全固态电池制造技术

在具有负极集电箔、固体电解质层、正极层的全固态电池中，在所述负极集电箔连接有具有与所述固体电解质层的周缘的形状相仿而环绕的框形状的绝缘性的第1弹性体，所述第1弹性体与所述固体电解质层的主面、或所述固体电解质层的侧面连接，从而形成有由所述固体电解质层、所述负极集电箔、以及所述第1弹性体围成的内部空间，所述固体电解质层以在俯视时其外轮廓在内侧包含所述正极层的外轮廓的方式配置，在全固态电池处于完全放电状态的情况下，所述内部空间由具有导电性和/或锂离子传导性的负极层充满。极层充满。极层充满。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固态电池


[0001]本专利技术涉及一种全固态电池。

技术介绍

[0002]WO2018/168550A1公开有一种全固态电池，该全固态电池具备电池要素构件，该电池要素构件具有负极集电箔、固体电解质层、正极层、以及正极集电箔，该电池要素构件的侧面被绝缘材料包覆。由此，抑制了锂金属从负极侧面的生长且抑制了放电容量的降低。

技术实现思路

[0003]不过，在WO2018/168550A1中，固体电解质层与绝缘材料是互不相同的材料，因此，在固体电解质层与绝缘材料之间存在界面，在对全固态电池进行了充电的情况下所析出的锂金属(锂枝晶)沿着该界面到达正极层而全固态电池有可能短路。另外，利用绝缘材料捆绑电池要素构件的侧面，从而阻碍充电时负极集电箔处的锂金属的析出，由此，放电容量有可能降低。
[0004]因此，本专利技术的目的在于，提供一种通过使充电时负极集电箔处的锂金属的析出容易来抑制放电容量的降低、且减少短路的全固态电池。
[0005]根据本专利技术的某形态，一种全固态电池，其具有负极集电箔、固体电解质层、正极层，其中，在负极集电箔连接有具有与固体电解质层的周缘的形状相仿而环绕的框形状的绝缘性的第1弹性体，第1弹性体与固体电解质层的主面、或固体电解质层的侧面连接，从而形成有由固体电解质层、负极集电箔、以及第1弹性体围成的内部空间，固体电解质层以在俯视时其外轮廓在内侧包含正极层的外轮廓的方式配置，在全固态电池处于完全放电状态的情况下，内部空间由具有导电性和/或锂离子传导性的负极层充满。
附图说明
[0006]图1是第1实施方式的全固态电池的剖面图。
[0007]图2是第1实施方式的全固态电池的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全充电状态。
[0008]图3是第1实施方式的变形例的全固态电池的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全充电状态。
[0009]图4是第2实施方式的全固态电池的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全充电状态。
[0010]图5是第3实施方式的全固态电池的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全放电状态。
[0011]图6是第4实施方式的全固态电池的剖面图。
[0012]图7是比较例的全固态电池的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全充电状态。
具体实施方式
[0013][本实施方式的概要][0014]对本实施方式的全固态电池100进行说明。
[0015]图1是第1实施方式的全固态电池100的剖面图。第1实施方式的全固态电池100是可多次充放电的二次电池。全固态电池100是在其内部以利用作为电池外装材的层压层(未图示)密封着的状态收纳有分别层叠多个以下说明的负极集电箔3、发电要素部1、正极集电箔2而成的层叠体的所谓的层叠型的全固态电池100。通过设为层叠型，能够使电池紧凑且高容量化。
[0016]全固态电池100是负极集电箔3、正极集电箔2交替地层叠、发电要素部1夹装在沿着层叠方向彼此相邻的负极集电箔3与正极集电箔2之间、从层叠方向按压而形成的。发电要素部1具有由负极层13、固体电解质层12、正极层11构成的层叠构造。
[0017]在图1所示的发电要素部1中，其下部与正极集电箔2连接且其上部与负极集电箔3连接的发电要素部1从下起按照正极层11、固体电解质层12、负极层13的顺序层叠。另外，在图1所示的发电要素部1中，其下部与负极集电箔3连接且其上部与正极集电箔2连接的发电要素部1从下起按照负极层13、固体电解质层12、正极层11的顺序层叠。
[0018]另外，详细情况随后论述，以覆盖发电要素部1的侧面的方式配置有第1弹性体41、第2弹性体42。
[0019]在第1实施方式的全固态电池100中，使负极集电箔3彼此并联连接，使正极集电箔2彼此并联连接，从而能够使全部的发电要素部1并联电连接。此外，在本实施方式中，负极集电箔3、发电要素部1、正极集电箔2无需层叠多个，也可以是单层。
[0020]此外，第1实施方式的全固态电池100在向电池外装材收纳之前的状态下构成为例如圆形或矩形的片状。另外，本实施方式的全固态电池100的外观和内部的电连接状态(电极构造)并没有特别限定。
[0021]全固态电池100的外观在俯视时能够采用圆、椭圆、矩形形状。或者，也可以是卷绕单层、或多层的发电要素部1而收纳的圆筒形状型。另外，全固态电池100的电极构造也可以采用所谓的非双极型(内部并联连接类型)和双极型(内部串联连接类型)中任一种。即，对于除了以下说明的构成以外的全固态电池100的形态不管公知或者非公知，都没有特别限制。
[0022]图2是第1实施方式的全固态电池100的剖面图，图中比纵向延伸的虚线靠左侧的部分表示完全放电状态，靠右侧的部分表示完全充电状态。其中，完全放电状态是指全固态电池100的开路电压是预定的下限电压以下的状态，完全充电状态是指全固态电池100的开路电压是作为比所述的下限电压高的电压的预定的基准电压以上的状态。
[0023]正极集电箔2是由铝(Al)等金属形成的薄板。负极集电箔3是由不锈钢(SUS)、铜(Cu)等金属形成的薄板。
[0024]如所述那样，发电要素部1夹装在负极集电箔3与正极集电箔2之间，具有正极层11、固体电解质层12、负极层13的层叠构造。另外，发电要素部1以在俯视时面积比正极集电箔2和负极集电箔3的面积小、且比正极集电箔2的外轮廓和负极集电箔3的外轮廓靠内侧的方式配置。
[0025]正极层11形成于正极集电箔2的两主面(在单层的情况下，是正极集电箔2的与负
极集电箔3相对的主面)。正极层11优选以例如NMC811(镍钴锰酸锂)为主原料而形成。另外，正极层11也优选含有正极活物质，该正极活物质含有硫。作为含有硫的正极活物质的种类，并没有特别限制，除了硫单体(S)之外，还可列举出有机硫化合物或无机硫化合物的颗粒或薄膜，是能够利用硫的氧化还原反应而在充电时释放锂离子、在放电时吸藏锂离子的物质即可。
[0026]固体电解质层12含有固体电解质作为主成分，是介于负极层13与正极层11之间的层。作为固体电解质，可列举出硫化物固体电解质、氧化物固体电解质，优选是硫化物固体电解质。作为硫化物固体电解质，可列举出例如LPS系(例如硫银锗矿(Li6PS5Cl))、LGPS系(例如Li
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)的材料。
[0027]负极层13配置于负极集电箔3的正极集电箔2的两主面(在单层的情况下，是负极集电箔3的与正极集电箔2相对的主面)。另外，负极层13如随后论述那样充满内部空间5。负极层13由具有导电性、和/或锂离子传导性的材料形成，由例如锂合金、或含有锂金属的负极活物质形成。另外，负极层13也可应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种全固态电池，其具有负极集电箔、固体电解质层、正极层，其中，在所述负极集电箔连接有具有与所述固体电解质层的周缘的形状相仿而环绕的框形状的绝缘性的第1弹性体，所述第1弹性体与所述固体电解质层的主面、或所述固体电解质层的侧面连接，从而形成有由所述固体电解质层、所述负极集电箔、以及所述第1弹性体围成的内部空间，所述固体电解质层以在俯视时其外轮廓在内侧包含所述正极层的外轮廓的方式配置，在全固态电池处于完全放电状态的情况下，所述内部空间由具有导电性和/或锂离子传导性的负极层充满。2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，在全固态电池处于完全充电状态的情况下，所述内部空间由所述负极层和锂金属层充满。3.根据权利要求2所述的全固态电池，其中，在所述完全充电状态的情况下，所述锂金属层向所述负极集电箔与所述负极层之间析出，所述第1弹性体的高度与所述全固态电池处于所述完全放...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口海志，小野义隆，小川止，安田博文，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：