固体电池的单元结构、和固体电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够在电池壳体内均匀地保持固体电池单元的固体电池的单元构造和固体电池的制造方法。在制造固体电池的罐单元的过程中，在将固体电池单元插入电池壳体之后、且在焊接罐盖之前将缓冲材料配置于电池壳体内，然后加盖来封闭壳体。在封闭时，利用卡合构件将固体电池单元与端子紧固，以使气密性提高。

Unit structure and manufacturing method of solid battery

【技术实现步骤摘要】
固体电池的单元结构、和固体电池的制造方法
本专利技术涉及一种固体电池的单元构造、和固体电池的制造方法。更详细而言，涉及一种能够在电池壳体内均匀地保持固体电池单元的固体电池的单元构造、和固体电池的制造方法。
技术介绍
以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。锂离子二次电池具有在正极与负极之间存在隔膜、填充有液体电解质(电解液)的结构。锂离子二次电池的电解液通常是可燃性的有机溶剂，因此尤其是存在针对热的安全性成为问题的情况。因此，提出了一种使用无机系的固体电解质代替有机系的液体电解质的固体电池(参照专利文献1)。固体二次电池在正极和负极之间包括固体的电解质层以作为电解质层，将正极、固体电解质、负极的构成多次层叠而构成一个电池单元。利用固体电解质的固体电池与使用电解液的电池相比，能够解决热的问题，并且通过层叠能够实现高容量化和/或高电压化，进而也能够应对紧密化的要求。此处，以往的填充有液体电解质(电解液)的液体系锂离子二次电池是利用如下方法来制造：为了确保气密性，先将电极体与罐盖连接，将电极体插入电池壳体，并将盖部分焊接于壳体来封闭电池壳体后，从注液口注入电解液，然后进行老化(aging)。而且，由于使电解液含浸于电极体的空间内，进而，电极体自身因老化而膨胀，所以电极与电池壳体之间所存在的间隙(clearance)被填埋，成为在电池壳体内保持电极的结构。另一方面，在固体电池的情况下，因使固体电解质与电极层叠一体化来构筑成为固体电池单元的电极层叠体，所以不使用电解液。因此，即使通过封闭电池壳体后的老化，固体电池单元也几乎不膨胀，存在于固体电池单元与电池壳体之间的插入间隙成为原样残留的状态。其结果，成为在电池壳体内固体电池单元未得到保持的构造，产生了在振动时破裂等耐久性方面的问题。另外，因无法对电池施加必要的载荷，故成为输出功率下降的原因。相对于此，考虑在组装电池壳体后，从电解液用注入口将缓冲材料注入至固体电池单元与电池壳体之间的间隙的技术。然而，在该方法中，预想到缓冲材料不均匀地配置于电池壳体内，从而难以在壳体内均匀地保持固体电池单元的情况。另外，在使用硬化树脂等作为缓冲材料的情况下，有硬化时的应力施加于固体电池单元而产生破裂的担忧。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2000-106154号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术是鉴于所述
技术介绍
而完成的，其目的在于提供一种能够在电池壳体内均匀地保持固体电池单元的固体电池的单元构造、和固体电池的制造方法。[解决问题的技术手段]本专利技术者等人为了解决所述课题进行了努力研究。而且注意到，在制造固体电池的罐单元的过程中，如果在将固体电池单元插入电池壳体之后、且在焊接罐盖之前将缓冲材料配置于电池壳体内，然后加盖来封闭壳体，则能够将缓冲材料均匀地配置于电池壳体内，其结果，可形成固体电池单元在电池壳体内均匀地得到保持的固体电池。然而，当在插入缓冲材料后加盖来加工罐单元时，在所获得的罐单元的气密性方面会产生问题。因此，本专利技术者等人对在封闭电池壳体后，能够在气密性高的状态下连接固体电池单元与端子的方法进行了努力研究。而且发现，通过利用卡合构件将固体电池单元与端子紧固，能够解决所述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术是一种固体电池的单元结构，所述固体电池包括正极端子和负极端子，所述固体电池的单元结构包括：固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，所述电池壳体包括盖体以及收纳体，所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的正极端子卡合构件的下端部；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的负极端子卡合构件的下端部，所述盖体包括：正极端子卡合构件的上端部，与所述正极端子卡合构件的下端部连接，以及负极端子卡合构件的上端部，与所述负极端子卡合构件的下端部连接，通过将收纳有所述固体电池单元的所述收纳体与所述盖体接合，所述正极端子卡合构件的下端部与所述正极端子卡合构件的上端部接合，形成正极端子卡合构件，并且所述负极端子卡合构件的下端部与所述负极端子卡合构件的上端部接合，形成负极端子卡合构件，所述正极端子与所述正极端子卡合构件卡合，所述负极端子与所述负极端子卡合构件卡合。可对所述正极端子卡合构件的下端部的与所述正极端子卡合构件的上端部的接合面、和所述负极端子卡合构件的下端部的与所述负极端子卡合构件的上端部的接合面施以表面处理。可对所述正极端子卡合构件的上端部的与所述正极端子卡合构件的下端部的接合面、和所述负极端子卡合构件的上端部的与所述负极端子卡合构件的下端部的接合面施以表面处理。所述表面处理可为选自由镀敷、铬酸盐处理、和喷射加工所组成的群组中的至少一种。所述盖体中的所述正极端子卡合构件的上端部和/或所述负极端子卡合构件的上端部可被密封垫密封。所述密封垫可为树脂制或玻璃制。所述正极端子卡合构件可为螺母，所述正极端子可为螺栓。所述负极端子卡合构件可为螺母，所述负极端子可为螺栓。所述固体电池单元可包括用于固定所述正极集电零件与所述负极集电零件的集电零件固定零件。另一本专利技术是一种固体电池的单元结构，所述固体电池包括正极端子和负极端子，所述固体电池的单元结构包括：固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，所述电池壳体包括盖体以及收纳体，所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的所述正极端子；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的所述负极端子，所述盖体包括供所述正极端子贯通的正极端子贯通孔、以及供所述负极端子贯通的负极端子贯通孔，收纳有所述固体电池单元的所述收纳体与所述盖体以所述正极端子贯通所述正极端子贯通孔、且所述负极端子贯通所述负极端子贯通孔的方式接合，所述正极端子贯通孔和所述负极端子贯通孔分别被密封垫密封。所述密封垫可为树脂制。所述正极端子可为螺栓，且夹着所述密封垫而从所述盖体的外侧卡合有螺母。所述负极端子可为螺栓，且夹着所述密封垫而从所述盖体的外侧卡合有螺母。所述正极端子和/或负极端子可为铆钉。再一本专利技术是一种固体电池的制造方法，所述固体电池包括正极端子和负极端子，其中，所述固体电池包括：固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，所述电池壳体包括盖体以及收纳体，所述固体电池的制造方法包括：固体电池单元收纳工序，将所述固体电池单元收纳于所述电池壳体的所述收纳体中；缓冲材料配置工序，将缓冲材料配置于所述固体电池单元与所述电池壳体的所述收纳体之间的空隙；以及电池壳体接合工序，将所述收纳体与所述盖体接合。在所述固体电池的制造方法中，可为所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的正极端子卡合构件的下端部；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的负极端子卡合构件的下端部，所述盖体包括：正极端子卡合构件的上端部，与所述正极端子卡合构件的下端部连接；以及负极端子卡合构件的上端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电池的单元结构，所述固体电池包括正极端子和负极端子，所述固体电池的单元结构包括：/n固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，/n所述电池壳体包括盖体以及收纳体，/n所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的正极端子卡合构件的下端部；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的负极端子卡合构件的下端部，/n所述盖体包括：正极端子卡合构件的上端部，与所述正极端子卡合构件的下端部连接，以及负极端子卡合构件的上端部，与所述负极端子卡合构件的下端部连接，/n通过将收纳有所述固体电池单元的所述收纳体与所述盖体接合，所述正极端子卡合构件的下端部与所述正极端子卡合构件的上端部接合，形成正极端子卡合构件，并且所述负极端子卡合构件的下端部与所述负极端子卡合构件的上端部接合，形成负极端子卡合构件，/n所述正极端子与所述正极端子卡合构件卡合，所述负极端子与所述负极端子卡合构件卡合。/n

【技术特征摘要】
20181225 JP 2018-2413691.一种固体电池的单元结构，所述固体电池包括正极端子和负极端子，所述固体电池的单元结构包括：
固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，
所述电池壳体包括盖体以及收纳体，
所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的正极端子卡合构件的下端部；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的负极端子卡合构件的下端部，
所述盖体包括：正极端子卡合构件的上端部，与所述正极端子卡合构件的下端部连接，以及负极端子卡合构件的上端部，与所述负极端子卡合构件的下端部连接，
通过将收纳有所述固体电池单元的所述收纳体与所述盖体接合，所述正极端子卡合构件的下端部与所述正极端子卡合构件的上端部接合，形成正极端子卡合构件，并且所述负极端子卡合构件的下端部与所述负极端子卡合构件的上端部接合，形成负极端子卡合构件，
所述正极端子与所述正极端子卡合构件卡合，所述负极端子与所述负极端子卡合构件卡合。


2.根据权利要求1所述的固体电池的单元结构，其中，对所述正极端子卡合构件的下端部的与所述正极端子卡合构件的上端部的接合面、和所述负极端子卡合构件的下端部的与所述负极端子卡合构件的上端部的接合面施以表面处理。


3.根据权利要求1或2所述的固体电池的单元结构，其中，对所述正极端子卡合构件的上端部的与所述正极端子卡合构件的下端部的接合面、和所述负极端子卡合构件的上端部的与所述负极端子卡合构件的下端部的接合面施以表面处理。


4.根据权利要求2或3所述的固体电池的单元结构，其中，所述表面处理是选自由镀敷、铬酸盐处理、和喷射加工所组成的群组中的至少一种。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体电池的单元结构，其中，所述盖体中的所述正极端子卡合构件的上端部和/或所述负极端子卡合构件的上端部被密封垫密封。


6.根据权利要求5所述的固体电池的单元结构，其中，所述密封垫为树脂制或玻璃制。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体电池的单元结构，其中，所述正极端子卡合构件为螺母，所述正极端子为螺栓。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的固体电池的单元结构，其中，所述负极端子卡合构件为螺母，所述负极端子为螺栓。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的固体电池的单元结构，其中，所述固体电池单元包括用于固定所述正极集电零件与所述负极集电零件的集电零件固定零件。


10.一种固体电池的单元结构，所述固体电池包括正极端子和负极端子，所述固体电池的单元结构包括：
固体电池单元；以及电池壳体，收纳所述固体电池单元，
所述电池壳体包括盖体以及收纳体，
所述固体电池单元包括：正极集电零件，包括与正极集电体接片连接的所述正极端子；以及负极集电零件，包括与负极集电体接片连接的所述负极端子，
所述盖体包括供所述正极端子贯通的正极端子贯通孔、以及供所述负极端子贯通的负极端子贯通孔，
收纳有所述固体电池单元的所述收纳体与所述盖体以所述正极端子贯通所述正极端子贯通孔、且所述负极端子贯通所述负极端子贯通孔的方式接合，
所述正极端子贯通孔和所述负极端子贯通孔分别被密封垫密封。


11.根据权利要求10所述的固体电池的单元结构，其中，所述密封垫为树脂制。


12.根据权利要求10或11所述的固体电池的单元结构，其中，所述正极端子为螺栓，且夹着所述密封垫而从所述盖体的外侧卡合有螺母。


13.根据权利要求10至12中任一项所述的固体电池的单元结构，其中，所述负极端子为螺栓，且夹着所述密封垫而从所述盖体的外侧卡合有螺母。


14.根据权利要求10或11所述的固体电池的单元结构，其中，所述正极端子和/或负极端子为铆钉。


15.一种固体电池的制造方法，所述固体电池包括正极端子和负极端子，其中，
所述固体电池包括：固体电池单...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷内拓哉，大田正弘，朝日由里子，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP