JP7759623B2 - 電池モジュール、乗り物及び電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、電池モジュール、乗り物及び電池モジュールの製造方法に関する。

近年、固体電解質を用いた電池の研究及び開発が活発になされている。特許文献１には、正極、硫化物固体電解質層及び負極をこの順で備えた全固体電池が開示されている。

特開２０１５－０６９８４８号公報

電池は、使用する固体電解質によって特性が異なる。本開示は、出力特性と安全性のバランスに優れた電池モジュールを提供する。

本開示の電池モジュールは、
第１電池ケースと、
前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの硫化物系電池と、
前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つのハロゲン系電池と、
を備えている。

本開示によれば、出力特性と安全性のバランスに優れた電池モジュールを提供できる。

図１Ａは、実施の形態１における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図１Ｂは、実施の形態１における電池モジュールをＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図１Ｃは、実施の形態１における電池モジュールをＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図２は、実施の形態１における電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 図３Ａは、実施の形態２における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図３Ｂは、実施の形態２における電池モジュールをＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図３Ｃは、実施の形態２における電池モジュールをＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図４Ａは、実施の形態３における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図４Ｂは、実施の形態３における電池モジュールをＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図４Ｃは、実施の形態３における電池モジュールをＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図５Ａは、実施の形態４における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図５Ｂは、実施の形態４における電池モジュールをＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図５Ｃは、実施の形態４における電池モジュールをＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図６は、実施の形態４の変形例１における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図７は、実施の形態４の変形例２における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図８は、実施の形態５における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図９は、実施の形態６における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。 図１０は、実施の形態６における電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態７における乗り物の概略構成を示す説明図である。

（本開示の基礎となった知見）
固体電解質として硫化物系固体電解質を用いた電池は、出力特性に優れる。一方、固体電解質としてハロゲン系固体電解質を用いた電池は、硫化物系固体電解質を用いた電池よりも安全性に優れる。

本開示において、電池の「出力特性」は、電池の単位体積又は単位重量あたりの容量を意味する。電池の「安全性」は、電池の燃え難さを意味し、例えば、電池の材料である固体電解質の燃焼試験に基づき評価することができる。燃焼試験は、ＪＩＳ Ｋ７２０１に規定された「酸素指数による燃焼性の試験方法」による。

（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係る電池モジュールは、
第１電池ケースと、
前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの硫化物系電池と、
前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つのハロゲン系電池と、
を備える。

第１態様によれば、硫化物系電池の出力特性とハロゲン系電池の安全性のバランスに優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池の形状及び前記ハロゲン系電池の形状が板状であってもよく、前記ハロゲン系電池の主面の面積は、前記硫化物系電池の主面の面積よりも大きくてもよい。このような構成によれば、硫化物系電池の出力特性を維持しつつも、ハロゲン系電池の安全性を向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池の形状及び前記ハロゲン系電池の形状が板状であってもよく、前記ハロゲン系電池及び前記硫化物系電池を前記ハロゲン系電池の厚さ方向から平面視したとき、前記ハロゲン系電池の外縁の内側に前記硫化物系電池の外縁の全部が収まっていてもよい。このような構成によれば、硫化物系電池の出力特性を維持しつつも、ハロゲン系電池の安全性をより向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池に接していてもよい。このような構成によれば、硫化物系電池の出力特性を維持しつつも、ハロゲン系電池の安全性を向上させた電池モジュールを提供することができる。また、硫化物系電池及びハロゲン系電池が占める体積を小さくできるため、電池の高容量化が可能となる。

本開示の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、複数のハロゲン系電池を含んでいてもよく、前記第１電池ケースの内部において、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが所定方向に並べられていてもよく、前記所定方向における一端及び他端のそれぞれに前記ハロゲン系電池が位置していてもよい。このような構成によれば、安全性の高いハロゲン系電池が、第１電池ケースの一端及び他端のそれぞれに位置しているため、安全性をさらに向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第６態様において、例えば、第５態様に係る電池モジュールでは、前記少なくとも１つの硫化物系電池は、複数の硫化物系電池を含んでいてもよい。このような構成によれば、出力特性の高い硫化物系電池が複数含まれているため、出力特定をさらに向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第７態様において、例えば、第６態様に係る電池モジュールでは、前記第１電池ケースの内部において、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが所定方向に交互に並べられていてもよい。このような構成によれば、硫化物系電池の出力特性とハロゲン系電池の安全性のバランスにより優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第８態様において、例えば、第５から第７態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池は、前記ハロゲン系電池の主面と前記第１電池ケースの内壁とによって囲まれた空間に配置されていてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池及び第１電池ケースの内壁によって硫化物系電池の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第９態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有していてもよく、前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第２ハロゲン系電池とを含んでいてもよく、前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っていてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池によって硫化物系電池の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第１０態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有していてもよく、前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第３ハロゲン系電池とを含んでいてもよく、前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っていてもよく、前記第３ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面、及び、前記硫化物系電池の側面を覆っていてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池によって硫化物系電池の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第１１態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有していてもよく、前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第４ハロゲン系電池とを含んでいてもよく、前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っていてもよく、前記第４ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の側面を覆っていてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池によって硫化物系電池の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第１２態様において、例えば、第１から第１１態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、可撓性を有する包材で作られた第２電池ケースをさらに備えていてもよく、前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池は、前記第２電池ケースを共有するように前記第２電池ケースの内部に配置されていてもよく、前記硫化物系電池、前記ハロゲン系電池及び前記第２電池ケースを含むアセンブリが前記第１電池ケースの内部に配置されていてもよい。このような構成によれば、アセンブリの体積を小さくできるため、電池モジュールの高容量化が可能となる。

本開示の第１３態様において、例えば、第１から第１２態様のいずれか１つに係る電池モジュールでは、前記硫化物系電池は、有機物を含有する電解液を含んでいてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池によって安全性を確保しつつも、硫化物系電池の出力特定を向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第１４態様において、例えば、第１３態様に係る電池モジュールでは、前記ハロゲン系電池は、前記電解液を含まなくてもよい。このような構成によれば、ハロゲン系電池の安全性を向上させた電池モジュールを提供することができる。

本開示の第１５態様に係る乗り物は、
第１から第１４態様のいずれか１つに係る電池モジュールと、
前記電池モジュールからの電力で駆動する電気モータと、
を備える。

第１５態様によれば、出力特定及び安全性のバランスに優れた電池モジュールからの電力により電気モータを駆動するので、優れた出力特定をもって人や荷物を安全に移動させることができる。

本開示の第１６態様に係る電池モジュールの製造方法は、
少なくとも１つの硫化物系電池を第１電池ケースの内部に配置することと、
少なくとも１つのハロゲン系電池を前記第１電池ケースの内部に配置することと、
を含む。

第１６態様によれば、硫化物系電池の出力特性とハロゲン系電池の安全性のバランスに優れた電池モジュールを製造することができる。

本開示の第１７態様において、例えば、第１６態様に係る電池モジュールの製造方法では、前記少なくとも１つの硫化物系電池は、複数の硫化物系電池を含んでいてもよく、前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、複数のハロゲン系電池を含んでいてもよく、前記製造方法において、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが所定方向に交互に並ぶように前記第１電池ケースの内部に前記複数の硫化物系電池及び前記複数のハロゲン系電池を配置してもよい。このような構成によれば、硫化物系電池の出力特性とハロゲン系電池の安全性のバランスにより優れた電池モジュールを製造することができる。

本開示の第１８態様において、例えば、第１６又は第１７態様に係る電池モジュールの製造方法では、可撓性を有する包材で作られた第２電池ケースが共有されるように、前記少なくとも１つの硫化物系電池及び前記少なくとも１つのハロゲン系電池を前記第２電池ケースの内部に配置することと、前記少なくとも１つの硫化物系電池、前記少なくとも１つのハロゲン系電池及び前記第２電池ケースを含むアセンブリを前記第１電池ケースの内部に配置することと、をさらに含んでいてもよい。このような構成によれば、アセンブリの体積を小さくできるため、製造された電池モジュールの高容量化が可能となる。

以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。座標軸におけるＸ軸方向は、例えば、電池の厚さ方向と記載される。Ｙ軸方向は、電池の横方向と記載され、Ｚ軸方向は、電池の縦方向と記載される。電池のＹ－Ｚ平面に平行な面は、主面と記載される。主面は、電池の上面又は下面でありうる。主面は、例えば、最も広い一対の面の一方である。電池の主面以外の面は、側面と記載される。

（実施の形態１）
以下、図１Ａから図１Ｃを用いて、実施の形態１を説明する。

［構成］
図１Ａは、実施の形態１における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図１Ｂは、実施の形態１における電池モジュールのＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図１Ｃは、実施の形態１における電池モジュールのＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。

実施の形態１における電池モジュール１００は、複数の硫化物系電池１０と、複数のハロゲン系電池２０と、電池ケース３０とを備える。複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０は、電池ケース３０の内部に配置されている。電池モジュール１００は、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を少なくとも１つずつ備える。電池モジュール１００が備える硫化物系電池１０の数及びハロゲン系電池２０の数は特に限定されない。

硫化物系電池１０は、硫化物系固体電解質を用いた電池である。硫化物系電池１０は、素電池であってもよい。

硫化物系電池１０は、有機物を含有する電解液を含んでいてもよい。電解液を含むことで、硫化物系電池１０の出力特性が向上する。電解液としては、有機溶媒に電解質が溶解した液体が用いられる。有機溶媒としては、電池の電解液用の有機溶媒が用いられる。電解質としては、電池の電解液用の電解質が用いられる。電解液の例としては、イオン液体がある。イオン液体は、常温で液体状態で存在し、揮発性が低く、分解温度が高いという特徴を有する。

硫化物系電池１０は、厚さ方向からの平面視で矩形、かつ板状の形状を有する。Ｘ軸方向が厚さ方向である。硫化物系電池１０は、他の形状であってもよい。硫化物系電池１０の形状は、立方体であってもよく、直方体であってもよい。

硫化物系電池１０は、例えば、正極、負極及び電解質層を含む発電要素が外装体に封止された電池セルとして実現される。硫化物系電池１０は、リチウム二次電池セルであってもよい。外装体は、例えば、ラミネートフィルムで作られている。ラミネートフィルムは、例えば、電池用のアルミラミネートフィルムである。

硫化物系電池１０は、正極、硫化物系固体電解質を含む電解質層、負極をこの順に備えている。

正極は、金属イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵及び放出できる正極活物質を含む。正極活物質としては、一般に公知の電池正極用の活物質が用いられる。

負極は、金属イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵及び放出できる負極活物質を含む。負極活物質としては、一般に公知の電池負極用の活物質が用いられる。

ハロゲン系電池２０は、ハロゲン系固体電解質を含む電池である。ハロゲン系電池２０は、素電池であってもよい。ハロゲン系電池２０は、例えば、液体の電解質を一切含まない全固体電池である。

ハロゲン系電池２０は、厚さ方向からの平面視で矩形、かつ板状の形状を有する。Ｘ軸方向が厚さ方向である。本実施の形態では、ハロゲン系電池２０の主面の面積は、硫化物系電池１０の主面の面積と等しい。ハロゲン系電池２０は、他の形状であってもよい。ハロゲン系電池２０の形状は、立方体であってもよく、直方体であってもよい。ハロゲン系電池２０は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

ハロゲン系電池２０は、例えば、正極、負極及び電解質層を含む発電要素が外装体に封止された電池セルとして実現される。ハロゲン系電池２０は、リチウム二次電池セルであってもよい。外装体は、例えば、ラミネートフィルムで作られている。

ハロゲン系電池２０は、正極、ハロゲン系固体電解質を含む電解質層、負極をこの順に備えている。

正極は、金属イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵及び放出できる正極活物質を含む。正極活物質としては、一般に公知の電池正極用の活物質が用いられる。

負極は、金属イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵及び放出できる負極活物質を含む。負極活物質としては、一般に公知の電池負極用の活物質が用いられる。

本開示において、「硫化物系固体電解質」は、硫化物を含む固体電解質を意味する。本開示において、「ハロゲン系固体電解質」は、ハロゲン元素を含む固体電解質を意味する。ハロゲン系固体電解質には、ハロゲン化物固体電解質及びオキシハロゲン化物固体電解質からなる群より選ばれる少なくとも１つが含まれる。

硫化物系電池１０は、例えば、電解質層の部分に含まれた固体電解質の主成分が硫化物系固体電解質である電池である。ハロゲン系電池２０は、例えば、電解質層の部分に含まれた固体電解質の主成分がハロゲン系固体電解質である電池である。「主成分」とは、体積比率で最も多く含まれた成分を意味する。硫化物系電池１０の電解質層にハロゲン系固体電解質が含まれていてもよい。ハロゲン系電池２０の電解質層に硫化物系固体電解質が含まれていてもよい。

硫化物系固体電解質としては、例えば、Ｌｉ₂Ｓ－Ｐ₂Ｓ₅、Ｌｉ₂Ｓ－ＳｉＳ₂、Ｌｉ₂Ｓ－Ｂ₂Ｓ₃、Ｌｉ₂Ｓ－ＧｅＳ₂、Ｌｉ_3.25Ｇｅ_0.25Ｐ_0.75Ｓ₄、Ｌｉ₁₀ＧｅＰ₂Ｓ₁₂などであってもよい。また、これらに、ＬｉＸ、Ｌｉ₂Ｏ、ＭＯ_q、Ｌｉ_pＭＯ_qなどが添加されてもよい。ここで、元素Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。また、元素Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｆｅ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１つである。ｐ及びｑは、それぞれ、自然数である。以上の構成によれば、電池の出力特性をより向上させることができる。上記の材料から選ばれる１つ又は２つ以上の硫化物系固体電解質が使用されうる。

ハロゲン化物固体電解質は、例えば、Ｌｉ、Ｍ１及びＸ１を含む材料でありうる。ここで、元素Ｍは、Ｌｉ以外の金属元素及び半金属元素からなる群より選ばれる少なくとも１つである。元素Ｘ１は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。以上の構成によれば、ハロゲン化物固体電解質のイオン導電率をより向上させることができる。これにより、電池の出力特性をより向上させることができる。また、電池の熱的安定性を向上させることができる。ハロゲン化物固体電解質は硫黄を含まなくてもよい。ハロゲン化物固体電解質が硫黄を含まない場合、硫化水素ガスの発生を抑制できる。

ハロゲン化物固体電解質は、例えば、下記の組成式（１）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_α1Ｍ_β1Ｘ_γ1 ・・・式（１）

ここで、α１、β１及びγ１は、それぞれ、０より大きい値である。γ１は、例えば、４、６などでありうる。以上の構成によれば、ハロゲン化物固体電解質のイオン導電率を向上させることができる。これにより、電池の出力特性を向上させることができる。

組成式（１）において、元素Ｍは、Ｙ（＝イットリウム）を含んでいてもよい。すなわち、ハロゲン化物固体電解質は、金属元素としてＹを含んでいてもよい。以上の構成によれば、固体電解質のイオン導電率を、より向上させることができる。これにより、電池の充放電特性を、より向上させることができる。

Ｙを含むハロゲン化物固体電解質は、それぞれ、例えば、Ｌｉ_aＭｅ_bＹ_cＸ₆の組成式で表される化合物であってもよい。ここで、ａ＋ｍｂ＋３ｃ＝６、及び、ｃ＞０が満たされる。元素Ｍｅは、Ｌｉ及びＹを除く金属元素と半金属元素とからなる群より選ばれる少なくとも１つである。ｍは、元素Ｍｅの価数である。元素Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。

元素Ｍｅは、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔａ及びＮｂからなる群より選ばれる少なくとも１つであってもよい。

ハロゲン化物固体電解質として、例えば、以下の材料が使用されうる。以下の構成によれば、固体電解質のイオン導電率をより向上させることができる。これにより、電池の出力特性をより向上させることができる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ１）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_6-3dＹ_dＸ₆ ・・・式（Ａ１）

組成式（Ａ１）において、元素Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。また、０＜ｄ＜２が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ２）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ₃ＹＸ₆ ・・・式（Ａ２）

組成式（Ａ２）において、元素Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ３）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δＹ_1+δＣｌ₆ ・・・式（Ａ３）

組成式（Ａ３）において、０＜δ≦０．１５が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ４）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δＹ_1+δＢｒ₆ ・・・式（Ａ４）

組成式（Ａ４）において、０＜δ≦０．２５が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ５）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δ+aＹ_1+δ-aＭｅ_aＣｌ_6-x-yＢｒ_xＩ_y ・・・式（Ａ５）

組成式（Ａ５）において、元素Ｍｅは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１つである。－１＜δ＜２、０＜ａ＜３、０＜（３－３δ＋ａ）、０＜（１＋δ－ａ）、０≦ｘ≦６、０≦ｙ≦６、及び（ｘ＋ｙ）≦６、が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ６）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δＹ_1+δ-aＭｅ_aＣｌ_6-x-yＢｒ_xＩ_y ・・・式（Ａ６）

組成式（Ａ６）において、元素Ｍｅは、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ及びＢｉからなる群より選ばれる少なくとも１つである。－１＜δ＜１、０＜ａ＜２、０＜（１＋δ－ａ）、０≦ｘ≦６、０≦ｙ≦６、及び（ｘ＋ｙ）≦６、が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ７）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δ-aＹ_1+δ-aＭｅ_aＣｌ_6-x-yＢｒ_xＩ_y ・・・式（Ａ７）

組成式（Ａ７）において、元素Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ及びＴｉからなる群より選ばれる少なくとも１つである。－１＜δ＜１、０＜ａ＜１．５、０＜（３－３δ－ａ）、０＜（１＋δ－ａ）、０≦ｘ≦６、０≦ｙ≦６、及び（ｘ＋ｙ）≦６、が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質は、下記の組成式（Ａ８）により表される材料であってもよい。

Ｌｉ_3-3δ-2aＹ_1+δ-aＭｅ_aＣｌ_6-x-yＢｒ_xＩ_y ・・・式（Ａ８）

組成式（Ａ８）において、元素Ｍｅは、Ｔａ及びＮｂからなる群より選ばれる少なくとも１つである。－１＜δ＜１、０＜ａ＜１．２、０＜（３－３δ－２ａ）、０＜（１＋δ－ａ）、０≦ｘ≦６、０≦ｙ≦６、及び（ｘ＋ｙ）≦６、が満たされる。

ハロゲン化物固体電解質として、より具体的には、Ｌｉ₃ＹＸ₆、Ｌｉ₂ＭｇＸ₄、Ｌｉ₂ＦｅＸ₄、Ｌｉ（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｘ₄、Ｌｉ₃（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｘ₆などが使用されうる。ここで、元素Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。本開示において、「（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）」は、括弧内の元素群より選ばれる少なくとも１つの元素を示す。すなわち、「（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）」は、「Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群より選ばれる少なくとも１つ」と同義である。他の元素の場合でも同様である。

オキシハロゲン化物固体電解質は、例えば、下記の組成式（Ｂ１）により表される固体電解質であってもよい。

ＬｉＭ２_bＯ_cＸ２_d ・・・式（Ｂ１）

上記組成式（Ｂ１）において、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、正の実数である。Ｍ２は、Ｔａ及びＮｂからなる群より選ばれる少なくとも１つである。Ｘ２は、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群より選ばれる少なくとも１つである。

式（Ｂ１）で表される固体電解質に含まれるＸ２は、Ｃｌを含んでもよい。Ｃｌが含まれることより、固体電解質は、より高いイオン伝導度を有することができ、さらにより高い酸化安定性を有することができる。オキシハロゲン化物固体電解質は硫黄を含まなくてもよい。

式（Ｂ１）で表される固体電解質に含まれるＭ２は、Ｔａを含んでもよい。Ｔａが含まれることより、固体電解質は、より高いイオン伝導度を有することができ、さらにより高い酸化安定性を有することができる。

硫化物系電池１０は、電解質として、固体電解質のみを含んでいてもよい。つまり、硫化物系電池１０は、固体電池であってもよい。ハロゲン系電池２０は、電解質として、固体電解質のみを含んでいてもよい。つまり、ハロゲン系電池２０は、固体電池であってもよい。このような構成によれば、電池モジュール１００の安全性がさらに高まる。

電池ケース３０は、複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０を内部に収容する中空の筐体である。電池ケース３０は、略直方体状である。電池ケース３０は、金属材料によって形成されてもよいし、樹脂材料によって形成されてもよい。

電池ケース３０は、第１電池ケースの一例である。ラミネートフィルムで作られた外装体は、第２電池ケースの一例である。ただし、第１電池ケースである電池ケース３０がラミネートフィルで作られた外装体そのものであってもよい。この場合、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０が単一の外装体の内部に配置される。

［硫化物系電池及びハロゲン系電池の配置］
電池ケース３０内において、複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０は、所定方向に沿って交互に並べられている。これにより、硫化物系電池１０の出力特性とハロゲン系電池２０の安全性のバランスに優れた電池モジュール１００が実現される。本実施の形態では、「所定方向」は、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０の厚さ方向であり、並び方向である。図１Ａから１Ｃでは、Ｘ軸方向が厚さ方向かつ並び方向である。

ハロゲン系電池２０は、これに隣り合う硫化物系電池１０に接して配置されている。詳細には、硫化物系電池１０の主面とハロゲン系電池２０の主面とが面接触している。ハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０がいずれも、正極、負極及び電解質層を含む発電要素が外装体に封止された電池セルとして実現されている場合、硫化物系電池１０の主面を覆う外装体とハロゲン系電池２０の主面を覆う外装体とが接触している。このような構成によれば、ハロゲン系電池２０が障壁となり、特定の硫化物系電池１０から他の硫化物系液電池１０への類焼が防止される。結果として、電池モジュール１００の安全性が向上する。

電池ケース３０内において、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０の並び方向における一端及び他端のそれぞれにハロゲン系電池２０が位置している。両端にハロゲン系電池２０が位置していることにより、電池モジュール１００の安全性が向上する。

複数の硫化物系電池１０が連続して並んでいてもよい。すなわち、２つのハロゲン系電池２０に２以上の硫化物系電池１０が挟まれていてもよい。並び方向における一端及び／又は他端に２以上の硫化物系電池１０が連続して配置されていてもよい。これらの場合、硫化物系電池１０により、電池モジュール１００の出力特性が向上する。複数のハロゲン系電池２０が連続して並んでいてもよい。すなわち、２つの硫化物系電池１０に２以上のハロゲン系電池２０が挟まれていてもよい。並び方向における一端及び／又は他端に２以上のハロゲン系電池２０が連続して配置されていてもよい。これらの場合、ハロゲン系電池２０により、電池モジュール１００の安全性が向上する。少なくとも１つの硫化物系電池１０の主面がハロゲン系電池２０の主面に接していなくてもよい。例えば、ハロゲン系電池２０と硫化物系電池１０の間に隙間があってもよい。硫化物系電池１０のみを備えた電池モジュールと比較すると、このような構成も電池モジュール１００の安全性を向上させる。電池ケース３０内には、複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０を支える支持部材が設けられていてもよい。支持部材により、安定して複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０を配置することができる。

次に、上述した電池モジュール１００の製造方法について説明する。本実施の形態で説明した製造方法は、後述する他の実施の形態にも適用されうる。

図２は、実施の形態１における電池モジュール１００の製造方法を示すフローチャートである。電池モジュール１００の製造方法は、少なくとも１つの硫化物系電池１０を第１電池ケースの内部に配置すること（ステップＳ１）と、少なくとも１つのハロゲン系電池２０を第１電池ケースの内部に配置すること（ステップＳ２）とを含む。図２の例では、ステップＳ１の次にステップＳ２が実施されているが、ステップＳ１とステップＳ２の実施順序は問わない。ステップＳ１とステップＳ２は同時に実施されてもよい。

実施の形態１における電池モジュール１００の製造方法では、硫化物系電池１０とハロゲン系電池２０とが所定方向に交互に並ぶように第１電池ケースの内部に複数の硫化物系電池１０と複数のハロゲン系電池２０を配置してもよい。

実施の形態１における電池モジュール１００の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１００が得られるように、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を並べてもよい。

以下、他のいくつかの実施の形態について説明する。実施の形態１と他の実施の形態とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。各実施の形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。技術的に矛盾しない限り、各実施の形態は、相互に組み合わされてもよい。

（実施の形態２）
図３Ａは、実施の形態２における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図３Ｂは、実施の形態２における電池モジュールのＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図３Ｃは、実施の形態２における電池モジュールのＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。

実施の形態２における電池モジュール１０１では、ハロゲン系電池２０の主面の面積は、硫化物系電池１０の主面の面積よりも大きい。つまり、電池モジュール１０１では、ハロゲン系電池２０は、硫化物系電池１０よりも外形が一回り大きい。これにより、硫化物系電池１０の出力特性を維持しつつも、ハロゲン系電池２０の安全性を向上させた電池モジュール１０１が実現される。

電池ケース３０内において、複数の硫化物系電池１０及び複数のハロゲン系電池２０は、ハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０をハロゲン系電池２０の厚さ方向から平面視したとき、ハロゲン系電池２０の外縁の内側に硫化物系電池１０の外縁の全部が収まるように配置されている。これにより、硫化物系電池１０に隣り合うハロゲン系電池２０が障壁となり、特定の硫化物系電池１０から他の硫化物系電池１０への類焼が防止される。

実施の形態２における電池モジュール１０１の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０１が得られるように、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を並べてもよい。

（実施の形態３）
図４Ａは、実施の形態３における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図４Ｂは、実施の形態３における電池モジュールのＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図４Ｃは、実施の形態３における電池モジュールのＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。

実施の形態３における電池モジュール１０２では、２つのハロゲン系電池２０の主面と、電池ケース３０の内壁とによって、空間Ｓが形成されている。空間Ｓは、実質的に閉じた空間でありうる。空間Ｓが密閉された空間であることは必須ではない。

電池ケース３０内において、複数のハロゲン系電池２０のそれぞれは、すべての側面が電池ケース３０の内壁に接している。複数の硫化物系電池１０のそれぞれは、硫化物系電池１０を挟んで隣り合う２つのハロゲン系電池２０の一方の主面と電池ケース３０の内壁とによって囲まれた空間Ｓに配置されている。これにより、ハロゲン系電池２０によって硫化物系電池１０の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュール１０２が実現される。

実施の形態３における電池モジュール１０２の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０２が得られるように、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を並べてもよい。

（実施の形態４）
図５Ａは、実施の形態４における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図５Ｂは、実施の形態４における電池モジュールのＸ－Ｙ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。図５Ｃは、実施の形態４における電池モジュールのＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。

実施の形態４における電池モジュール１０３は、複数の硫化物系電池１０と、複数のハロゲン系電池２０と、複数のハロゲン系電池２２とを備える。ハロゲン系電池２０は、第１ハロゲン系電池の一例である。ハロゲン系電池２２は、第２ハロゲン系電池の一例である。

ハロゲン系電池２２に使用された固体電解質の組成は、ハロゲン系電池２０に使用された固体電解質の組成と同一であってもよく、異なっていてもよい。ハロゲン系電池２２は、素電池であってもよい。

ハロゲン系電池２２は、縦方向又は横方向からの平面視で矩形、かつ板状の形状を有する。Ｚ軸方向が縦方向である。Ｙ軸方向が横方向である。ハロゲン系電池２２は、他の形状であってもよい。ハロゲン系電池２２の形状は、立方体であってもよく、直方体であってもよい。ハロゲン系電池２２は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

ハロゲン系電池２２は、ハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０の側面を四方から囲むように、四方の側面に対応して４つ配置されている。そのため、電池ケース３０内において、ハロゲン系電池２０は、硫化物系電池１０の主面を覆っており、ハロゲン系電池２２は、ハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０の側面を覆っている。すなわち、硫化物系電池１０は、表面の全てをハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２によって覆われている。これにより、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２によって硫化物系電池１０の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュール１０３を実現することができる。ハロゲン系電池２２は、必ずしもハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０の側面を四方から囲むように配置されている必要はなく、ハロゲン系電池２０及び硫化物系電池１０の側面を少なくとも一方から覆うように配置されていてもよい。

実施の形態４における電池モジュール１０３の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０３が得られるように、硫化物系電池１０、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２を並べてもよい。

（変形例１）
図６は、変形例１に係る電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。電池モジュール１０３ａは、複数の硫化物系電池１０と、１つのハロゲン系電池２０と、複数のハロゲン系電池２２ａとを備える。ハロゲン系電池２０は、第１ハロゲン系電池の一例である。ハロゲン系電池２２ａは、第３ハロゲン系電池の一例である。

電池モジュール１０３ａは、１つのハロゲン系電池２０に加えて、複数のハロゲン系電池２２ａを備えている。ハロゲン系電池２２ａに使用された固体電解質の組成は、ハロゲン系電池２０に使用された固体電解質の組成と同一であってもよく、異なっていてもよい。ハロゲン系電池２２ａは、素電池であってもよい。

ハロゲン系電池２２ａは、硫化物系電池１０を収容するための凹部Ｒを有する。凹部Ｒは、ハロゲン系電池２２ａの厚さ方向（Ｘ軸方向）に向かって開口している。凹部Ｒは、硫化物系電池１０の外形とほぼ等しい形状及び大きさを有する。

ハロゲン系電池２２ａは、凹部Ｒに硫化物系電池１０が収容された状態で、Ｘ軸方向を厚さ方向とする板状の形状を有する。ハロゲン系電池２２ａは、１つの硫化物系電池１０を埋め込むことが可能なサイズを有する。ハロゲン系電池２２ａは、他の形状であってもよい。ハロゲン系電池２２ａは、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

電池ケース３０内において、ハロゲン系電池２２ａは、凹部Ｒによって、硫化物系電池１０の一方の主面、及び、硫化物系電池１０のすべての側面を覆っている。硫化物系電池１０の他方の主面は、隣り合うハロゲン系電池２２ａの凹部Ｒが形成されていない方の主面に接している。末端に配置されたハロゲン系電池２２ａの開口方向には、ハロゲン系電池２０が配置されている。ハロゲン系電池２０の一方の主面は、隣り合う硫化物系電池１０のハロゲン系電池２２ａに接していない方の主面と接している。このように、複数の硫化物系電池１０のそれぞれの主面及び側面は、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ａによって覆われている。これにより、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ａによって硫化物系電池１０の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュール１０３ａを実現することができる。

変形例１における電池モジュール１０３ａの製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０３ａが得られるように、硫化物系電池１０、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ａを並べてもよい。

（変形例２）
図７は、変形例２に係る電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。変形例２に係る電池モジュール１０３ｂは、複数の硫化物系電池１０と、複数のハロゲン系電池２０と、複数のハロゲン系電池２２ｂとを備える。ハロゲン系電池２０は、第１ハロゲン系電池の一例である。ハロゲン系電池２２ｂは、第４ハロゲン系電池の一例である。

電池モジュール１０３ｂは、複数のハロゲン系電池２０に加えて、複数のハロゲン系電池２２ｂを備えている。ハロゲン系電池２２ｂに使用された固体電解質の組成は、ハロゲン系電池２０に使用された固体電解質の組成と同一であってもよく、異なっていてもよい。ハロゲン系電池２２ｂは、素電池であってもよい。

ハロゲン系電池２２ｂは、縦方向又は横方向からの平面視で矩形、かつ板状の形状を有する。Ｚ軸方向が縦方向である。Ｙ軸方向が横方向である。ハロゲン系電池２２ｂは、他の形状であってもよい。ハロゲン系電池２２ｂの形状は、立方体であってもよく、直方体であってもよい。ハロゲン系電池２２ｂは、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

ハロゲン系電池２２ｂは、１つの硫化物系電池１０の側面を四方から囲むように、四方の側面に対応して４つ配置されている。そのため、電池ケース３０内において、ハロゲン系電池２０は、硫化物系電池１０の主面を覆っており、ハロゲン系電池２２ｂは、硫化物系電池１０の側面を覆っている。すなわち、硫化物系電池１０は、表面の全てをハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ｂによって覆われている。これにより、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ｂによって硫化物系電池１０の安全性を確保できるので、安全性により優れた電池モジュール１０３ｂを実現することができる。ハロゲン系電池２２ｂは、必ずしも１つの硫化物系電池１０の側面を四方から囲むように配置されている必要はなく、１つの硫化物系電池１０の側面を少なくとも一方から覆うように配置されていてもよい。

変形例２における電池モジュール１０３ｂの製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０３ｂが得られるように、硫化物系電池１０、ハロゲン系電池２０及びハロゲン系電池２２ｂを並べてもよい。

（実施の形態５）
図８は、実施の形態５における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。電池モジュール１０４は、複数の硫化物系電池１０と、複数のハロゲン系電池２０を備える。本実施の形態では、硫化物系電池１０の数が、ハロゲン系電池２０の数よりも多い。電池モジュール１０４が備える硫化物系電池１０の数及びハロゲン系電池２０の数は特に限定されない。

電池ケース３０内において、並び方向（Ｘ軸方向）における一端及び他端のそれぞれにハロゲン系電池２０が位置している。複数の硫化物系電池１０は、２つのハロゲン系電池２０に挟まれている。これにより、ハロゲン系電池２０の安全性を確保しつつも、硫化物系電池１０の出力特性をさらに向上させた電池モジュール１０４を実現することができる。

実施の形態５における電池モジュール１０４の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０４が得られるように、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を並べてもよい。

（実施の形態６）
図９は、実施の形態６における電池モジュールをＺ－Ｘ平面に平行な平面で切断した場合の模式断面図である。電池モジュール１０５は、複数の硫化物系電池１０と、複数のハロゲン系電池２０と、電池ケース３０と、ラミネートフィルム４０とを備える。電池モジュール１０５が備える硫化物系電池１０の数及びハロゲン系電池２０の数は特に限定されない。本実施の形態では、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０は、ラミネートフィルム４０を共有するようにラミネートフィルム４０の内部に配置されている。硫化物系電池１０、ハロゲン系電池２０及びラミネートフィルム４０を含むアセンブリ５０は、電池ケース３０の内部に配置されている。複数のアセンブリ５０が電池ケース３０の内部に配置されていてもよい。硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０の配置としては、例えば、上述した実施の形態及び変形例のいずれか１つの配置を採用することができる。

本実施の形態によれば、単位容量あたりのラミネートフィルム４０の使用量を減らすことができる。このことは、電池モジュール１０５のエネルギー密度の向上に寄与する。

アセンブリ５０において、硫化物系電池１０とハロゲン系電池２０とが電気的に接していてもよく、接していなくてもよい。前者においては、例えば、硫化物系電池１０の正極集電体がハロゲン系電池２０の負極集電体に接し、硫化物系電池１０の負極集電体がハロゲン系電池２０の正極集電体に接していてもよい。後者においては、硫化物系電池１０とハロゲン系電池２０との間に樹脂フィルムなどの絶縁層が設けられていてもよい。

