电池和电池堆制造技术

本公开的电池具备：第1集电体；在第1集电体的主面内的第1区域上配置的层叠体；在第1集电体的主面内的第2区域上配置的热膨胀层；以及夹持层叠体和热膨胀层与第1集电体相对地在层叠体和热膨胀层上配置的第2集电体。层叠体包含：在第1区域上配置的第1活性物质层、在第1活性物质层上配置的电解质层、以及在电解质层上配置的第2活性物质层。热膨胀层的热膨胀率比层叠体的热膨胀率大。

Batteries and stacks

【技术实现步骤摘要】
电池和电池堆
本公开涉及电池和电池堆。
技术介绍
有时电池由于短路等而急剧发热。作为抑制这样的电池温度上升的技术，例如专利文献1中公开了一种全固体电池，在正极集电体的非接触凹表面具有包含热膨胀树脂的被覆层。另外，专利文献2中公开了一种具备膨胀构件的电池。另外，专利文献3中公开了一种在集电体上形成有导电性的热固性树脂层的电池。现有技术文献专利文献1：日本特开2016-126901号公报专利文献2：日本特开2008-262785号公报专利文献3：国际公开第2013/172257号
技术实现思路
在现有技术中，要求防止电池的异常发热造成的着火或冒烟。因此，本公开提供能够抑制电池的异常发热，从而能够抑制电池着火或冒烟的电池和电池堆。本公开的一方式涉及的电池，具备：具有主面的第1集电体；在所述第1集电体的所述主面内的第1区域上配置的层叠体；在所述第1集电体的所述主面内的第2区域上配置的热膨胀层；以及第2集电体，所述第2集电体夹持所述层叠体和所述热膨胀层与所述第1集电体相对地配置在所述层叠体和所述热膨胀层上。所述层叠体包含：在所述第1区域上配置的第1活性物质层；在所述第1活性物质层上配置的电解质层；以及在所述电解质层上配置的第2活性物质层。所述热膨胀层的热膨胀率比所述层叠体的热膨胀率大。根据本公开，能够抑制电池的异常发热，从而能够抑制电池着火或冒烟。附图说明图1是说明实施方式涉及的电池结构的图。图2是说明实施方式涉及的电池发热时产生的变化的图。图3是说明实施方式涉及的层叠电池的结构的图。图4是说明实施方式涉及的层叠电池发热时产生的变化的图。附图标记说明1第2集电体2第2活性物质层3第1集电体4第1活性物质层5电解质层6第1热膨胀层7、17空隙8、18电极端子11第2电极层12第1电极层16第2热膨胀层100电池、第1电池100a第2电池200层叠电池具体实施方式(用语的定义)本公开中，语句“在A之上配置的B”表示A与B的相对位置关系，该位置关系不依赖制造时、贩卖时或使用时的电池方向而被限定。本公开中，语句“与C接触的D”是指C与D直接接触、或者C与D经由粘结剂(例如导电性粘结剂)接触。本公开中，语句“E与F之间的接合强度”，不限定于E与F直接接合的形态，也包括E与F经由粘结剂(例如导电性粘结剂)接合的形态。本公开中，“第1”和“第2”是用于区别类似结构为方便起见的表示，不限定制造时的顺序等的特定顺序。“第1”和“第2”可被解释为能够彼此交换。(实施方式的概要)本公开的一方式的概要如下所述。本公开的一方式涉及的电池，具备：第1电极层、成为所述第1电极层的对电极的第2电极层、电解质层和第1热膨胀层，所述第1电极层具备第1集电体和在所述第1集电体上配置的第1活性物质层，所述第2电极层具备第2集电体和在所述第2集电体上配置的第2活性物质层，所述电解质层与所述第1活性物质层和所述第2活性物质层接触，并配置在所述第1活性物质层与所述第2活性物质层之间，所述第1热膨胀层与所述第1集电体和所述第2集电体接触，并配置在所述第1集电体与所述第2集电体之间，在所述第1热膨胀层发生热膨胀的情况下，使所述第1集电体与所述第2集电体的距离增大，将所述电解质层与所述第2活性物质层分离。通过该技术方案，在电池异常发热的情况下，第1热膨胀层热膨胀，能够切断电流。因此，能够抑制电池的异常发热，从而能够抑制电池着火或冒烟。另外，本公开的一方式涉及的层叠电池，具备：上述的电池即第1电池、第2电池、以及配置在所述第1电池与所述第2电池之间的第2热膨胀层，在所述第2热膨胀层热膨胀的情况下，使所述第1电池与所述第2电池的距离增大，将所述第1电池与所述第2电池分离。例如，本公开的一方式涉及的层叠电池中，所述第1电池与所述第2电池可以是所述第1电池的电极端子与所述第2电池的电极端子接触配置，在所述第2热膨胀层热膨胀的情况下，使所述第1电池的电极端子与所述第2电池的电极端子的距离增大，将所述第1电池的电极端子与所述第2电池的电极端子分离。根据该技术方案，在构成层叠电池的电池出现异常发热的情况下，第2热膨胀层热膨胀，能够切断电流。因此，能够抑制电池的异常发热，从而能够抑制与发生了异常发热的电池相邻的电池发生延烧。因此，能够抑制层叠电池着火或冒烟。以下，参照附图对实施方式具体说明。再者，以下说明的实施方式全都表示概括或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接形态等为一例，不意图限定本公开。另外，对于以下实施方式中的构成要素之中没有被表示最上位概念的独立权利要求所记载的构成要素，作为可选的构成要素加以说明。另外，各图未必严格地图示。各图中，对于实质上相同的结构附带同一标记，重复的说明被省略或简化。(实施方式)[电池的概要]首先，对本实施方式涉及的电池进行说明。图1是说明本实施方式涉及的电池100的结构的图。图1(a)是本实施方式涉及的电池100的概略截面图。图1(b)是本实施方式涉及的电池100的俯视图。再者，图1(b)所示的1A-1A线是截面线。另外，图2是说明本实施方式涉及的电池100发热时产生的变化的图。图2(a)是本实施方式涉及的电池100发热时的电池100的概略截面图。图2(b)是本实施方式涉及的电池100的俯视图。再者，图2(b)所示的2A-2A线是截面线。如图1(a)所示，本实施方式涉及的电池100具备：第1电极层12、成为第1电极层12的对电极的第2电极层11、电解质层5和第1热膨胀层6。第1电极层12具备：第1集电体3和在第1集电体3之上配置的第1活性物质层4。另外，第2电极层11具备：第2集电体1和在第2集电体1上配置的第2活性物质层2。电解质层5与第1活性物质层4和第2活性物质层2接触，并配置在第1活性物质层4与第2活性物质层2之间。第1热膨胀层6与第1集电体3和第2集电体1接触，并配置在第1集电体3与第2集电体1之间。第1集电体3的主面之中的配置有第1活性物质层4的区域是本公开中的“第1区域”的一例。第1集电体3的主面之中的配置有第1热膨胀层6的区域是本公开中的“第2区域”的一例。如图2(a)所示，在第1热膨胀层6发生热膨胀时，使第1集电体3与第2集电体1的距离增大，将电解质层5与第2活性物质层2分离。由此，在电解质层5与第2活性物质层2之间产生空隙7，能够切断第1电极层12和第2电极层11间的离子导通和热传导。本实施方式中，除了电解质层5与第2活性物质层2分离以外，电池100内的其他结构彼此也可以分离。例如，电解质层5与第1活性物质层4可以分离。也就是说，只要能够切断从发生了异常发热的层向其他层的热传导即可。这样，分离的部分越多，越能够快速地将发生了异常发热的层冷却，并且，能够抑制向相邻的层的热传导，因此能够抑制电池内发热的推进。另外，如图1(b)所示，第1热膨胀层6被配置成与第1活性物质层4、电解质层5和第2活性物质层2构成的层叠体的外侧面接触并将它们包围。由此，在层叠体内发生异常发热的情况下，容易从发热部分向第1热膨胀层6直接传导热，第1热膨胀层6能够对异常发热进行快速响应。根据以上技术方案，能够抑制例如过充电或短路等造成的电池异常发热，从而能够抑制电池着火或冒烟。即，根据以上技术方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，具备：具有主面的第1集电体；层叠体，其配置在所述第1集电体的所述主面内的第1区域上；热膨胀层，其配置在所述第1集电体的所述主面内的第2区域上；以及第2集电体，其夹持所述层叠体和所述热膨胀层与所述第1集电体相对地配置在所述层叠体和所述热膨胀层上，所述层叠体包含：在所述第1区域上配置的第1活性物质层；在所述第1活性物质层上配置的电解质层；以及在所述电解质层上配置的第2活性物质层，所述热膨胀层的热膨胀率比所述层叠体的热膨胀率大。

【技术特征摘要】
2017.10.31 JP 2017-2113511.一种电池，具备：具有主面的第1集电体；层叠体，其配置在所述第1集电体的所述主面内的第1区域上；热膨胀层，其配置在所述第1集电体的所述主面内的第2区域上；以及第2集电体，其夹持所述层叠体和所述热膨胀层与所述第1集电体相对地配置在所述层叠体和所述热膨胀层上，所述层叠体包含：在所述第1区域上配置的第1活性物质层；在所述第1活性物质层上配置的电解质层；以及在所述电解质层上配置的第2活性物质层，所述热膨胀层的热膨胀率比所述层叠体的热膨胀率大。2.根据权利要求1所述的电池，所述第1集电体与所述第1活性物质层接触，所述第2集电体与所述第2活性物质层接触，所述电解质层与所述第2活性物质层接触，所述电解质层与所述第2活性物质层之间的接合强度，比所述第1集电体与所述第1活性物质层之间的接合强度、以及所述第2集电体与所述第2活性物质层之间的接合强度的任一个都弱。3.根据权利要求1或2所述的电池，所述热膨胀层在超过预定温度的条件下，由于热膨胀而使所述第1集电体与所述第2集电体的距离增大，将所述电解质层与所述第2活性物质层剥离。4.根据权利要求1～3的任一项所述的电池，所述热膨胀层包含在某一相变点发生相变的材料，所述热膨胀层在超过所述相变点的温度时的热膨胀率，比所述热膨胀层在小于所述相变点的温度时的热膨胀率大。5.根据权利要求4所述的电池，所述相变点是沸点或升华点。6.根据权利要求4或5所述的电池，所述热膨胀层包含填充有所述材料的多个微胶囊。7.根据权利要求6所述的电池，所述多个微胶囊各自包含热塑性树脂的外壳。8.根据权利要求4～7的任一项所述的电池，所述材料的所述相变点与所述热塑性树脂的软化点中的至少一个处于100～300℃的范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：古贺英一，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP