电池及其制造方法、电路基板、电子设备以及电动车辆技术

电池具备：电池元件；外装件，覆盖电池元件的表面；以及中间层，设置于电池元件和外装件之间，包含固体电解质，中间层的厚度大致均匀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池及其制造方法、电路基板、电子设备以及电动车辆
本专利技术涉及电池及其制造方法、电路基板、电子设备以及电动车辆。
技术介绍
近年来，研究了由外装件覆盖表面的全固态电池。例如在专利文献1记载了由正极层、负极层和固体电解质层构成的蓄电基体被保护层覆盖的固体电池。此外，在同一文献中记载了如下内容：在蓄电基体的最上层和最下层设置有固体电解质层，使该固体电解质层的中央部的厚度比端部的厚度薄。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-001601号公报
技术实现思路
但是，在具有如上所述的构成的全固态电池中，由于扩散现象而异物从外装件混入蓄电基体，由此具有充放电效率降低且内部电阻(DC-IR)增加的可能性。本专利技术的目的在于提供能够抑制充放电效率降低和内部电阻增加的电池及其制造方法、具备该电池的电路基板、电子设备以及电动车辆。为了解决上述课题，第一专利技术是一种电池，其具备：电池元件；外装件，覆盖电池元件的表面；以及中间层，设置于电池元件和外装件之间，包含固体电解质，中间层的厚度大致均匀。在上述构成的电池中，能够抑制由扩散现象引起的异物从外装件混入电池元件，因此能够抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加。能够抑制充放电效率的降低的理由推测如下。即，可以认为是因为抑制了来自外装件的异物、异物与电极材料反应而生成的物质等在充放电时发生不可逆反应。此外，关于能够抑制内部电阻的增加的理由，可以认为是因为抑制了来自外装件的异物与活性物质层内的固体电解质反应而活性物质层内的电阻上升。第二专利技术是一种电池，其具备：电池元件；外装件，覆盖电池元件的表面；以及中间层，设置于电池元件和外装件之间，包含固体电解质，中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，中间层的平均厚度为0.3μm以上，包含于电池元件的活性物质层中最接近中间层的活性物质层的平均厚度T1与中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为5％以上。在上述构成的电池中，能够抑制由扩散现象引起的异物从外装件混入电池元件，因此能够抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加。第三专利技术是一种电池，其具备：电池元件；外装件，覆盖电池元件的表面；以及中间层，设置于电池元件和外装件之间，包含固体电解质，中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，中间层的平均厚度为0.5μm以上，包含于电池元件的活性物质层中最接近中间层的活性物质层的平均厚度T1与中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为2.5％以上。在上述构成的电池中，能够抑制由扩散现象引起的异物从外装件混入电池元件，因此能够抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加。第四专利技术是一种电池，其具备：电池元件；外装件，覆盖电池元件的表面；以及中间层，设置于电池元件和外装件之间，包含固体电解质，中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，包含于电池元件的活性物质层中最接近中间层的活性物质层的平均厚度T1与中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为5％以上、或中间层的平均厚度为0.5μm以上。在上述构成的电池中，能够抑制由扩散现象引起的异物从外装件混入电池元件，因此能够抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加。在第一至第四专利技术中，为了进一步抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加，中间层的锂离子电导率优选为1×10-7S/cm以上。在第一至第四专利技术中，为了进一步抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加，比率((T2/T1)×100)优选为10％以上。在第一至第四专利技术中，为了进一步抑制充放电效率的降低和内部电阻的增加，中间层的平均厚度优选为1μm以上。此外，中间层优选具有保护层的功能。根据上述构成，能够抑制异物从外装件侧混入电池元件。在第一至第四专利技术中，外装件优选包含陶瓷。通过外装件包含陶瓷，能够抑制在外装件表面上的副反应，能够维持并提高充放电容量。这可以认为是由于以下的理由。可以看出，如果对外装件由电解质单体(不包含陶瓷)构成的单元电池进行充放电，则在外装件的表面发生某种副反应而变色，并且在充放电时产生损失。如果包含陶瓷，则外装件的表面上的变色消失，充放电时的损失也消失、减轻。即，维持并提高了充放电容量。在第一至第四专利技术中，本专利技术的电池也可以还具备覆盖电池元件和外装件的至少一部分的最外装件。最外装件优选含有选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、氧化硅和氮化硅中的至少一种。在第一至第四专利技术中，优选的是，电池元件具备第一电极层、第二电极层和固体电解质层，第一电极层和第二电极层层叠成将固体电解质层夹在中间。另外，同极的电极层可以位于电池元件的层叠方向(厚度方向)的两端，也可以设置有不同的极的电极层。在第一至第四专利技术中，优选的是，电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有第一电极层和第二电极层层叠成将固体电解质层夹在中间的构成，在电池元件的层叠方向的两端设置有第二电极层，第二电极层由活性物质层构成，设置于两端以外的第二电极层的平均厚度t1与设置于两端的第二电极层的平均厚度t2满足t1×(1/3)≤t2≤t1×(2/3)的关系。在第一至第四专利技术中，优选的是，电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有第一电极层和第二电极层层叠成将固体电解质层夹在中间的构成，在电池元件的层叠方向的两端设置有第一电极层，设置于两端的第一电极层具备集电层和活性物质层。根据上述各构成，能够在设置于电池元件的层叠方向的两端的第二电极层(或第一电极层)和与该电极层相对设置的第一电极层(或第二电极层)之间，抑制在充电中锂析出或不可逆的锂的不足。因此，能够提高初始容量或充放电效率。在第一至第四专利技术中，优选的是，电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有第一电极层和第二电极层层叠成将固体电解质层夹在中间的构成，在电池元件的层叠方向的一端设置有第一电极层，并且在电池元件的层叠方向的另一端设置有第二电极层，设置于一端的第一电极层具备集电层和活性物质层，设置于另一端的第二电极层由活性物质层构成，设置于另一端以外的第二电极层的平均厚度t1与设置于另一端的第二电极层的平均厚度t2满足t1×(1/3)≤t2≤t1×(2/3)的关系。在第一至第四专利技术中，优选的是，电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有第一电极层和第二电极层层叠成将固体电解质层夹在中间的构成，在电池元件的层叠方向的一端设置有第一电极层，并且在电池元件的层叠方向的另一端设置有第二电极层，设置于一端的第一电极层具备第一集电层和第一活性物质层，设置于另一端的第二电极层具备第二集电层和第二活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，具备：/n电池元件；/n外装件，覆盖所述电池元件的表面；以及/n中间层，设置于所述电池元件和所述外装件之间，包含固体电解质，/n所述中间层的厚度大致均匀。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 JP 2018-0465311.一种电池，具备：
电池元件；
外装件，覆盖所述电池元件的表面；以及
中间层，设置于所述电池元件和所述外装件之间，包含固体电解质，
所述中间层的厚度大致均匀。


2.一种电池，具备：
电池元件；
外装件，覆盖所述电池元件的表面；以及
中间层，设置于所述电池元件和所述外装件之间，包含固体电解质，
所述中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，
所述中间层的平均厚度为0.3μm以上，
包含于所述电池元件的活性物质层中最接近所述中间层的活性物质层的平均厚度T1与所述中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为5％以上。


3.一种电池，具备：
电池元件；
外装件，覆盖所述电池元件的表面；以及
中间层，设置于所述电池元件和所述外装件之间，包含固体电解质，
所述中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，
所述中间层的平均厚度为0.5μm以上，
包含于所述电池元件的活性物质层中的最接近所述中间层的活性物质层的平均厚度T1与所述中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为2.5％以上。


4.一种电池，具备：
电池元件；
外装件，覆盖所述电池元件的表面；以及
中间层，设置于所述电池元件和所述外装件之间，包含固体电解质，
所述中间层的锂离子电导率为1×10-8S/cm以上，
包含于所述电池元件的活性物质层中最接近所述中间层的活性物质层的平均厚度T1与所述中间层的平均厚度T2的比率((T2/T1)×100)为5％以上、或所述中间层的平均厚度为0.5μm以上。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池，其中，
所述中间层的锂离子电导率为1×10-7S/cm以上。


6.根据权利要求2至4中的任一项所述的电池，其中，
所述比率((T2/T1)×100)为10％以上。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电池，其中，
所述中间层的平均厚度为1μm以上。


8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电池，其中，
所述外装件包含陶瓷。


9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电池，其中，
还具备覆盖所述电池元件和所述外装件的至少一部分的最外装件，
所述最外装件含有选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、氧化硅和氮化硅中的至少一种。


10.根据权利要求1至9中的任一项所述的电池，其中，
所述电池元件具备第一电极层、第二电极层和固体电解质层，所述第一电极层和所述第二电极层层叠成将所述固体电解质层夹在中间。


11.根据权利要求1至9中的任一项所述的电池，其中，
所述电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有所述第一电极层和所述第二电极层层叠成将所述固体电解质层夹在中间的构成，
在所述电池元件的层叠方向的两端设置有所述第二电极层，
所述第二电极层由活性物质层构成，
设置于所述两端以外的所述第二电极层的平均厚度t1与设置于所述两端的所述第二电极层的平均厚度t2满足t1×(1/3)≤t2≤t1×(2/3)的关系。


12.根据权利要求1至9中的任一项所述的电池，其中，
所述电池元件具备多个第一电极层、多个第二电极层和多个固体电解质层，具有所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛护，中野广一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP