圆筒形固体电池及其制造方法技术

本发明专利技术所要解决的问题在于，即使在具备卷绕组的圆筒形固体电池中，仍提高固体电解质层与电极的密合性，防止离子传导性的降低。为了解决上述问题，提供一种圆筒形固体电池，具备卷绕组，所述卷绕组卷绕有片状的电极层叠体，所述片状的电极层叠体隔着固体电解质层层叠有正极和负极，其中，片状的外包装材料接合或延伸到前述电极层叠体的外周端，前述外包装材料从前述电极层叠体连续地卷绕而端部被固定，由此构成前述圆筒形固体电池的最外周。由此构成前述圆筒形固体电池的最外周。由此构成前述圆筒形固体电池的最外周。

Cylindrical solid battery and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
圆筒形固体电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种卷绕型的圆筒形固体电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]卷绕型的圆筒形固体电池具备卷绕片状的电极层叠体而成的卷绕组，所述片状的电极层叠体隔着固体电解质层层叠有正极和负极，该卷绕型的圆筒形固体电池是在筒状的卷绕组的上下以盖材对分别从正负极延伸的集电体进行集电的结构。
[0003]锂离子电池等全固体电池隔着固体电解质层层叠有正极和负极，隔着固体电解质层进行锂离子等的离子传导。因此，如果固体电解质层与两电极间的密合性降低，则会导致离子传导性的降低，因此，在由单电池构成模块时，需要进行约束并施加压力来维持密合性。
[0004]但是，现有的卷绕型的圆筒形固体电池由于采用将卷绕组插入外包装罐等外包装容器内的结构，所以会在卷绕组与外包装罐之间产生间隙。因此，难以施加压力来进行约束。对此，公开了使卷绕组与外包装罐密合的技术(参照专利文献1)，但仍然使用外包装容器，而要求更简易地进行约束来维持压力。
[0005][先行技术文献][0006](专利文献)
[0007]专利文献1：日本特开2014
‑
082105号公报

技术实现思路

[0008][专利技术所要解决的问题][0009]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，以简易的结构提供下述手段：即使在具备卷绕组的圆筒形固体电池中，仍提高固体电解质层与电极的密合性，防止离子传导性降低。
[0010][解决问题的技术手段][0011]本专利技术人发现，将片状的外包装材料接合或延伸到卷绕组的电极层叠体的外周端而预先一体化，并在施加张力的同时卷绕该外包装材料，借此，能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供以下内容。
[0012](1)一种圆筒形固体电池，具备卷绕组，所述卷绕组卷绕有片状的电极层叠体，所述片状的电极层叠体隔着固体电解质层层叠有正极和负极，其中，
[0013]片状的外包装材料接合或延伸到前述电极层叠体的外周端，
[0014]前述外包装材料从前述电极层叠体连续地卷绕而端部被固定，由此构成前述圆筒形固体电池的最外周。
[0015]根据(1)的专利技术，借由接合或延伸而预先将电极层叠体的外周端与片状的外包装材料一体化，并在对该外包装材料施加张力的同时进行卷绕，由此，可以维持固体电解质层与两个电极间的约束状态。而且，由于外包装材料会直接成为外包装容器，因此不需要外包
装容器并且不需要将卷绕组插入容器内，从而成为简易的结构。
[0016](2)根据(1)所述的圆筒形固体电池，其中，前述负极由电极集电体和电极复合材料构成，所述电极集电体由金属多孔体构成，所述电极复合材料填充在前述金属多孔体的孔内。
[0017]根据(2)的专利技术，即使在负极使用石墨等易膨胀的活性物质的情况下，仍可以利用金属多孔体的立体三维网状结构有效地吸收膨胀。
[0018](3)根据(2)所述的圆筒形固体电池，其中，前述负极的电极复合材料含有膨胀剂。
[0019]根据(3)的专利技术，通过利用负极的膨胀，不仅可以得到来自卷绕组的外部的推压效果，还可以得到来自卷绕组的内部的推压效果。
[0020](4)根据(1)～(3)中的任一项所述的圆筒形固体电池，其中，前述外包装材料为从前述电极层叠体延伸出的集电体。
[0021]根据(4)的专利技术，例如通过使负极的集电体为不锈钢，并将其直接以不形成电极复合材料的方式直接伸出，从而可以作为不锈钢的外包装材料。
[0022](5)根据(1)～(4)中的任一项所述的圆筒形固体电池，其中，前述外包装材料的圆筒高度方向的宽度比前述电极层叠体的宽度窄，并且比前述电极层叠体的电极复合材料层的宽度宽，至少一个电极集电体的一部分从前述外包装材料的宽度方向端部伸出。
[0023]根据(5)的专利技术，与连接于外部端子的盖部件的接合性提高，还能够进一步实现制造步骤的缩短。
[0024](6)一种圆筒形固体电池的制造方法，所述圆筒形固体电池具备卷绕组，所述卷绕组卷绕有片状的电极层叠体，所述片状的电极层叠体隔着固体电解质层层叠有正极和负极，并且，所述制造方法具备：
[0025]第一步骤，使片状的外包装材料接合或延伸到前述电极层叠体的外周端；以及，
[0026]第二步骤，以规定的张力卷绕前述电极层叠体和外包装材料来固定端部，从而形成前述圆筒形固体电池的最外周。
[0027]根据(6)的专利技术，能够得到与(1)同样的效果。另外，通过以规定的张力卷绕固定，成为所谓的卷紧状态，因此，在电极层叠体的层间能够维持充分的压力。
[0028](7)根据(6)所述的圆筒形固体电池的制造方法，其中，在前述第二步骤中，一边从前述卷绕组的外部挤压一边进行卷绕。
[0029]根据(7)的专利技术，也从外部也用辊压机等进行挤压，藉此能够进一步在电极层叠体的层间维持充分的压力。
[0030](8)根据(6)或(7)所述的圆筒形固体电池的制造方法，其中，在前述第二步骤中，借由调整前述外包装材料的卷绕长度，使圆筒形固体电池的外径大致恒定。
[0031]根据(8)的专利技术，即使在电极层叠体的层结构、层厚度等发生变化的情况下，也能够使圆筒型固体电池的外径大致相同。
附图说明
[0032]图1是绘示本专利技术的圆筒形固体电池的一实施方式的概略透视图。
[0033]图2是绘示电极集电体的层结构的一实施方式的截面图。
[0034]图3是绘示在第一步骤中，通过辊压机形成图2的电极集电体的状态的概略透视
图。
[0035]图4是绘示在第二步骤中，接合卷绕组和外包装材料的一例的侧视图。
[0036]图5是绘示在第二步骤中，接合卷绕组和外包装材料的另一例的侧视图。
[0037]图6是绘示在第二步骤中，从卷绕组的外侧通过辊压机进行挤压的状态的侧视图。
[0038]图7是绘示卷绕组的变形例的概略透视图。
具体实施方式
[0039]以下，参照附图对本专利技术的一实施方式进行说明。本专利技术的内容不限于以下的实施方式的记载。需要说明的是，在以下的实施方式中，以固体电池的锂离子电池为例进行说明，但也能够应用于锂离子电池以外的固体电池。
[0040]＜圆筒型固体电池的整体结构＞
[0041]如图1所示，本实施方式的图1的圆筒型固体电池100是卷绕型的锂离子二次电池，由圆筒形的卷绕组110、分别与卷绕组110的上表面和底面电接合的负极盖部件140、及正极盖部件150构成。卷绕组110由缠绕在未图示的芯材上并卷绕的片状的电极层叠体120、和从电极层叠体120外周端连续地缠绕并卷绕的外包装材料130构成。
[0042]＜电极层叠体的结构＞
[0043]如图2所示，该实施方式的电极层叠体120是构成正极/固体电解质层/负极/固体电解质层/正极的基本结构的对电极。在各个电极上形成有集电体，在该实施方式中，是正极集电体122/正极复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆筒形固体电池，具备卷绕组，所述卷绕组卷绕有片状的电极层叠体，所述片状的电极层叠体隔着固体电解质层层叠有正极和负极，其中，片状的外包装材料接合或延伸到前述电极层叠体的外周端，前述外包装材料从前述电极层叠体连续地卷绕而端部被固定，由此构成前述圆筒形固体电池的最外周。2.根据权利要求1所述的圆筒形固体电池，其中，前述负极由电极集电体和电极复合材料构成，所述电极集电体由金属多孔体构成，所述电极复合材料填充在前述金属多孔体的孔内。3.根据权利要求2所述的圆筒形固体电池，其中，前述负极的电极复合材料含有膨胀剂。4.根据权利要求1所述的圆筒形固体电池，其中，前述外包装材料是从前述电极层叠体延伸出的集电体。5.根据权利要求1所述的圆筒形固体电池，其中，前述外包装材料的圆筒高度方向的宽度比前述电极层叠体的宽度窄，并且比...

【专利技术属性】
技术研发人员：有贺稔之，谷内拓哉，大田正弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：