧，第三部分10c配置于层叠体20的侧面侧。

1.1.1.第一集电体层11及第二集电体层12

第一集电体层11及第二集电体层12由金属箔、金属网等构成即可。尤其优选是金属箔。作为构成第一集电体层11、第二集电体层12的金属，可举出cu、ni、al、fe、ti、zn、co、cr、au、pt、不锈钢等。其中，从在针刺时等能够稳定地短路的观点来看，cu是优选的。第一集电体层11及第二集电体层12也可以在其表面具有用于调整接触电阻的某种层。需要说明的是，第一集电体层11和第二集电体层12可以由彼此相同的金属构成，也可以由不同的金属构成。

第一集电体层11及第二集电体层12各自的厚度没有特别的限定。例如优选是0.1μm以上且1mm以下，更优选是1μm以上且100μm以下。在使集电体层11、12的厚度处于这样的范围的情况下，尤其在针刺等应力施加时，能够使集电体层11、12互相更合适地接触，能够使短路电流分散体10更合适地短路。

如图1～3所示，优选的是，第一集电体层11具备第一突片11a，经由该突片11a而电连接于发电要素20a、20b的正极集电体层21。另一方面，优选的是，第二集电体层12具备第二突片12a，经由该突片12a而电连接于发电要素20a、20b的负极集电体层25。突片11a可以是与第一集电体层11相同的材质，也可以是不同的材质。突片12a可以是与第二集电体层12相同的材质，也可以是不同的材质。

1.1.2.绝缘层13

在层叠电池100中，绝缘层13只要在电池的通常使用时将第一集电体层11与第二集电体层12绝缘即可。绝缘层13可以是由有机材料构成的绝缘层，也可以是由无机材料构成的绝缘层，还可以是有机材料和无机材料混合存在的绝缘层。尤其优选的是由有机材料构成的绝缘层。这是因为，与由无机材料构成的绝缘层相比，由有机材料构成的绝缘层从在通常使用时由裂纹引起的短路发生概率低这一观点来看是有利的。

作为能够构成绝缘层13的有机材料，可举出各种树脂。例如是各种热塑性树脂、各种热固性树脂。尤其优选是聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯等超级工程塑料。通常，热固性树脂与热塑性树脂相比热稳定性高，且硬质而脆。即，在由热固性树脂构成了绝缘层13的情况下，在进行了短路电流分散体10的针刺的情况下，绝缘层13容易断裂，能够抑制绝缘层13追随第一集电体层11、第二集电体层12的变形，能够使第一集电体层11与第二集电体层12更容易地接触。另外，即使绝缘层13的温度上升，也能够抑制热分解。从该观点来看，绝缘层13优选由热固性树脂片构成，更优选由热固性聚酰亚胺树脂片构成。

另一方面，也存在不伴随针刺等应力施加而产生电池的内部短路的情况。在这样的情况下，短路电流分散体依然未短路，难以使潜行电流向短路电流分散体流动，电流可能会集中于内部短路的发电要素而引起发热。在设想了这一点的情况下，短路电流分散体10优选以电池内部的发热为触发器而短路。例如，在绝缘层13在电池的通常使用时将第一集电体层11与第二集电体层12绝缘，而在电池因发电要素的内部短路等而发热的情况下熔融的情况下，能够以电池内部的发热为触发器而使短路电流分散体10短路。从在超过了电池的通常使用温度的情况下能够使绝缘层13及早熔融的观点来看，绝缘层13优选由融点或玻化温度低的材料构成。例如，构成绝缘层13的材料的融点或玻化温度优选为145℃以下，更优选为140℃以下，进一步优选为135℃以下。另一方面，为了避免电池的通常使用时的绝缘层13的熔融，构成绝缘层13的材料优选融点或玻化温度为105℃以上。更优选为110℃以上，进一步优选为115℃以上。作为能够构成这样的绝缘层13的有机材料，可举出各种树脂。例如是聚乙烯、聚丙烯等融点或玻化温度低的各种热塑性树脂。就本申请的发明人的发现来看，在热塑性树脂之中，聚乙烯是最优选的。聚乙烯一般能够在115℃～135℃下熔融，因此在电池的通常使用时不会熔融，而在超过了电池的通常使用可能温度的情况下能够及早熔融。需要说明的是，聚乙烯不限于乙烯的单聚体，只要满足融点或玻化温度的要件，则也可以是乙烯与其他单体的共聚体。

作为能够构成绝缘层13的无机材料，可举出各种陶瓷。例如是无机氧化物。需要说明的是，也可以由在表面具有氧化物覆膜的金属箔来构成绝缘层13。例如，通过利用氧化铝膜处理在铝箔的表面形成阳极氧化覆膜，能够得到在表面具有氧化铝覆膜作为绝缘层的铝箔。在该情况下，氧化铝被膜的厚度优选为0.01μm以上且5μm以下。下限更优选为0.1μm以上，上限更优选为1μm以下。

绝缘层13的厚度没有特别的限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。在使绝缘层13的厚度处于这样的范围的情况下，在电池的通常使用时，能够将第一集电体层11与第二集电体层12更合适地绝缘，并且能够利用由针刺等的外部应力引起的变形使第一集电体层11与第二集电体层12更合适地导通而使短路电流分散体10短路。

1.1.3.第一部分10a、第二部分10b、第三部分10c

如图1～3所示，短路电流分散体10具有设于层叠体20的层叠方向一端侧的第一部分10a、设于层叠体20的层叠方向另一端侧的第二部分10b及连接第一部分10a与第二部分10b的第三部分10c。短路电流分散体10在第一部分10a、第二部分10b及第三部分10c中都具备第一集电体层11、第二集电体层12及设置于第一集电体层11与第二集电体层12之间的绝缘层13。第一部分10a的形状、大小可以根据层叠体20的层叠方向一端侧的形状而适当决定，第二部分10b的形状、大小可以根据层叠体20的层叠方向另一端侧的形状而适当决定，第三部分10c的形状、大小可以根据层叠体20的沿着层叠方向的厚度而适当决定。第一部分10a与第二部分10b只要经由第三部分10c而连接即可，构成第一部分10a的第一集电体层11、第二集电体层12及绝缘层13、构成第二部分10b的第一集电体层11、第二集电体层12及绝缘层13、构成第三部分10c的第一集电体层11、第二集电体层13及绝缘层13可以分别由不同的材料构成，也可以由相同的材料构成。在考虑了生产性等的情况下，如图3所示，优选在第一部分10a与第三部分10c之间及第二部分10b与第三部分10c之间没有接缝。

1.2.发电要素20a、20b

如图4所示，发电要素20a、20b通过将正极集电体层21、正极材料层22、电解质层23、负极材料层24及负极集电体层25层叠而成。在图4中，发电要素20a、20b分别能够作为单电池发挥功能。在层叠电池100中，通过层叠多个这样的发电要素20a、20b来构成层叠体20。

1.2.1.正极集电体层21

正极集电体层21由金属箔、金属网等构成即可。尤其优选是金属箔。作为构成正极集电体层21的金属，可举出ni、cr、au、pt、al、fe、ti、zn、不锈钢等。正极集电体层21从输出性能的观点来看优选由电气传导性高的al构成。正极集电体层21也可以在其表面具有用于调整电阻的某种涂层。例如是包含导电材料和树脂的涂层等。正极集电体层21的厚度没有特别的限定。例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。

如图4所示，正极集电体层21优选在其外缘的一部分具备正极集电突片21a。通过突片21a，能够将第一集电体层11与正极集电体层21容易地电连接，并且能够将正极集电体层21彼此容易地电连接。

1.2.2.正极材料层22

正极材料层22是至少包含活性物质的层。在使层叠电池100为固态电池的情况下，可以除了活性物质之外还任意地包含固体电解质、粘合剂及导电助剂等。另外，在使层叠电池100为电解液系的电池的情况下，可以除了活性物质之外还任意地包含粘合剂及导电助剂等。活性物质使用公知的活性物质即可。可以选择公知的活性物质中的吸藏放出预定的离子的电位(充放电电位)不同的2个物质，将呈现出高的电位的物质用作正极活性物质，将呈现出低的电位的物质用作后述的负极活性物质。例如，在构成锂离子电池的情况下，可以使用钴酸锂、镍酸锂、lini1/3co1/3mn1/3o2、锰酸锂、尖晶石系锂化合物等各种的含锂复合氧化物作为正极活性物质。在使层叠电池100为固态电池的情况下，正极活性物质的表面也可以由铌酸锂层、钛酸锂层、磷酸锂层等氧化物层包覆。另外，在使层叠电池100为固态电池的情况下，固体电解质优选是无机固体电解质。这是因为，与有机聚合物电解质相比离子传导度高。另外因为，与有机聚合物电解质相比耐热性优异。另外因为，与有机聚合物电解质相比，在针刺等的应力施加时向发电要素20a、20b施加的压力成为高压，本公开的层叠电池100的效果更为显著。而且因为，与有机聚合物电解质相比为硬质，由束缚构件(未图示)施加的束缚压具有增大的倾向，本公开的层叠电池100的效果更为显著。作为优选的无机固体电解质，例如可以例示锆酸镧锂、lipon、li1+xalxge2-x(po4)3、li-sio系玻璃、li-al-s-o系玻璃等氧化物固体电解质；li2s-p2s5、li2s-sis2、lii-li2s-sis2、lii-si2s-p2s5、li2s-p2s5-lii-libr、lii-li2s-p2s5、lii-li2s-p2o5、lii-li3po4-p2s5、li2s-p2s5-ges2等硫化物固体电解质。尤其优选是硫化物固体电解质，更优选是包含li2s-p2s5的硫化物固体电解质，进一步优选是包含li2s-p2s5-lii-libr的硫化物固体电解质。作为能够包含于正极材料层22的粘合剂，例如可举出丁二烯橡胶(br)、丁烯橡胶(iir)、丙烯酸丁二烯橡胶(abr)、聚偏氟乙烯(pvdf)等。作为能够包含于正极材料层22的导电助剂，可举出乙炔黑、科琴黑等碳材料、镍、铝、不锈钢等金属材料。正极材料层22中的各成分的含有量设为与以往同样即可。正极材料层22的形状也设为与以往同样即可。尤其是，从能够容易地构成层叠电池100的观点来看，优选是片状的正极材料层22。在该情况下，正极材料层22的厚度例如优选是0.1μm以上且1mm以下，更优选是1μm以上且150μm以下。

1.2.3.电解质层23

电解质层23是至少包含电解质的层。在使层叠电池100为固态电池的情况下，电解质层23可以设为包含固体电解质和任意的粘合剂的固体电解质层。固体电解质优选是上述的无机固体电解质。尤其是，在使层叠电池100为硫化物固态电池的情况下，电解质层23优选包含硫化物固体电解质。在该情况下，包含于电解质层23的硫化物固体电解质优选是包含li2s-p2s5的硫化物固体电解质，更优选是包含li2s-p2s5-lii-libr的硫化物固体电解质。粘合剂可以适当选择与正极材料层22所使用的粘合剂同样的材料来使用。固体电解质层23中的各成分的含有量设为与以往同样即可。固体电解质层23的形状也设为与以往同样即可。尤其是，从能够容易地构成层叠电池100的观点来看，优选是片状的固体电解质层23。在该情况下，固体电解质层23的厚度例如优选为0.1μm以上且1mm以下，更优选为1μm以上且100μm以下。另一方面，在使层叠电池100为电解液系电池的情况下，电解质层23包括电解液和隔板。这些电解液、隔板对于本领域技术人员来说是不言自明的，因此在此省略详细的说明。电解质层23优选是固体电解质层。即，层叠电池100优选是固态电池，尤其优选是硫化物固态电池。

