锂离子二次电池及其制造方法技术

一种可以以高度产率的成本制造并且具有高度输出密度和单元性能的小尺寸锂离子二次电池。锂离子二次电池包括相互层叠的多个层状薄片16。每个层状薄片16包括由整体地层叠在正电极集电极箔片18的相对表面的每一个上的正电极活性物质层20和第一固体电解质层24构成的正电极薄片12，以及由整体地层叠在负电极集电极箔片26的相对表面的每一个上的负电极活性物质层28和第二固体电解质层32构成的负电极薄片14。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种可以以高度产率的成本制造并且具有高度输出密度和单元性能的小尺寸锂离子二次电池。锂离子二次电池包括相互层叠的多个层状薄片16。每个层状薄片16包括由整体地层叠在正电极集电极箔片18的相对表面的每一个上的正电极活性物质层20和第一固体电解质层24构成的正电极薄片12，以及由整体地层叠在负电极集电极箔片26的相对表面的每一个上的负电极活性物质层28和第二固体电解质层32构成的负电极薄片14。【专利说明】结离子二次电池及其制造方法
本专利技术通常涉及一种裡离子二次电池及其制造方法，并且更具体地涉及对一种完 全固体型裡离子二次电池的改进，W及允许裡离子二次电池的有利生产的方法。
技术介绍
具有高能量密度的裡离子二次电池在诸如个人笔记本电脑和蜂窝或者移动电话 之类的便携式电子装置中广泛用作电能电源。该裡离子二次电池通常分类为两种，也即使 用液体型电解质（包括液体电解质和胶体型电解质）的裡离子二次电池，W及使用固体电 解质的所谓全固体型裡离子二次电池。在该两种裡离子二次电池中，全固体型裡离子二次 电池并不具有液体泄漏和着火的风险，并且具有更高的安全程度，不同于使用液体型电解 质的裡离子二次电池。对该优点有利的是，在全固体型裡离子二次电池的领域中已经增长 了研发，期望对于全固体型裡离子二次电池的进一步增强需求。 日本专利案号3852169(专利文献1)公开了一种裡离子二次电池的示例，其通过 形成W下项制造：在正电极集电极铅片上，形式为包含正电极活性物质的有机聚合物涂覆 层的正电极活性物质层；在负电极集电极铅片上，形式为包含负电极活性物质的有机聚合 物涂覆层的负电极活性物质层；W及形式为包含裡盐的有机聚合物涂覆层的固体电解质 层，使得正电极和负电极活性物质层叠置在固体电解质层的相应相对表面上。 在如上所述配置的裡离子二次电池中，正电极活性物质层、负电极活性物质层W 及固体电解质层均由有机聚合物膜构成。因此，该些正电极和负电极活性物质层W及固体 电解质层呈现了适当程度的柔性或可塑性，W及因此呈现了高度弯曲或曲折强度。 然而，在该裡离子二次电池中，正电极和负电极活性物质层和固体电解质层是涂 覆层，其具有不小于数十ym的厚度，使得在致力于减小裡离子二次电池的总尺寸W及改 进其输出密度的工作中存在对正电极和负电极活性物质层和固体电解质层的厚度减小量 的限制。此外，裡离子二次电池的制造需要额外的装置W用于干燥在湿法工艺中形成的正 电极和负电极活性物质层W及固体电解质层，使得制造成本不期望地增加。此外，需要额 外的时间W用于在形成正电极和负电极活性物质层W及固体电解质层之后干燥该些层，使 得必需延长制造每个裡离子二次电池的所需的循环周期时间，该导致电池的低生产力的问 题。 此外，在上述标识出的公开文本中所公开的裡离子二次电池由于其结构而具有W 下缺点，其中与固体电解质层分立形成的正电极和负电极活性物质层仅仅层叠在固体电解 质层的相应相对表面上。 也即，其中正电极活性物质层和负电极活性物质层叠置或者层叠在固体电解质层 上的上述裡离子二次电池不可避免地在固体电解质层与正电极和负电极活性物质层之间 具有间隙，该导致间隙阻止裡离子在正电极活性物质层与固体电解质层之间、W及在负电 极活性物质层与固体电解质层之间平滑移动或输运的问题。负电极和正电极活性物质层可 W由热接合工艺与固体电解质层一体形成。然而在该情形下，固体电解质层与正电极和负 电极活性物质层之间的间隙也无法完全消除，也即，防止了裡离子移动的极其微小的间隙 仍然保留在固体电解质层与正电极和负电极活性物质层之间。 [000引因此，其中已经相互分立形成的正电极和负电极活性物质层W及固体电解质层相 互层叠的现有技术的裡离子二次电池遭受了在固体电解质层与正电极和负电极活性物质 层之间高度界面电阻，该对于电池性能改进是重大阻碍。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 ;日本专利号3852169
技术实现思路
[001引技术问题 本专利技术参考如上所述的
技术介绍
。因此本专利技术的第一目的在于提供一种裡离子二 次电池，其被配置成允许输出密度和有效减小其尺寸的有效改进、W及由于在其固体电解 质层与其正电极和负电极活性物质层之间的界面电阻的减小所致的其性能的充分改进，并 且可WW最小成本和高度生产力制造。本专利技术的第二目的在于提供一种方法，该方法允许 具有该种优异特性的裡离子二次电池的有效制造。 问题的解决方案 如上所述的第一目的可W根据本专利技术的第一方面而实现，第一方面提供了包括多 个层状薄片的裡离子二次电池，每个层状薄片包括相互层叠的正电极薄片和负电极薄片， 其中正电极薄片具有正电极，其中形式为包含正电极活性物质的气相沉积聚合物膜的正电 极活性物质层整体地层叠在形式为金属铅片的正电极集电极铅片的相对表面中的每一个 上，而形式为具有裡离子导电性的气相沉积聚合物膜的第一固体电解质层布置在正电极的 相对侧中的每一个上，使得第一固体电解质层整体地层叠在对应的正电极活性物质层上， 并且其中负电极薄片具有负电极，其中形式为包含负电极活性物质的气相沉积聚合物膜的 负电极活性物质层整体地层叠在形式为金属铅片的负电极集电极铅片的相对表面中的每 一个上，而形式为具有裡离子导电性的气相沉积聚合物膜的第二固体电解质层布置在负电 极的相对侧中的每一个上，使得第二固体电解质层整体地层叠在对应的负电极活性物质层 上。 第一目的也可W根据本专利技术的第二方面而实现，其提供了一种包括多个层状薄片 的裡离子二次电池，每一个层状薄片包括相互层叠的两个电极薄片并且每一个电极薄片具 有双极型电极，其中形式为包含正电极活性物质的气相沉积膜的正电极活性物质层整体地 层叠在形式为金属铅片的集电极铅片的相对表面中的一个上，而形式为包含负电极活性物 质的气相沉积聚合物膜的负电极活性物质层整体地层叠在集电极铅片的相对表面中的另 一个上，W及其中形式为均具有裡离子导电性的气相沉积聚合物膜的第一固体电解质层和 第二固体电解质层被布置在双极型电极的相应相对侧上，使得第一固体电解质层整体地层 叠在正电极活性物质层上，而第二固体电解质层整体地层叠在负电极活性物质层上。 在本专利技术的裡离子二次电池的优选形式中，构成了正电极活性物质层的气相沉积 聚合物膜W及构成负电极活性物质层的气相沉积聚合物膜中的每一个具有离子导电性。 在本专利技术的裡离子二次电池的另一优选形式中，构成正电极活性物质层的气相沉 积聚合物膜w及构成负电极活性物质层的气相沉积聚合物膜中的每一个具有电子导电性。 在本专利技术的裡离子二次电池的又一优选形式中，正电极侧混合层形成在正电极活 性物质层与第一固体电解质层之间。正电极侧混合层由第一聚合物W及用于形成第一固体 电解质层的第二聚合物的混合物形成，第一聚合物用于形成构成了正电极活性物质层的气 相沉积聚合物膜。正电极侧混合层中第一聚合物的含量在从正电极活性物质层朝向第一固 体电解质层的方向上逐渐减小，而正电极侧混合层中第二聚合物的含量在从正电极活性物 质层朝向第一固体电解质层的方向上逐渐增大。 在本专利技术的裡离子二次电池的又一优选形式中，负电极侧混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池，包括多个层状薄片，每个所述层状薄片包括相互层叠的正电极薄片和负电极薄片，其中，所述正电极薄片具有正电极，在所述正电极中形式为含有正电极活性物质的气相沉积聚合物膜的正电极活性物质层被整体地层叠在形式为金属箔片的正电极集电极箔片的相对表面中的每一个表面上，而形式为具有锂离子导电性的气相沉积聚合物膜的第一固体电解质层被布置在所述正电极的相对侧中的每一侧上，使得所述第一固体电解质层被整体地层叠在对应的所述正电极活性物质层上，以及其中所述负电极薄片具有负电极，在所述负电极中形式为含有负电极活性物质的气相沉积聚合物膜的负电极活性物质层被整体地层叠在形式为金属箔片的负电极集电极箔片的相对表面中的每一个表面上，而形式为具有锂离子导电性的气相沉积聚合物膜的第二固体电解质层被布置在所述负电极的相对侧中的每一侧上，使得所述第二固体电解质层被整体地层叠在对应的所述负电极活性物质层上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野口真淑，
申请(专利权)人：小岛冲压工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP