硬币型全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，提供一种集电结构，其能够维持硬币型全固体电池中的加压约束状态，并且能够可靠地集电。为了解决上述问题，提供一种硬币型全固体电池，具备：固体电解质层；一对第一电极集电体，配置在该固体电解质层的两侧，由金属多孔体构成；一对第二电极集电体，分别配置在一对第一电极集电体的外侧，由金属多孔体构成；以及，一对盖构件，分别配置在一对第二电极集电体的外侧；其中，一对第一电极集电体的结构为，在与固体电解质层相接的一面上，形成有金属多孔体的孔内填充有电极复合材料的复合材料填充区域，在一对第一电极集电体的另一面上，存在未填充电极复合材料的复合材料未填充区域，第一电极集电体的复合材料未填充区域与第二电极集电体被加压接合。材料未填充区域与第二电极集电体被加压接合。材料未填充区域与第二电极集电体被加压接合。

Coin type all solid state battery and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
硬币型全固体电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种硬币型全固体电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]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。在电解质为固体的固体电池的情况下，具有在正极与负极之间存在固体电解质的电池单体结构。
[0003]在固体电池的情况下，从维持锂离子等的离子传导性的观点出发，含有正极活性物质或负极活性物质的电极复合材料与固体电解质要求充分的密接性。如果由于充放电时反复膨胀和收缩而使密接性松弛，则离子传导性降低。因此，电极复合材料和固体电解质需要利用压力机等在加压状态下加以约束。
[0004]在硬币型全固体电池的情况下，利用成为集电极的上下的金属性的盖构件和支承构件来夹持电极层叠体，借由从上下的盖构件侧和支承构件侧加压而层叠一体化，来构成硬币形状的全固体电池。因此，难以在维持上述的加压约束状态的情况下高效地进行集电。
[0005]关于这一点，例如在下述专利文献1中公开了一种硬币型全固体电池，在电极层叠体的上下设置由多孔质金属构成的导电层，提高了导电层与电极层叠体的密接性。
[0006][先行技术文献][0007](专利文献)
[0008]专利文献1：日本特开2005
‑
056827号公报

技术实现思路

[0009][专利技术所要解决的问题][0010]然而，在专利文献1中，多孔金属和电极层叠体之间的接合也不充分，需要更可靠且简单的集电结构。
[0011]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种集电结构，能够维持硬币型全固体电池中的加压约束状态，并且能够可靠地集电。
[0012][解决问题的技术手段][0013]本专利技术人发现，在电极层叠体侧和盖构件侧(支承构件侧)的接合面的两方配置金属多孔体的集电体，并以使其彼此相对向的方式加压接合从而一体化，由此，能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供以下内容。
[0014](1)一种硬币型全固体电池，具备：
[0015]固体电解质层；
[0016]正极和负极的第一电极集电体，配置在前述固体电解质层的两侧，由金属多孔体构成；
[0017]正极和负极的第二电极集电体，分别配置在前述第一电极集电体的外侧，由金属多孔体构成；以及，
[0018]能够集电的盖构件和支承构件，分别配置在正极和负极的前述第二电极集电体的
外侧；其中，
[0019]前述第一电极集电体在与前述固体电解质层相接的一面上，形成有前述金属多孔体的孔内填充有电极复合材料的复合材料填充区域，
[0020]在前述第一电极集电体的另一面上，存在未填充前述电极复合材料的复合材料未填充区域，
[0021]前述第一电极集电体的前述复合材料未填充区域与前述第二电极集电体被加压接合。
[0022]根据(1)的专利技术，利用加压接合，使均由金属多孔体构成的第一电极集电体的复合材料未填充区域和第二电极集电体互相缠结而被压缩接合。此外，由于第一电极集电体的复合材料未填充区域的表面凹凸与第二电极集电体的表面凹凸的锚固效应，接合稳定。因此，即使在充放电时反复膨胀和收缩的情况下，也可以发挥由金属多孔体的弹性带来的追随效果，可以抑制集电效果降低。
[0023](2)根据(1)所述的硬币型全固体电池，其中，前述第二电极集电体与前述盖构件、以及前述第二电极集电体与前述支承构件以超声波或焊接接合。
[0024]根据(2)的专利技术，由于能够将第二电极集电体牢固地接合于盖构件和支承构件的内侧，因此能够进一步抑制集电效果降低。
[0025](3)根据(1)或(2)所述的硬币型全固体电池，其中，在前述加压接合的前述第一电极集电体的前述复合材料未填充区域与前述第二电极集电体的接合面上，分别形成有相互卡合的卡合凹部和卡合凸部。
[0026]根据(3)的专利技术，借由在接合面进行凹凸卡合，定位变得容易，此外，能够防止接合面偏移。
[0027](4)一种硬币型全固体电池的制造方法，包括：
[0028]第一步骤，对一个金属多孔体的一面，向孔内填充电极复合材料而形成复合材料填充区域，并且在另一面形成未填充前述电极复合材料的复合材料未填充区域，得到正极和负极的第一电极集电体；
[0029]第二步骤，在固体电解质层的两侧，以前述复合材料填充区域相对向的方式分别接合正极和负极的前述第一电极集电体，得到电极层叠体；
[0030]第三步骤，对由另一个金属多孔体构成的第二电极集电体的一面，接合盖构件和支承构件，得到正极和负极的集电体；以及，
[0031]第四步骤，使前述第二步骤后的前述第一电极集电体的前述复合材料未填充区域与前述第三步骤后的前述第二电极集电体的另一面相对向，从前述盖构件侧和支承构件侧中的至少一侧加压接合而一体化。
[0032]根据(4)的制造方法的专利技术，能够利用加压接合进行一体化，不需要其他的焊接等接合手段，从而能够简易地进行硬币型全固体电池的制造，能够提高生产性。
[0033](5)根据(4)所述的硬币型全固体电池的制造方法，其中，在前述第一步骤中的前述复合材料未填充区域的表面和前述第三步骤中的前述第二电极集电体的另一面，分别形成相互卡合的卡合凹部和卡合凸部，
[0034]在前述第四步骤中，在前述卡合凹部和前述卡合凸部卡合的状态下，进行前述加压接合。
[0035]根据(5)的专利技术，借由在接合面进行凹凸卡合，能够防止接合面偏移。
附图说明
[0036]图1是绘示本专利技术的硬币型全固体电池的一实施方式的剖面示意图。
[0037]图2是绘示图1的加压接合前的分解图。
[0038]图3是绘示图2的变形例的分解图。
具体实施方式
[0039]下面，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。另外，在以下的实施方式中，以固体的锂离子电池为例进行说明，但本专利技术也可以适用于锂离子电池以外的电池。
[0040][第一实施方式][0041]＜硬币型全固体电池的整体结构＞
[0042]如图1所示，本实施方式的图1的硬币型全固体电池100整体形成俯视为圆形的面状体。构成为在兼作外装容器和集电极的盖构件60、支承构件70之间配置有电极层叠体50。盖构件60和支承构件70利用加压接合后的填隙步骤而相互形成凹形状，相互嵌合而一体化，在其间隙配置有绝缘体80。在该状态下，盖构件60、支承构件70分别构成电池的正负极的外部电极。
[0043]电极层叠体50依次层叠配置有形成正极的第一电极集电体10、固体电解质层30、和形成负极的第一电极集电体20。正极的第一电极集电体10整体由金属多孔体构成，在金属多孔体的与固体电解质层30的接合面上，形成有填充正极复合材料而成为正极复合材料层的复合材料填充区域11，并且与接合面相反侧的面构成仅由金属多孔体构成的复合材料未填充区域12。同样地，负极的第一电极集电体10整体由金属多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬币型全固体电池，具备：固体电解质层；正极和负极的第一电极集电体，配置在前述固体电解质层的两侧，由金属多孔体构成；正极和负极的第二电极集电体，分别配置在前述第一电极集电体的外侧，由金属多孔体构成；以及，能够集电的盖构件和支承构件，分别配置在正极和负极的前述第二电极集电体的外侧；其中，前述第一电极集电体在与前述固体电解质层相接的一面上，形成有前述金属多孔体的孔内填充有电极复合材料的复合材料填充区域，在前述第一电极集电体的另一面上，存在未填充前述电极复合材料的复合材料未填充区域，前述第一电极集电体的前述复合材料未填充区域与前述第二电极集电体被加压接合。2.根据权利要求1所述的硬币型全固体电池，其中，前述第二电极集电体与前述盖构件、以及前述第二电极集电体与前述支承构件以超声波或焊接接合。3.根据权利要求1所述的硬币型全固体电池，其中，在前述加压接合的前述第一电极集电体的前述复合材料未填充区域与前述第二电极集电体的接合面上，分别形成有相互卡合的卡合凹部和卡合凸部。4.一种硬币型全...

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