1.2.4.负极材料层24

负极材料层24是至少包含活性物质的层。在使层叠电池100为固态电池的情况下，可以除了活性物质之外还任意地包含固体电解质、粘合剂及导电助剂等。另外，在使层叠电池100为电解液系的电池的情况下，可以除了活性物质之外还任意地包含粘合剂及导电助剂等。活性物质使用公知的活性物质即可。可以选择公知的活性物质中的吸藏放出预定的离子的电位(充放电电位)不同的2个物质，将呈现出高的电位的物质用作上述的正极活性物质，将呈现出低的电位的物质用作负极活性物质。例如，在构成锂离子电池的情况下，可以使用si、si合金、氧化硅等硅系活性物质、石墨、硬碳黑等碳系活性物质、钛酸锂等各种氧化物系活性物质、金属锂、锂合金等作为负极活性物质。固体电解质、粘合剂及导电助剂可以从作为正极材料层22所使用的固体电解质、粘合剂及导电助剂而例示出的材料中适当选择来使用。负极材料层24中的各成分的含有量设为与以往同样即可。负极材料层24的形状也设为与以往同样即可。尤其是，从能够容易地构成层叠电池100的观点来看，优选是片状的负极材料层24。在该情况下，负极材料层24的厚度例如优选是0.1μm以上且1mm以下，更优选是1μm以上且100μm以下。但是，优选以使负极的容量比正极的容量大的方式决定负极材料层24的厚度。

1.2.5.负极集电体层25

负极集电体层25由金属箔、金属网等构成即可。尤其优选是金属箔。作为构成负极集电体层25的金属，可举出cu、ni、fe、ti、co、zn、不锈钢等。负极集电体层25尤其优选由cu构成。负极集电体层25也可以在其表面具有用于调整电阻的某种涂层。例如是包含导电材料和树脂的涂层等。负极集电体层25的厚度没有特别的限定。例如优选是0.1μm以上且1mm以下，更优选是1μm以上且100μm以下。

如图4所示，负极集电体层25优选在外缘的一部分具备负极集电突片25a。通过突片25a，能够将第二集电体层12与负极集电体层25容易地电连接，并且能够将负极集电体层25彼此容易地电连接。

1.3.发电要素的配置

在层叠体20中，发电要素20a、20b的层叠数没有特别的限定，根据目标的电池的输出来适当决定即可。在该情况下，多个发电要素可以以互相直接接触的方式层叠，多个发电要素也可以隔着某种层(例如绝缘层)、间隔(空气层)而层叠。从使电池的输出密度提高的观点来看，多个发电要素优选以互相直接接触的方式层叠。另外，如图2、4所示，2个发电要素20a、20b优选共用负极集电体25。这样一来，电池的输出密度进一步提高。而且，如图2、4所示，发电要素20中的正极集电体层21、正极材料层22、电解质层23、负极材料层24及负极集电体层25的层叠方向及层叠体20中的多个发电要素20a、20b的层叠方向优选是相同方向。这样一来，层叠电池100的束缚等变得容易，电池的输出密度进一步提高。

1.4.发电要素彼此的电连接

如图1、2所示，层叠电池100具备多个发电要素20a、20b。多个发电要素20a、20b可以串联地电连接，也可以并联地电连接，但尤其优选多个发电要素20a、20b彼此并联地电连接。在这样并联连接的发电要素中，在一个发电要素发生了短路的情况下，电子会从其他发电要素向该一个发电要素集中流入。即，在电池短路时焦耳发热容易变大。换言之，在具备并联连接的多个发电要素20a、20b的层叠电池100中，设置短路电流分散体10的效果更为显著。作为用于将发电要素彼此电连接的构件，使用以往公知的构件即可。例如，如上所述，可以在正极集电体层21设置正极集电突片21a，在负极集电体层25设置负极集电突片25a，经由该突片21a、25a而将多个发电要素20a、20b彼此并联地电连接。

1.5.短路电流分散体与发电要素的电连接

在层叠电池100中，短路电流分散体10的第一集电体层11与发电要素20a、20b的正极集电体层21电连接，短路电流分散体10的第二集电体层12与发电要素20的负极集电体层25电连接。更具体而言，如图1、2所示，短路电流分散体10具有设于层叠体20的层叠方向一端侧的第一部分10a、设于层叠体20的层叠方向另一端侧的第二部分10b及连接第一部分10a与第二部分10b的第三部分10c，在第一部分10a中，第一集电体层11和正极集电体层21具有电连接部14a，另一方面，第二集电体层12和负极集电体层25不具有电连接部，在第二部分10b中，第二集电体层12和负极集电体层25具有电连接部14b，另一方面，第一集电体层11和正极集电体层21不具有电连接部，在第三部分10c中，第一集电体层11及第二集电体层12和正极集电体层21及负极集电体层25不具有电连接部。换言之，短路电流分散体10在第一部分10a中仅与层叠体20的正极电连接，在第二部分10b中仅与层叠体20的负极电连接，在第三部分10c中不与层叠体20电连接。

作为用于将短路电流分散体10与发电要素20a、20b电连接的构件，使用以往公知的构件即可。例如，可以将短路电流分散体10与发电要素20a、20b经由突片而电连接。即，如图1、2所示，优选，短路电流分散体10在第一部分10a中具备从第一集电体层11突出的第一突片11a，并且在第二部分10b中具备从第二集电体层12突出的第二突片12a，发电要素20a、20b具备从正极集电体层21突出的正极突片21a和从负极集电体层25突出的负极突片25a，在第一部分10a中，第一突片11a与正极突片21a电连接，在第二部分10b中，第二突片12a与负极突片25a电连接。

1.6.短路电流分散体与层叠体的位置关系

如上所述，短路电流分散体10具有设于层叠体20的层叠方向一端侧的第一部分10a、设于层叠体20的层叠方向另一端侧的第二部分10b及连接第一部分10a与第二部分10b的第三部分10c。短路电流分散体10优选配置于比层叠体20靠外侧处。换言之，在层叠电池100中具备收容短路电流分散体10和层叠体20的外装壳体(未图示)的情况下，短路电流分散体10优选设置于层叠体20与外装壳体之间。在设想了针刺试验的情况下，通过短路电流分散体10设置于比层叠体20靠外侧处，与层叠体20相比刺针先刺入短路电流分散体10，能够与层叠体20相比先使短路电流分散体10合适地短路，能够从层叠体20向短路电流分散体10产生潜行电流，而且能够抑制层叠体20的内部的发热。另外，如图1、2所示，短路电流分散体10优选从层叠体20的层叠方向一端侧到另一端侧一边折弯一边延伸，覆盖层叠体20的层叠方向一端面、侧面及层叠方向另一端面。在此，短路电流分散体10可以直接层叠于层叠体20的表面，也可以隔着其他层(绝缘层、隔热层等)而间接地层叠。如图2、4所示，优选短路电流分散体10的第一部分10a及第二部分10b中的第一集电体层11、绝缘层13及第二集电体层12的层叠方向、发电要素20a、20b中的正极集电体层21、正极材料层22、电解质层23、负极材料层24及负极集电体层25的层叠方向、以及层叠体20中的多个发电要素20a、20b的层叠方向是相同的方向。这样一来，层叠电池100的束缚等变得容易，电池的输出密度进一步提高。

1.7.短路电流分散体与发电要素的大小关系

在层叠电池100中，通过短路电流分散体10覆盖层叠体20的尽量多的部分，在针刺时，容易与层叠体20相比先使短路电流分散体10短路。从该观点来看，例如，优选，在层叠电池100中，在从层叠体20的层叠方向观察时，在短路电流分散体10的第一部分10a及第二部分10b中，短路电流分散体10的外缘的整周存在于比层叠体20的外缘靠外侧处。或者，在层叠体20中的多个发电要素20a、20b的层叠方向与发电要素20中的各层21～25的层叠方向相同的情况下，优选，在从层叠体20的层叠方向观察时，在短路电流分散体10的第一部分10a及第二部分10b中，短路电流分散体10的外缘的整周存在于比正极材料层22、电解质层23及负极材料层24的外缘靠外侧处。但是，在该情况下，使得短路电流分散体10的第一集电体层11与发电要素20a、20b的负极集电体层25不会短路。例如，优选在短路电流分散体10与层叠体20之间设置绝缘体等，使得即使增大短路电流分散体10，也能够防止短路电流分散体10与发电要素20a、20b的短路。

另一方面，从进一步提高电池的能量密度的观点及上述的能够容易地防止由短路电流分散体10与发电要素20的接触引起的短路的观点来看，也可以减小短路电流分散体10。即，从该观点来看，在层叠电池100中，优选，在从层叠体20的层叠方向观察时，短路电流分散体10的外缘的一部分存在于比层叠体20的外缘靠内侧处。或者，在层叠体20中的多个发电要素20a、20b的层叠方向与发电要素20中的各层21～25的层叠方向相同的情况下，优选，在从层叠体20的层叠方向观察时，短路电流分散体10的外缘的一部分存在于比正极材料层22、固体电解质层23及负极材料层24的外缘靠内侧处。但是，在图1、2所示的层叠电池100中，短路电流分散体10的第三部分10c在从层叠体20的层叠方向观察时存在于比层叠体20的外缘靠外侧处。

1.8.作用·效果

如图5(a)所示，考虑在层叠电池100中在短路电流分散体10的第一部分10a中产生了短路的情况。在该情况下，电子从层叠体20的负极集电体层25经由连接部14b而向第二部分10b的第二集电体层12流入，电子依次流向第二部分10b、第三部分10c及第一部分10a，而且电子在第一部分10a中从第二集电体层12经由短路部而向第一集电体层11流入，电子从第一集电体层11经由连接部14a而向层叠体20的正极集电体层21流入。即，从层叠体20的负极流入到短路电流分散体10的电子一边通过第二部分10b、第三部分10c及第一部分10a而大幅绕行一边向层叠体20的正极流动。

另一方面，如图5(b)所示，在以往技术中，在层叠体的层叠方向单侧，短路电流分散体的第一集电体层及第二集电体层分别电连接于层叠体的正极及负极，在短路电流分散体的一部分发生了短路的情况下，在层叠体的层叠方向单侧，电子从层叠体的负极集电体经由短路电流分散体而向层叠体的正极集电体流入。

即，与以往技术相比，在层叠电池100中，在短路电流分散体发生了短路的情况下通过的电流的路径长。由此，通过电流的路径长，短路电流分散体10的发热变成大范围且变得缓慢(即，发热向大范围分散)，并且能够从短路电流分散体10的大范围进行散热。另外，通过电流的路径长，电阻变高而电流变小，因此短路电流分散体10的发热量自身也变小。而且，与以往技术相比层叠电池100的短路电流分散体的面积大，因此在层叠电池100中能够与以往相比提高短路电流分散体的热容。由此，根据本公开的层叠电池100，在因针刺等而短路电流分散体10短路从而电流从发电要素20a、20b流入到短路电流分散体10的情况下，能够与以往相比抑制短路电流分散体10的发热。需要说明的是，在层叠电池100中，由于短路电流分散体10的第三部分10c设置于层叠体20的侧面侧，所以不仅对于向层叠方向的针刺，对于向与层叠方向正交的方向的针刺也有一定的效果。

2.层叠电池200

图6、7示出分别具备多个连接部14a及连接部14b的层叠电池200。在层叠电池200中，对与层叠电池100相同的构件标注同一附图标记，适当省略说明。

如图6所示，在层叠电池200中，在第一部分10a中具备多个(2个)连接部14a，在第二部分10b中具备多个(2个)连接部14b。具体而言，如图7所示，在层叠电池200的层叠体20中，在从层叠方向一端起的第奇数个发电要素20a、20b和从层叠方向一端起的第偶数个发电要素20a、20b中表背相反，处于第奇数个的多个发电要素20a、20b彼此电连接，处于第偶数个的多个发电要素20a、20b彼此电连接，另一方面，第奇数个发电要素20a、20b与第偶数个发电要素20a、20b未电连接。这样，通过变更发电要素20a、20b的表背并层叠多个发电要素20a、20b，从层叠体20突出的突片间的距离变长。即，能够避免突片的密集，容易在突片之间夹入导电构件等。

如以上这样，短路电流分散体10的第一部分10a中的连接部14a的数量不限定于1个。另外，短路电流分散体10的第二部分10b中的连接部14b的数量也不限定于1个。也可以如层叠电池200那样，在第一部分10a及第二部分10b各自中分别具备多个连接部14a或连接部14b。在该情况下也起到上述的作用、效果。

3.层叠电池的制造方法

短路电流分散体10可以通过在第一集电体层11(例如，预定的金属箔)与第二集电体层12(例如，预定的金属箔)之间配置绝缘层13(例如，预定的绝缘片)而容易地制作。例如，在第二集电体层12的至少单面配置绝缘层13，而且在绝缘层13的与第二集电体层12相反一侧的面配置第一集电体层11。在此，短路电流分散体10也可以为了保持其形状而使用粘接剂、树脂等将各层互相贴合。在该情况下，粘接剂等无需涂布于各层的整面，涂布于各层的表面的一部分即可。

关于发电要素20a、20b，能够利用公知的方法来制作。例如，在制造固态电池的情况下，可以通过在正极集电体层21的表面湿式涂布正极材料并使其干燥而形成正极材料层22，通过在负极集电体层25的表面湿式涂布负极材料并使其干燥而形成负极材料层24，在正极材料层21与负极材料层24之间转印包含固体电解质等的电解质层23，通过加压成形而一体化来制作发电要素20a、20b。此时的加压压力没有特别的限定，但例如优选设为2ton/cm²以上。需要说明的是，这些制作步骤只不过是一例，也可以利用其以外的步骤来制作发电要素20a、20b。例如，也可以取代湿式法而利用干式法来形成正极材料层等。通过层叠多个这样制作出的发电要素20a、20b来得到层叠体20。

通过将这样制作出的短路电流分散体10折弯并在短路电流分散体10的第一部分10a与第二部分10b之间夹入层叠体20而进行层叠，并且将设置于第一集电体层11的突片11a与正极集电体层21连接，将设置于第二集电体层12的突片12a与负极集电体层25连接，能够将短路电流分散体10与发电要素20a、20b电连接。另外，在层叠体20中，可以通过将多个发电要素20a、20b的正极集电体层21的突片21a彼此连接并将负极集电体层25的突片25a彼此连接来将多个发电要素20a、20b彼此电连接。可以通过将这样电连接后的短路电流分散体10和层叠体20任意地利用束缚构件等进行束缚，并向层压膜、不锈钢罐等外装壳体(电池壳体)内封入等来制作固态电池作为层叠电池。需要说明的是，这些制作步骤只不过是一例，也可以利用其以外的步骤来制作固态电池。

或者，也可以通过取代上述的固体电解质层而配置隔板来制作发电要素20a、20b，与上述同样地将层叠体20利用短路电流分散体10夹入之后，任意地利用束缚构件进行束缚并向填充有电解液的外装壳体(电池壳体)内封入等，来制造电解液系电池作为层叠电池。在电解液系电池的制造时，也可以省略各层的加压成形。

如以上这样，通过应用以往的电池的制造方法，能够容易地制造本公开的层叠电池100。

4.补充事项

在上述说明中，示出了由1个第一集电体层、1个绝缘层及1个第二集电体层构成短路电流分散体的方式，但本公开的层叠电池不限定于该方式。短路电流分散体只要在第一集电体层与第二集电体层之间具有绝缘层即可，各层的数量没有特别的限定。例如，也可以是第一集电体层/绝缘层/第二集电体层/绝缘层/第一集电体层这样的结构。

在上述说明中，示出了在短路电流分散体安装于层叠电池的状态下短路电流分散体的第一集电体层配置于外侧(电池壳体的内壁侧)且第二集电体层配置于内侧(层叠体侧)的方式，但本公开的层叠电池不限定于该方式。也可以是第二集电体层在外侧且第一集电体层在内侧。

在上述说明中，示出了在层叠电池中短路电流分散体在多个发电要素的层叠方向的外侧仅具备1个的方式，但短路电流分散体的数量不限定于此。也可以在层叠电池中在层叠体的外侧具备多个短路电流分散体。另外，也可以除了在层叠体的外侧设置的短路电流分散体之外，还在层叠体的内部(多个发电要素之间)设置有短路电流分散体。

在上述说明中，示出了2个发电要素共用1个负极集电体层的方式，但本公开的层叠电池不限定于该方式。只要发电要素作为单电池发挥功能即可，只要层叠有正极集电体层、正极材料层、固体电解质层、负极材料层及负极集电体层即可。例如，也可以是2个发电要素共用1个正极集电体层的方式，还可以是多个发电要素不共用集电体层而各自独立地存在的方式。

在上述说明中，示出了层叠有多个发电要素的方式，但可认为在层叠电池中未层叠多个发电要素的方式(仅由一个单电池构成的方式)中，也会起到一定的效果。但是，由短路引起的焦耳发热与仅由一个发电要素构成的方式相比在层叠有多个发电要素的方式中容易变大。即，可以说，在层叠有多个发电要素的方式中，设置短路电流分散体的效果更为显著。由此，本公开的层叠电池具备多个发电要素。

在上述说明中，说明了集电突片从短路电流分散体、发电要素突出。然而，在本公开的层叠电池中也可以没有集电突片。例如，使用面积大的集电体层，在短路电流分散体与发电要素的层叠体中，使多个集电体层的外缘突出，在该突出的集电层之间夹入导电材料，由此，即使不设置突片也能够进行集电体层彼此的电连接。或者，也可以不是利用突片而是利用导线等来将集电体层彼此电连接。但是，从使电连接更容易的观点来看，优选在短路电流分散体、发电要素设置突片。

在上述说明中，示出了包括电解液系电池及固态电池双方的层叠电池。但是，本公开的技术可认为在应用于电解质层是固体电解质层的固态电池(尤其是固体电解质层包含硫化物固体电解质的硫化物固态电池)的情况下发挥更显著的效果。即，固态电池与电解液系电池相比发电要素内的间隙少，在针刺时刺针贯通发电要素时，向发电要素施加的压力高。由此，可认为短路电流分散体的短路电阻(及发电要素的短路电阻)变小，会向短路电流分散体(及一部分发电要素)流入更多的电流。而且，在固态电池中，为了减少发电要素内的内部电阻，对于层叠体的束缚压具有变高的倾向。在该情况下，会向发电要素的层叠方向(正极集电体层朝向负极集电体层的方向)施加束缚压力，在针刺时，刺针的压力与束缚压力叠加而向发电要素施加，因此可认为各集电体层容易接触而短路，发电要素的短路电阻容易变小(即，在发电要素发生了短路的情况下，发热量容易变大)。因而，可认为，设置短路电流分散体而使潜行电流分散的效果变得显著。另一方面，电解液系电池中，通常电池壳体内充满电解液，各层浸渍于电解液，向各层的隙间供给电解液，在针刺时由刺针施加的压力与固态电池的情况相比具有变小的倾向。因而，可认为设置短路电流分散体的效果与固态电池的情况相比相对变小。需要说明的是，在电解液系电池的情况下，根据电池的构造，短路电流分散体与电解液有时会接触。在该情况下，在电极的充放电电位下，构成短路电流分散体的金属可能会作为离子而向电解液中溶出。即，在电解液系电池中，有时因短路电流分散体与电解液接触而导致短路电流分散体的功能下降。在这一点上，本公开的技术也优选应用于固态电池。

需要说明的是，在使用双极电极等将发电要素彼此串联地电连接的情况下，可认为，若向一部分发电要素刺入刺针，则电流会从其他发电要素经由刺针而向该一部分发电要素流动。即，电流会经由接触电阻高的刺针而流入，该电流量小。关于这一点，可认为，与将发电要素并联地电连接的情况相比，内部短路时的电池的发热变小，短路电流分散体的效果变小。由此，从发挥更显著的效果的观点来看，在本公开的层叠电池中，优选将发电要素彼此并联地电连接。

工业实用性

本发明的层叠电池从便携设备用等小型电源到汽车搭载用等大型电源能够广泛地利用。

附图标记说明

10短路电流分散体

10a第一部分

10b第二部分

10c第三部分

11第一集电体层

11a第一突片

12第二集电体层

12a第二突片

13绝缘层

14a连接部

14b连接部

20层叠体

20a、20b发电要素

21正极集电体层

21a正极集电突片

22正极材料层

23电解质层

24负极材料层

25负极集电体层

25a负极集电突片

100层叠电池。