层叠电池制造技术

本发明专利技术涉及层叠电池。本公开的主要目的在于提供一种降低了由多个电池单元中的短路电阻的偏差引起的寄生电流的层叠电池。本公开中，通过提供一种层叠电池来解决上述问题，该层叠电池是在厚度方向具有多个电池单元且多个电池单元并联电连接而成的层叠电池，该电池单元依次具有具备正极集电极耳的正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和具备负极集电极耳的负极集电体，其中，层叠电池具有的表面侧电池单元和中央侧电池单元满足条件(i)表面侧电池单元中的正极集电极耳的电阻大于中央侧电池单元中的正极集电极耳的电阻、和/或条件(ii)表面侧电池单元中的负极集电极耳的电阻大于中央侧电池单元中的负极集电极耳的电阻。

【技术实现步骤摘要】
层叠电池
本公开涉及层叠电池。
技术介绍
已知有在厚度方向具有多个电池单元的层叠电池，该电池单元依次具有正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和负极集电体。例如，专利文献1公开了一种具有多个单元电池的锂离子二次电池，该单元电池包含具备正极集电体和正极混合材料层的正极层、固体电解质层、以及具备负极集电体和负极混合材料层的负极层。进而，专利文献1公开了钉刺试验作为评价全固体电池的安全性的方法。另外，例如专利文献2公开了一种将具有正极集电体层、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和负极集电体层的多个全固体电池的电池单元以双极型或单极型连接的层叠型全固体电池的制造方法。另外，专利文献3中公开了一种根据多个层叠体间与层叠体连接的集电引线的长度，该集电引线的宽度和厚度的至少一者不同的二次电池。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-207614号公报专利文献2：日本特开2016-136490号公报专利文献3：日本特开2012-181941号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上所述，作为评价全固体电池的安全性的方法，已知有钉刺试验。钉刺试验是将导电性的钉刺穿全固体电池，观察电池内发生内部短路时的变化(例如温度变化)的试验。本专利技术人详细研究了对于将多个全固体电池单元并联电连接而成的层叠电池的钉刺试验，结果得到了如下新的见解：各电池单元的短路部的电阻(短路电阻)因电池单元的位置而大不相同。短路电阻小的电池单元和短路电阻大的电池单元混合存在时，电流从短路电阻大的电池单元流入短路电阻小的电池单元。以下，有时将其称为“寄生电流”。产生寄生电流时，短路电阻小的电池单元(电流流入的电池单元)的温度上升，其结果，容易引起电池材料的劣化。本公开是鉴于上述实际情况而完成的，主要目的在于提供降低了由多个电池单元中的短路电阻的偏差(不均)引起的寄生电流的层叠电池。用于解决课题的手段为了解决上述课题，在本公开中，提供一种层叠电池，其是在厚度方向具有多个电池单元且上述多个电池单元并联电连接而成的层叠电池，该电池单元依次具有具备正极集电极耳的正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和具备负极集电极耳的负极集电体，其中，上述层叠电池具有位于上述层叠电池的表面侧的表面侧电池单元、和与上述表面侧电池单元相比位于中央侧的中央侧电池单元，上述表面侧电池单元和上述中央侧电池单元满足条件(i)和条件(ii)中的至少一个条件，条件(i)：上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻；条件(ii)：上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻。根据本公开，由于表面侧电池单元和中央侧电池单元满足条件(i)和条件(ii)中的至少一个，因此能制得降低了由多个电池单元中的短路电阻的偏差引起的寄生电流的层叠电池。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的比电阻可以大于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的比电阻。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的比电阻可以大于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的比电阻。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的厚度可以小于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的厚度。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的厚度可以小于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的厚度。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的面积可以小于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的面积。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的面积可以小于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的面积。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳可以在至少一个表面侧具有电阻体。上述公开中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳可以在至少一个表面侧具有电阻体。上述公开中，与上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳相接的焊接部的面积可以小于与上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳相接的焊接部的面积。上述公开中，与上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳相接的焊接部的面积可以小于与上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳相接的焊接部的面积。上述公开中，将上述多个电池单元沿上述层叠电池的厚度方向依次设为第1电池单元～第N电池单元(N≥3)时，上述表面侧电池单元可以为属于第1电池单元～第(N/3)电池单元的电池单元区域A的电池单元。上述公开中，上述中央侧电池单元可以为属于第(N/3)+1电池单元～第(2N/3)电池单元的电池单元区域B的电池单元。上述公开中，上述电池单元区域A中的上述正极集电极耳的平均电阻可以大于上述电池单元区域B中的上述正极集电极耳的平均电阻。上述公开中，上述电池单元区域A中的上述负极集电极耳的平均电阻可以大于上述电池单元区域B中的上述负极集电极耳的平均电阻。上述公开中，将上述多个电池单元沿上述层叠电池的厚度方向依次设为第1电池单元～第N电池单元(N≥60)时，上述表面侧电池单元可以为属于第1电池单元～第20电池单元的电池单元区域C的电池单元。上述公开中，上述中央侧电池单元可以为属于第21电池单元～第40电池单元的电池单元区域D的电池单元。上述公开中，上述电池单元区域C中的上述正极集电极耳的平均电阻可以大于上述电池单元区域D中的上述正极集电极耳的平均电阻。上述公开中，上述电池单元区域C中的上述负极集电极耳的平均电阻可以大于上述电池单元区域D中的上述负极集电极耳的平均电阻。上述公开中，上述负极活性物质层可含有Si或Si合金作为负极活性物质。专利技术效果本公开的层叠电池取得能降低由多个电池单元中的短路电阻的偏差引起的寄生电流这样的效果。附图说明图1是示出本公开的层叠电池的一例的概要截面图。图2是说明钉刺试验的概要截面图。图3是示出电池单元的位置与短路电阻的关系的坐标图。图4是说明寄生电流的等效电路。图5是说明钉刺试验的概要截面图。图6是例示本公开中的集电体的概要立体图。图7是例示本公开中的集电极耳的概要立体图。图8是例示2层叠型电池单元的制造方法的概要截面图。图9是例示钉刺试验中的电压分布的坐标图。附图标记说明1…正极活性物质层2…负极活性物质层3…固体电解质层4…正极集电体5…负极集电体10…电池单元100…层叠电池110…钉具体实施方式以下，对本公开的层叠电池进行详细说明。图1是示出本公开的层叠电池的一例的概要截面图。图1所示的层叠电池100在厚度方向具有多个电池单元10(10A、10B～10H～10N)，该电池单元10依次具有具备正极集电极耳的正极集电体4、正极活性物质层1、固体电解质层3、负极活性物质层2和具备负极集电极耳的负极集电体5。进而，多个电池单元10并联电连接。并联连接的方法没有特别限定，例如，图1所示的电池单元10A和电池单元10B以共有负极集电体5的方式并联连接。予以说明，相邻的2个电池单元可以共有正极集电体4或负极集电体5，也可以不共有正极集电体4或负极集电体5。在后者的情况下，例如，通过使正极集电体4或负极集电体5为2层结构，相邻的2个电池单元在两者之间各自具有正极集电体4或负极集电体5。另外，层叠电池100具有位于层叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.层叠电池，其是在厚度方向具有多个电池单元且上述多个电池单元并联电连接而成的层叠电池，该电池单元依次具有具备正极集电极耳的正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和具备负极集电极耳的负极集电体，其中，上述层叠电池具有位于上述层叠电池的表面侧的表面侧电池单元、和与上述表面侧电池单元相比位于中央侧的中央侧电池单元，上述表面侧电池单元和上述中央侧电池单元满足条件(i)和条件(ii)中的至少一个条件，条件(i)：上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻；和条件(ii)：上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻。

【技术特征摘要】
2017.04.28 JP 2017-0901231.层叠电池，其是在厚度方向具有多个电池单元且上述多个电池单元并联电连接而成的层叠电池，该电池单元依次具有具备正极集电极耳的正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层和具备负极集电极耳的负极集电体，其中，上述层叠电池具有位于上述层叠电池的表面侧的表面侧电池单元、和与上述表面侧电池单元相比位于中央侧的中央侧电池单元，上述表面侧电池单元和上述中央侧电池单元满足条件(i)和条件(ii)中的至少一个条件，条件(i)：上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的电阻；和条件(ii)：上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻大于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的电阻。2.权利要求1所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的比电阻大于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的比电阻。3.权利要求1或2所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的比电阻大于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的比电阻。4.权利要求1至3的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的厚度小于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的厚度。5.权利要求1至4的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的厚度小于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的厚度。6.权利要求1至5的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳的面积小于上述中央侧电池单元中的上述正极集电极耳的面积。7.权利要求1至6的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳的面积小于上述中央侧电池单元中的上述负极集电极耳的面积。8.权利要求1至7的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述正极集电极耳在至少一个表面侧具有电阻体。9.权利要求1至8的任一项所述的层叠电池，其中，上述表面侧电池单元中的上述负极集电极耳在至...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川元，松下祐贵，西村英晃，奥畑佑介，尾濑德洋，立石满，永松茂隆，内山贵之，滨重规，加藤大，真下直大，戎崎英世，小林绫乃，藤卷寿隆，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP