全固态电池的制造方法及其制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种全固态电池的制造方法及其制造装置，即使在减小按压的力的情况下，也能够防止由于产生枝晶而导致短路、充电异常的发生。全固态电池的制造方法在正极层(2)与负极层之间配置固体电解质层，在这些正极层(2)和负极层分别连接集电体(5)，其特征在于，具有如下工序：对正极层(2)、负极层以及固体电解质层中的至少一层的粉体层进行成膜的工序；以及通过由弹性体构成的按压体对所述粉体层成膜后的成膜面进行按压的按压工序。

Manufacturing Method and Device of All-solid-state Battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固态电池的制造方法及其制造装置
本专利技术涉及全固态电池的制造方法以及制造装置。
技术介绍
在正极层与负极层之间配置固体电解质层，在这些正极层与负极层分别配置集电体的全固态电池已广为人知。另外，使用粉体材料在成膜为层状后进行加压来制造这些正极层、负极层或者固体电解质层的方法也已为公众所知(例如，专利文献1等)。专利文献1：日本专利公开公报特开2013-20837号
技术实现思路
但是，当使用粉体材料将全固态电池的正极层、负极层或者固体电解质层成膜为层状时，如图23所示，有时在粉体成膜层(正极层51、固体电解质层52)的表面产生凹凸部51a、52a，在该情况下，如图24所示，在正极层51和固体电解质层52的界面与固体电解质层52和负极层53的界面接近的位置A处，有可能发生短路或者极其接近而发生充电时的异常。与此相对，每当形成全固态电池的各粉体成膜层时，如图25所示，都通过平板状的压销60等以大的压力按压成膜表面，能够消除凹凸部51a(52a)，但如果以大的压力按压，则会由于残留应力的影响等而产生制造的(成膜的)层弯曲(由图26简要地表示)的不良情况。因而，为了不产生这样的不良情况，如果降低(减小)按压的压力，则能够将弯曲的现象抑制为最小限度。但是，如图27所示，在凹凸部51a产生平板状的压销60未抵接到的部位，存在在该部位残存凹凸部51a的问题，由于锂集中于凸部而产生枝晶(树枝状的结晶)，从而有可能发生短路或者充电异常。本专利技术是为了解决所述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在减小按压的力的情况下也能够防止发生短路或充电异常的全固态电池的制造方法。为了解决所述问题，本专利技术的全固态电池的制造方法在正极层与负极层之间配置固体电解质层，在这些正极层和负极层分别配置集电体，其中，具有如下工序：对正极层、负极层以及固体电解质层中的至少一层的粉体层进行成膜而形成粉体成膜层的工序；以及通过由弹性体构成的按压体对所述粉体成膜层的成膜表面进行按压的按压工序。根据该方法，在按压工序中通过由弹性体构成的按压体按压粉体成膜层的成膜表面，因此，即便在粉体成膜层的成膜表面产生凹凸部，降低(减小)按压的压力的情况下，弹性体也能够减少粉体成膜层的成膜表面的凹凸部的阶梯差。其结果是，即使在减小按压工序中的按压的力的情况下，也能够将正极层与负极层之间的固体电解质层的厚度的变动良好地抑制为最小限度，能够防止发生短路或充电时的异常。另外，由于能够减小按压工序中的按压的力，所以也能够将成膜的层的弯曲抑制为最小限度。根据本专利技术，通过由弹性体构成的按压体按压(冲压)所形成的粉体成膜层的成膜表面，由此，即使在电池构成层的成膜表面产生凹凸部，弹性体也能够一边弹性变形一边进行按压动作而使粉体成膜层的成膜表面的凹凸部的阶梯差减少，能够减少粉体成膜层的成膜表面的凹凸部的阶梯差。其结果是，能够将正极层与负极层之间的固体电解质层的厚度的变动良好地抑制为最小限度，即使在减小按压的力的情况下，也能够抑制由于锂集中于凸部产生枝晶(树枝状的结晶)而导致的短路，并能够防止发生充电异常。另外，由于能够减小按压的力，所以能够将所形成的层的弯曲抑制为最小限度，由此，能够防止由于变形而导致所形成的粉体层(正极层、固体电解质层以及负极层)的破裂。附图说明图1是本专利技术的实施的方式的全固态电池的截面图。图2是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示在正极集电体上层叠正极层的粉体材料而形成的状态(正极层形成工序)。图3是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由弹性体构成的按压体按压正极层的上表面之前的状态。图4是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由弹性体构成的按压体按压正极层的上表面之后的状态(正极层按压工序)。图5是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过粘接材料在正极集电体的上表面中的正极层的外周部位固定正极侧绝缘材料8的状态。图6是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示在正极层上层叠成为固体电解质层的粉体材料而形成的状态(固体电解质层形成工序)。图7是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由弹性体构成的按压体按压固体电解质层的上表面之前的状态。图8是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由弹性体构成的按压体按压固体电解质层的上表面之后的状态(固体电解质层按压工序)。图9是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示在固体电解质层上形成负极层的状态(负极层形成工序)。图10是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由弹性体构成的按压体按压负极层的上表面之前的状态。图11是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由弹性体构成的按压体按压负极层的上表面之后的状态(负极层按压工序)。图12是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示在正极侧绝缘材料上的固体电解质层的外周部位经由粘接层固定负极侧绝缘材料的状态。图13是表示全固态电池的制造方法的截面图，简要地表示由粉体材料构成的粉体成膜层(正极层)在按压时沿横向延伸而粉体材料崩塌的状态。图14是表示本专利技术的其他实施方式的全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压正极层的上表面之前的状态。图15是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压正极层的上表面之后的状态(正极层按压工序)。图16是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压固体电解质层的上表面之前的状态。图17是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压固体电解质层的上表面之后的状态(固体电解质层按压工序)。图18是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压负极层的上表面之前的状态。图19是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示通过由设置有表面片材的弹性体构成的按压体按压负极层的上表面之后的状态(负极层按压工序)。图20是表示本专利技术的其他实施方式的全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由被外周材料包围的弹性体构成的按压体按压正极层的上表面之前的状态。图21是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由被外周材料包围的弹性体构成的按压体按压固体电解质层的上表面之前的状态。图22是表示该全固态电池的制造方法的截面图，表示即将通过由被外周材料包围的弹性体构成的按压体按压负极层的上表面之前的状态。图23是以往的全固态电池的截面图。图24是该以往的全固态电池的截面图，表示固体电解质层薄(厚度小)的情况。图25是该以往的全固态电池的截面图，阶段性地表示通过按压体以大的压力按压正极层的状态。图26是该以往的全固态电池的截面图，简要地表示通过按压体以大的压力按压正极层、固体电解质层以及负极层而使其弯曲的状态。图27是该以往的全固态电池的截面图，阶段性地表示通过按压体以小的压力按压正极层的状态。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式的全固态电池的制造方法进行说明。首先，基于图1对全固态电池1的构造进行说明。如图1所示，全固态电池1构成为，在正极层2与负极层3之间配置固体电解质层4，并且在这些正极层2和负极层3的外表面分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固态电池的制造方法，在正极层与负极层之间配置固体电解质层，在这些正极层和负极层分别配置集电体，其特征在于，具有如下工序：对正极层、负极层以及固体电解质层中的至少一层的粉体层进行成膜而形成粉体成膜层的工序；以及通过由弹性体构成的按压体对所述粉体成膜层的成膜表面进行按压的按压工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 JP 2016-2485381.一种全固态电池的制造方法，在正极层与负极层之间配置固体电解质层，在这些正极层和负极层分别配置集电体，其特征在于，具有如下工序：对正极层、负极层以及固体电解质层中的至少一层的粉体层进行成膜而形成粉体成膜层的工序；以及通过由弹性体构成的按压体对所述粉体成膜层的成膜表面进行按压的按压工序。2.根据权利要求1所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，具有将正极层、负极层以及固体电解质层分别形成为由粉体层成膜而成的粉体成膜层，通过由弹性体构成的按压体对各粉体成膜层的成膜表面分别进行按压的按压工序。3.根据权利要求1所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，在由弹性体构成的按压体的与粉体成膜层接触的表面设置拉伸性比弹性体低的表面片材，在所述按压工序中，通过由设置有所述表面片材的弹性体构成的按压体进行按压。4.根据权利要求1所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，设置从外周包围弹性体的外周包围材...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本健儿，
申请(专利权)人：日立造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP