全固体电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够在增大输出密度的同时抑制夹紧负荷增加的全固体电池及其制造方法。一种全固体电池，其中，具备多个具有由正极层和负极层夹着的固体电解质层的层叠体，设任意的相邻两个层叠体为第一层叠体和第二层叠体时，以第一层叠体的正极层与第二层叠体的正极层接触的方式或者以第一层叠体的负极层与第二层叠体的负极层接触的方式层叠多个层叠体，第一层叠体的固体电解质层和第二层叠体的固体电解质层通过绝缘层连接，层叠的多个层叠体的一对侧面上分别设置有与正极层连接且与负极层不连接的第一集电体及与负极层连接且与正极层不连接的第二集电体，正极层与第二集电体之间及负极层与第一集电体之间分别设置有与固体电解质层连接的绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
锂离子二次电池与其它二次电池相比，具有能量密度高、能在高电压下工作的特征。因此，作为容易实现小型轻量化的二次电池，用于移动电话等信息设备中，近年来，作为混合动力汽车用等大型动力用的需求也在不断增加。锂离子二次电池具备正极层、负极层和在它们之间配置的电解质。电解质由非水性液体或固体构成。在使用非水性液体(以下，称为“电解液”)作为电解质的情况下，电解液向正极层的内部渗透。因此，构成正极层的正极活性物质与电解质之间容易形成界面，从而容易提高性能。但是，由于常用的电解液具有可燃性，因此需要搭载用于确保安全性的系统。另一方面，固体电解质具有不燃性，因而能够简化上述系统。因此，提出了具有不燃性固体电解质(以下，有时称为“固体电解质层”)的形式的锂离子二次电池。在正极层与负极层之间配置有固体电解质层的锂离子二次电池(以下，有时称为 “压粉全固体电池”)中，由于正极活性物质和电解质均为固体，因此电解质难以向正极活性物质的内部渗透，正极活性物质与电解质的界面容易减小。因此，在压粉全固体电池中，通过使用含有将正极活性物质的粉末和固体电解质的粉末混合而得到的混合粉末的正极合剂层作为正极层，来增大界面的面积。作为有关二次电池的技术，例如，专利文献I中公开了一种具有电极组的电池，所述电极组中，在弯曲为褶状的电池用隔膜的一面的凹部配置一侧的电极，在另一面的凹部配置另一侧的电极。另外，专利文献2中公开了一种薄片型电池，其中，在片状正极集电体上涂布正极活性物质而形成的多个正极片、和在片状负极集电体上涂布负极活性物质而形成的多个负极片，夹着隔膜或固体电解质层而交替层叠，隔膜或固体电解质层 以穿过正极片与负极片之间的方式呈锯齿形弯曲。另外，专利文献3中公开了一种方型电池，其中，多个呈片状的正极板和负极板夹着隔膜交替地相向重叠，在至少正极板或负极板由带状隔膜连接的状态下装入袋中，并在各电极板间的隔膜熔接部折叠。专利文献1:日本特开2002-157990号公报专利文献2 日本特开2002-329530号公报专利文献3 :日本特开平7-57716号公报
技术实现思路
专利文献I公开的技术中，在弯曲成褶状的电池用隔膜的一面的凹部配置一侧的电极，在另一面的凹部配置另一侧的电极。但是，这样的构造存在难以增大输出密度的问题。另一方面，如果为增大输出密度而增大电极面积，则又存在夹紧负荷增大的问题。即使将专利文献I公开的技术与专利文献2 专利文献3公开的的技术组合，也难以解决上述问题。因此，本专利技术的课题是提供能够在增大输出密度的同时抑制夹紧负荷增加的。为了解决上述课题，本专利技术采用下述手段。即，本专利技术的第一方案是一种全固体电池，其特征在于，具备多个层叠体，所述层叠体具有正极层、负极层和在正极层与负极层之间设置的固体电解质层；设选自多个层叠体的任意的相邻两个层叠体为第一层叠体和第二层叠体时，以第一层叠体的正极层与第二层叠体的正极层接触的方式或者以第一层叠体的负极层与第二层叠体的负极层接触的方式层叠多个层叠体；第一层叠体的固体电解质层和第二层叠体的固体电解质层通过绝缘层连接；层叠的多个层叠体的一对侧面上分别设置有与正极层连接且与负极层不连接的第一集电体及与负极层连接且与正极层不连接的第二集电体；正极层与第二集电体之间及负极层与第一集电体之间分别设置有与固体电解质层连接的绝缘层。本专利技术的第二方案是一种全固体电池的制造方法，其特征在于，包括绝缘层形成工序，在基材上隔开多个间隔形成多个绝缘层；电解质层形成工序，在该绝缘层形成工序之后，在至少多个绝缘层之间分别形成固体电解质层；电极层形成工序，在该电解质层形成工序之后，在包含形成于多个绝缘层之间的固体电解质层的表面的基材的一面侧，隔开间隔形成多个正极层，并在包含形成于多个绝缘层之间的固体电解质层的表面的基材的另一面侧，隔开间隔形成多个负极层；折叠工序，以绝缘层为折缝折叠基材；和集电体配置工序， 以与正极层接触且与负极层不接触的方式配置第一集电体，并以与负极层接触且与正极层不接触的方式配置第二集电体。在此，“基材”只要由能在全固体电池的制造过程中维持固体状态、能耐受全固体电池使用时的环境、并且具有可使离子透过的性质的材料构成即可，其形态没有特别限制。 作为基材的形态的例子，可以列举具有狭缝状或格子状孔的织物状或纤维状 片等。本专利技术的全固体电池中，以相邻层叠体的负极层之间或相邻层叠体的正极层之间相互接触的方式层叠多个层叠体。因此，即使增大层叠体的数量来增大电极面积，也能够使施加夹紧负荷的面积保持恒定。因此，根据本专利技术，通过使施加夹紧负荷的面积保持恒定， 能够抑制夹紧负荷的增加。此外，根据本专利技术，通过增加层叠体的数量，能够增大电极面积从而增大输出密度。因此，根据本专利技术，可以提供能够在增大输出密度的同时抑制夹紧负荷增加的全固体电池。本专利技术的全固体电池的制造方法中，经过将隔开间隔形成有多个层叠体的基材进行折叠的过程，能够制造本专利技术的全固体电池。如上所述，利用本专利技术的全固体电池，能够在增大输出密度的同时抑制夹紧负荷的增加。因此，根据本专利技术，能够提供可以制造能够在增大输出密度的同时抑制夹紧负荷增加的全固体电池的、全固体电池的制造方法。附图说明图1是表示全固体电池10的实施例的剖面图；图2是表示全固体电池的制造方法中包含的工序的流程的流程图；图3是简略表示全固体电池的制造方法的图。标记说明SI 绝缘层形成工序S2电解质层形成工序S3电极层形成工序S4折叠工序S5集电体配置工序I正极层2负极层3固体电解质层4层叠体5绝缘层6第一集电体7第二集电体8末端部8a层9集电部10全固体电池11网状薄片基材12间隔具体实施方式以下，参照附图对本专利技术进行说明。另外，以下所示的实施方式只是本专利技术的例示，本专利技术不限于以下所示的实施方式。1.全固体电池图1是表示本专利技术的全固体电池10的实施例的剖面图。图1中，仅提取、放大显示全固体电池10的一部分。另外，图1中，省略了一部分标记的记载。如图1所示，全固体电池10具有层叠体4、4、…。全固体电池10中，层叠体4具备锂离子出入的具有正极活性物质的正极层1、锂离子出入的具有负极活性物质的负极层2、以及在正极层I与负极层2之间配置的固体电解质层3，相邻的两个层叠体4、4的固体电解质层3、3通过绝缘层5连接。并且，相邻的两个层叠体4、4，以构成各层叠体4、4的负极层2、2之间或者构成各层叠体4、4的正极层1、I之间相互接触的方式层叠。全固体电池10中，在层叠的层叠体4、4、…的一对侧面(图1的纸面上侧和下侧的侧面)，分别设置有第一集电体6和第二集电体7。第一集电体6与正极层1、1、…接触而与负极层2、2、… 不接触，第一集电体6与负极层2、2、…通过绝缘层5、5、…隔开。另外，第二集电体7与负极层2、2、…接触而与正极层1、1、…不接触，第二集电体7与正极层1、1、…通过绝缘层5、5、…隔开。全固体电池10中，在图1的纸面左右端分别设置有末端部8、8，在图1的纸面上下端分别设置有集电部9、9，通过末端部8、8施加夹紧负荷。S卩，在全固体电池10 中，锂离子沿纸面左右方向移动，电子沿纸面上下方向移动，使用在纸面上下端配置的集电部9、9进行集电。以下，分别说明全固体电池10的各构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全固体电池，其特征在于，具备多个层叠体，所述层叠体具有正极层、负极层和在所述正极层与所述负极层之间设置的固体电解质层；设选自多个所述层叠体的任意的相邻两个所述层叠体为第一层叠体和第二层叠体时，以所述第一层叠体的所述正极层与所述第二层叠体的所述正极层接触的方式或者以所述第一层叠体的所述负极层与所述第二层叠体的所述负极层接触的方式层叠多个所述层叠体；所述第一层叠体的所述固体电解质层和所述第二层叠体的所述固体电解质层通过绝缘层连接；层叠的多个所述层叠体的一对侧面上分别设置有与所述正极层连接且与所述负极层不连接的第一集电体及与所述负极层连接且与所述正极层不连接的第二集电体；所述正极层与所述第二集电体之间及所述负极层与所述第一集电体之间分别设置有与所述固体电解质层连接的绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：土井孝吉，
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]