固态电池制造技术

本发明专利技术提供了一种固态电池，该固态电池具有：电力产生单元（５），电力产生单元（５）具有依次堆叠的阴极层（１）、硫化物基固体电解质膜（２）和阳极层（３）；电池盒（６），电力产生单元（５）设置在电池盒（６）中；以及流动性密封剂（７），流动性密封剂（７）设置在电池盒（６）中并且不与硫化物基固体电解质膜（２）反应，电力产生单元（５）浸渍在流动性密封剂（７）中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种固态电池，该固态电池即使当电力产生单元的体积随充电、放电等而变化时也防止密闭部分破裂，并由此最小化因湿气进入电力产生单元而导致的硫化物 基固体电解质膜的劣化。
技术介绍
近年来，随着个人计算机、摄像机和移动电话等各种信息设备和通信设备的迅速 普及，对作为这些设备的电源的电池的开发给予了较多重视。在汽车产业和其它相关产业 中，也对用于电动车和混合动力车的高输出和高容量电池进行了开发。在这些正在开发的 电池中，锂电池因其高能量密度而吸引了颇多关注。 在目前市售的锂电池中，使用包含可燃性有机溶剂的有机电解质溶液，它需要用 于防止短路时的温度上升的各种安全装置，并且需要对用于防止短路的结构和材料进行各 种改进。 另一方面，使用固体电解质代替液体电解质的固态锂电池不包含任何可燃性有机 溶剂，因此可省略或简化上述安全装置和安全结构，这从生产成本和可制造性方面看来是 合乎希望的。然而，在使用硫化物基固体电解质膜作为固体电解质膜的情况下，如果硫化物 基固体电解质膜接触空气中的湿气，则产生硫化氢，并造成硫化物基固体电解质膜的性能 的显著劣化。 考虑到这些问题，提出了这样的固态电池其中使用密封剂密封由阴极、硫化物 基固体电解质膜和阳极构成的电力产生单元。作为一种这样的固态电池，在日本特开平 06-275247号公报(JP-A-06-275247)中记载了一种全固态锂电池，其中由高温固化树脂密 封剂密封电力产生单元。根据该固态电池，因为由密封剂保护电力产生单元，所以造成硫化 物基固体电解质膜劣化的空气中的湿气不进入电力产生单元，并因此不发生因湿气进入电 力产生单元而导致的硫化物基固体电解质膜的所述劣化。然而，当锂离子随充电、放电等而 在阴极和阳极之间移动时，电力产生单元的体积变化(电力产生单元膨胀或收縮)，由高温 固化树脂密封的部分会破裂。在这种情况下，空气中的湿气经由裂隙进入电力产生单元，并 造成硫化物基固体电解质膜的劣化。
技术实现思路
本专利技术提供了固态电池，该固态电池即使当电力产生单元的体积随充电、放电等 而变化时也防止密闭部分破裂，并由此防止本来会因湿气进入电力产生单元而造成的硫化 物基固体电解质膜的劣化。 本专利技术的一方面涉及一种固态电池，该固态电池具有(i)电力产生单元，电力产 生单元具有依次堆叠的阴极层、硫化物基固体电解质膜和阳极层；(ii)电池盒，电力产生单元设置在电池盒中；以及(iii)流动性密封剂，流动性密封剂设置在电池盒中并且不与 硫化物基固体电解质膜反应，电力产生单元浸渍在流动性密封剂中。 根据上述固态电池，因为通过将电力产生单元浸渍在流动性密封剂中来对电力产 生单元进行密封，所以使得硫化物基固体电解质膜劣化的湿气不进入电力产生单元，并因 此可防止硫化物基固体电解质膜的所述可能的劣化。由于固态电池具有流动性密封剂，因 此固态电池是挠性的或可变形的，从而足以容许当向电力产生单元充电时或当从电力产生 单元放电时等发生的电力产生单元的体积变化。 根据上述固态电池，流动性密封剂可以是疏水性液体。在这种情况下，可以更可靠 地防止空气中的湿气接触硫化物基固体电解质膜。 根据上述固态电池，进一步说，疏水性液体可以是液体石蜡，这是因为液体石蜡是强疏水性的并且不与硫化物基固体电解质膜直接反应。 根据上述固态电池，进一步说，流动性密封剂可以是分散系。 根据上述固态电池，进一步说，流动性密封剂可以是绝缘性的。 根据上述固态电池，进一步说，可以提供多个电力产生单元，并且可以在多个电力 产生单元之间插入多个中间集电体来堆叠该多个电力产生单元。该结构增强了固态电池的 实用性。 根据上述固态电池，进一步说，电池盒可以是开放电池盒。当电力产生单元的体积 随充电、放电等而变化时，该结构缓解固态电池的内部压力的急剧变化。 根据上述固态电池，进一步说，电池盒可以是密闭电池盒。在这种情况下，空气中 的湿气不进入固态电池。 上述固态电池可进一步具有内部压力调整部，内部压力调整部对响应于电力产生 单元的体积变化而发生的固态电池的内部压力的变化进行调整。 上述固态电池可进一步具有用于搅拌流动性密封剂的搅拌部。根据该结构，例如， 当借助流动性密封剂对电力产生单元进行加热或冷却时，可均匀地升高或降低电力产生单 元的温度。 根据带有搅拌部的上述固态电池，搅拌部可适于使流动性密封剂在连接至电池盒 的外部通路中循环。在这种情况下，可更高效地搅拌流动性密封剂。 上述固态电池可进一步具有用于加热或冷却流动性密封剂的温度调整部。通过借 助流动性密封剂对电力产生单元的温度进行调整，可容易地优化固态电池的充电、放电等 的温度条件，并由此可提高电力产生效率。 根据上述固态电池，进一步说，电力产生单元可具有设置于电池盒的底面以便释 放气泡的引导部。在这种情况下，当电力产生单元被浸渍在流动性密封剂中时，引导部防止 气泡残留在电池盒的底面附近。 上述固态电池可进一步具有用于降低流动性密封剂中的含水量的脱水部。 由此，根据本专利技术的固态电池即使当电力产生单元的体积随充电、放电等而变化时也防止密闭部分破裂，并由此最小化或防止本来会因湿气进入电力产生单元而造成的硫化物基固体电解质膜的劣化。附图说明 从以下参照附图对示例实施例的说明中，本专利技术的上述和更多特征和优点将变得 显而易见，在附图中使用相同的标号代表相同的元素，在附图中 图1是示意性地示出本专利技术的固态电池的一个例子的横截面图； 图2是示意性地示出本专利技术的固态电池的另一个例子的横截面图； 图3是示意性地示出本专利技术的固态电池的另一个例子的横截面图； 图4A和图4B是示出包含在根据本专利技术的固态电池中的内部压力调整部的视图； 图5是示出包含在根据本专利技术的固态电池中的外部通路的视图； 图6是示出包含在根据本专利技术的固态电池中的引导部的视图； 图7是示出包含在根据本专利技术的固态电池中的电池盒的视图； 图8是示出本专利技术的第一例的固态电池和第一比较例的固态电池的测得的交流 阻抗的曲线图； 图9是示出本专利技术的第一例的固态电池的测得的充放电容量的结果的曲线图。 具体实施例方式下面，参照附图详细说明根据本专利技术的固态电池。 根据本专利技术的固态电池包含电力产生单元，电力产生单元由依次堆叠的阴极层、 硫化物基固体电解质膜和阳极层构成；电池盒，电力产生单元设置在电池盒中；以及流动 性密封剂，电力产生单元浸渍在流动性密封剂中，且流动性密封剂不与硫化物基固体电解 质膜反应。 根据本专利技术，因为通过将电力产生单元浸渍在流动性密封剂中来对电力产生单元 进行密封，所以湿气不进入电力产生单元，并因此可以防止本来会因湿气进入电力产生单 元而造成的硫化物基固体电解质膜的劣化。由于根据本专利技术的固态电池具有流动性密封 剂，因此固态电池是挠性的或可变形的，从而足以容许当向电力产生单元充电时或当从电 力产生单元放电时等发生的电力产生单元的体积变化。根据本专利技术的上述固态电池，进一 步说，因为用于密封电力产生单元的密封剂是流动性的，所以可用密封剂填满电力产生单 元和电池盒之间的任何间隙，因此密封性能是优良的。 根据本专利技术的上述固态电池，进一步说，因为用于密封电力产生单元的密封剂是 流动性的，所以密封剂可被搅拌并循环。这样，如后面所说明的那样，在借助流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态电池，包括：电力产生单元，所述电力产生单元具有依次堆叠的阴极层、硫化物基固体电解质膜和阳极层；电池盒，所述电力产生单元设置在所述电池盒中；以及流动性密封剂，所述流动性密封剂设置在所述电池盒中并且不与所述硫化物基固体电解质膜反应，所述电力产生单元浸渍在所述流动性密封剂中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-7-27 195469/2007一种固态电池，包括电力产生单元，所述电力产生单元具有依次堆叠的阴极层、硫化物基固体电解质膜和阳极层；电池盒，所述电力产生单元设置在所述电池盒中；以及流动性密封剂，所述流动性密封剂设置在所述电池盒中并且不与所述硫化物基固体电解质膜反应，所述电力产生单元浸渍在所述流动性密封剂中。2. 根据权利要求1所述的固态电池，其中所述流动性密封剂是疏水性液体。3. 根据权利要求2所述的固态电池，其中所述疏水性液体是液体石蜡。4. 根据权利要求1所述的固态电池，其中所述流动性密封剂是分散系。5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的固态电池，其中所述流动性密封剂是绝缘性的。6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的固态电池，其中提供多个所述电力产生单元， 并且在所述多个电力产生单元之间插入多个中间集电体来堆叠所述多个电力产生单元。7. 根据权利要求1至6中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨重视，横石章司，小谷幸成，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]