次に、上述した電池モジュール１０５の製造方法について説明する。

図１０は、実施の形態６における電池モジュール１０５の製造方法を示すフローチャートである。電池モジュール１０５の製造方法は、可撓性を有する包材で作られた第２電池ケースが共有されるように、少なくとも１つの硫化物系電池１０及び少なくとも１つのハロゲン系電池２０を第２電池ケースの内部に配置すること（ステップＳＴ１）を含む。ステップＳＴ１は、少なくとも１つの硫化物系電池１０、少なくとも１つのハロゲン系電池２０及び第２電池ケースを含むアセンブリ５０を形成することを含む。当該製造方法は、アセンブリ５０を第１電池ケースの内部に配置すること（ステップＳＴ２）を含む。

実施の形態６における電池モジュール１０５の製造方法では、先に説明した構成の電池モジュール１０５が得られるように、硫化物系電池１０及びハロゲン系電池２０を並べてもよい。

（実施の形態７）
図１１は、実施の形態７における乗り物の概略構成を示す説明図である。実施の形態７の乗り物１６０は、例えば、電気自動車である。乗り物１６０は、電気モータ１６１と、電池モジュール１６２と、車輪１６３とを備えている。電池モジュール１６２は、上述した実施の形態及び変形例のいずれか１つの電池モジュールである。乗り物１６０は、複数の電池モジュール１６２を備えていてもよい。電池モジュール１６２は、電気モータ１６１に電力を供給し、電気モータ１６１を駆動する。電気モータ１６１は車輪１６３を回転させ、これにより、乗り物１６０は移動する。乗り物１６０は、ハイブリッドカーなどの他の自動車であってもよい。また、乗り物１６０は、電車、飛行機、船など、他の乗り物であってもよい。

以上のように、本実施の形態においては、乗り物１６０は、出力特性に優れた硫化物系電池と、安全性の高いハロゲン系電池とを備えた電池モジュール１６２を備えている。このような構成によれば、出力特定及び安全性のバランスに優れた電池モジュール１６２からの電力により電気モータ１６１を駆動するので、優れた出力特定をもって人や荷物を安全に移動させることができる。

（その他の実施の形態）
本開示の電池モジュールにおいて、硫化物系電池及びハロゲン系電池は、巻回された発電要素を有していてもよい。巻回された発電要素は、板状であってもよく、円筒形であってもよい。さらに、硫化物系電池及びハロゲン系電池は、巻回された発電要素が円筒形の外装体に収容された構造を有していてもよい。本開示の電池モジュールは、センサ、コントローラなどの機器を有していてもよい。電池以外の機器は、電池ケース３０の空きスペースに配置されてもよい。

本開示の電池モジュールにおいて、硫化物系電池に代えて、酸化物系電池又はその他の電池を用いてもよい。ハロゲン系電池に代えて、酸化物系電池又はその他の電池を用いてもよい。電池は、使用する固体電解質によって特性が異なる。固体電解質として酸化物固体電解質を用いた電池は、耐熱性に優れる。固体電解質として、例えば、錯体水素化物固体電解質を用いた電池は、リチウムイオン伝導度に優れる。そのため、以上の構成によれば、酸化物系電池の利点又は錯体水素化物固体電解質などのその他の電池の利点を取り入れた電池モジュールを提供できる。

すなわち、本開示の電池モジュールは、第１電池ケースと、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの酸化物系電池又はその他の電池と、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つのハロゲン系電池と、を備えていてもよい。酸化物系電池及びハロゲン系電池を備える場合には、酸化物系電池の耐熱性とハロゲン系電池の安全性とを両立させた電池モジュールを提供することができる。その他の電池として錯体水素化物固体電解質を含む電池を備える場合には、錯体水素化物固体電解質のリチウムイオン伝導度とハロゲン系電池の安全性とを両立させた電池モジュールを提供することができる。このように、酸化物系電池の利点又はその他の電池の利点を取り入れた電池モジュールを提供できる。

また、本開示の電池モジュールは、第１電池ケースと、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの硫化物系電池と、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの酸化物系電池又はその他の電池と、を備えていてもよい。硫化物系電池及び酸化物系電池を備える場合には、硫化物系電池の出力特性と酸化物系電池の耐熱性とを両立させた電池モジュールを提供することができる。その他の電池として錯体水素化物固体電解質を含む電池を備える場合には、硫化物系電池の出力特性と錯体水素化物固体電解質のリチウムイオン伝導度とを両立させた電池モジュールを提供することができる。このように、酸化物系電池の利点又はその他の電池の利点を取り入れた電池モジュールを提供できる。

酸化物系電池としては、例えば、電解質層に含まれる固体電解質の主成分が酸化物固体電解質である電池が挙げられる。「主成分」は、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。

本開示において、「酸化物固体電解質」は、主要なアニオンとして酸素を含む固体電解質を意味する。酸化物固体電解質は、酸素以外のアニオンとして、硫黄及びハロゲン元素以外のアニオンをさらに含んでもよい。

酸化物固体電解質としては、例えば、ＬｉＴｉ₂（ＰＯ₄）₃及びその元素置換体を代表とするＮＡＳＩＣＯＮ型固体電解質、（ＬａＬｉ）ＴｉＯ₃系のペロブスカイト型固体電解質、Ｌｉ₁₄ＺｎＧｅ₄Ｏ₁₆、Ｌｉ₄ＳｉＯ₄、ＬｉＧｅＯ₄及びその元素置換体を代表とするＬＩＳＩＣＯＮ型固体電解質、Ｌｉ₇Ｌａ₃Ｚｒ₂Ｏ₁₂及びその元素置換体を代表とするガーネット型固体電解質、Ｌｉ₃ＰＯ₄及びそのＮ置換体、ならびに、ＬｉＢＯ₂、Ｌｉ₃ＢＯ₃などのＬｉ－Ｂ－Ｏ化合物をベースとして、Ｌｉ₂ＳＯ₄、Ｌｉ₂ＣＯ₃などが添加されたガラス又はガラスセラミックスなどが挙げられる。上記の材料より選ばれる１つ又は２つ以上の酸化物固体電解質が電解質層に使用されうる。

その他の電池としては、例えば、電解質層に含まれる固体電解質の主成分が錯体水素化物固体電解質である電池が挙げられる。

錯体水素化物固体電解質としては、例えば、ＬｉＢＨ₄－ＬｉＩ、ＬｉＢＨ₄－Ｐ₂Ｓ₅などが挙げられる。

本開示の電池モジュールにおいて、硫化物系電池及びハロゲン系電池に代えて、酸化物系電池及びその他の電池を用いてもよい。すなわち、本開示の電池モジュールは、第１電池ケースと、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの酸化物系電池と、第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つのその他の電池と、を備えていてもよい。例えば、その他の電池が錯体水素化物固体電解質を含む電池である場合には、酸化物系電池の耐熱性と錯体水素化物固体電解質のリチウムイオン伝導度とを両立させた電池モジュールを提供することができる。このように、酸化物系電池の利点及びその他の電池の利点を取り入れた電池モジュールを提供できる。

その他の実施の形態として説明した上述の電池モジュールには、実施の形態１から７で説明した態様が適用されうる。

本開示は、出力特性と安全性のバランスに優れた電池モジュールとして有用である。

Claims (17)

1. 第１電池ケースと、
   前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つの硫化物系電池と、
   前記第１電池ケースの内部に配置された少なくとも１つのハロゲン系電池と、
   を備え、
   前記ハロゲン系電池は、ハロゲン系固体電解質を含む電池であり、
   前記硫化物系電池の形状及び前記ハロゲン系電池の形状が板状であり、
   前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、複数のハロゲン系電池を含み、
   前記第１電池ケースの内部において、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが所定方向に並べられ、
   前記所定方向における一端及び他端のそれぞれに前記ハロゲン系電池が位置している、電池モジュール。
2. 前記ハロゲン系電池の主面の面積は、前記硫化物系電池の主面の面積よりも大きい、
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記ハロゲン系電池及び前記硫化物系電池を前記ハロゲン系電池の厚さ方向から平面視したとき、前記ハロゲン系電池の外縁の内側に前記硫化物系電池の外縁の全部が収まっている、
   請求項１又は２に記載の電池モジュール。
4. 前記ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池に接している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
5. 前記少なくとも１つの硫化物系電池は、複数の硫化物系電池を含む、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
6. 前記第１電池ケースの内部において、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが前記所定方向に交互に並べられている、
   請求項５に記載の電池モジュール。
7. 前記硫化物系電池は、前記ハロゲン系電池の主面と前記第１電池ケースの内壁とによって囲まれた空間に配置されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
8. 前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有し、
   前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第２ハロゲン系電池とを含み、
   前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っており、
   前記第２ハロゲン系電池は、前記第１ハロゲン系電池の側面、及び、前記硫化物系電池の側面を覆っている、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
9. 前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有し、
   前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第３ハロゲン系電池とを含み、
   前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っており、
   前記第３ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面、及び、前記硫化物系電池の側面を覆っている、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
10. 前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池がそれぞれ主面及び側面を有し、
    前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、第１ハロゲン系電池と、第４ハロゲン系電池とを含み、
    前記第１ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の主面を覆っており、
    前記第４ハロゲン系電池は、前記硫化物系電池の側面を覆っている、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
11. 可撓性を有する包材で作られた第２電池ケースをさらに備え、
    前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池は、前記第２電池ケースを共有するように前記第２電池ケースの内部に配置され、
    前記硫化物系電池、前記ハロゲン系電池及び前記第２電池ケースを含むアセンブリが前記第１電池ケースの内部に配置されている、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の電池モジュール。
12. 前記硫化物系電池は、有機物を含有する電解液を含む、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の電池モジュール。
13. 前記ハロゲン系電池は、前記電解液を含まない、
    請求項１２に記載の電池モジュール。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の電池モジュールと、
    前記電池モジュールからの電力で駆動する電気モータと、
    を備える、乗り物。
15. 少なくとも１つの硫化物系電池を第１電池ケースの内部に配置することと、
    少なくとも１つのハロゲン系電池を前記第１電池ケースの内部に配置することと、
    を含み、
    前記ハロゲン系電池は、ハロゲン系固体電解質を含む電池であり、
    前記硫化物系電池の形状及び前記ハロゲン系電池の形状が板状であり、
    前記少なくとも１つのハロゲン系電池は、複数のハロゲン系電池を含み、
    前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが所定方向に並び、かつ前記所定方向における一端及び他端のそれぞれに前記ハロゲン系電池が位置するように、前記第１電池ケースの内部に前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池を配置することをさらに含む、電池モジュールの製造方法。
16. 前記少なくとも１つの硫化物系電池は、複数の硫化物系電池を含み、
    前記硫化物系電池及び前記ハロゲン系電池を配置することにおいて、前記硫化物系電池と前記ハロゲン系電池とが前記所定方向に交互に並ぶように前記第１電池ケースの内部に前記複数の硫化物系電池及び前記複数のハロゲン系電池を配置する、
    請求項１５に記載の電池モジュールの製造方法。
17. 可撓性を有する包材で作られた第２電池ケースが共有されるように、前記少なくとも１つの硫化物系電池及び前記少なくとも１つのハロゲン系電池を前記第２電池ケースの内部に配置することと、
    前記少なくとも１つの硫化物系電池、前記少なくとも１つのハロゲン系電池及び前記第２電池ケースを含むアセンブリを前記第１電池ケースの内部に配置することと、
    をさらに含む、請求項１５又は１６に記載の電池モジュールの製造方法。