电池的制造方法、使用该方法制造的电池、车辆以及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池的制造方法、使用该方法制造的电池、车辆以及电子装置。在负极集电体的表面，采用喷嘴扫描法以线条状涂布含有负极活性物质的涂布液并使其干燥，由此形成具有线与间隙结构的负极活性物质层(步骤S101、S102)。接着，采用旋涂法，涂布含有固体电解质材料的涂布液(步骤S103)，加热至低于电解质材料的玻璃化转变点的温度，以使其干燥，由此形成与负极活性物质层的凹凸相迎合的薄而均匀的固体电解质层。进而，涂布含有正极活性物质的涂布液(步骤S?105)，并层叠正极集电体(步骤S106)，然后，加热至电解质材料的玻璃化转变点以上，以使固体电解质流动而粘附于活性物质层上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使固体电解质层介于活性物质层之间而形成的电池的制造方法和使用该方法所制造的电池，以及具备该电池的车辆和电子装置。
技术介绍
例如，作为制造诸如锂离子二次电池等化学电池的方法，已知以往有下述技术通过隔离件(s印arator)重叠分别附着有正极活性物质和负极活性物质的、作为集电体的金属箔，并使电解液浸渍到隔离件。但是，作为电解液含有挥发性高的有机溶剂的电池，在使用上需要注意并且被要求进一步的小型化、大输出功率化，因此，在近年来，有人提出了以固体电解质来取代电解液，并且通过微细加工来制造全固体电池的技术。例如，在日本特开2005-116248号公报(下称“专利文献1”)中，公开了下述技术在成为集电体的金属箔上，采用喷墨法形成表面具有凹凸的活性物质层，采用喷墨法以填补该凹凸的方式依次立体地层叠固体电解质层、另外的活性物质层。在该技术中，将由一次印刷工序中形成的正负活性物质层和固体电解质层等不同功能层混在的层，通过重复涂布层叠为多层，由此获得上述立体结构。此时，每涂布一层即进行干燥处理，以使油墨中所含的溶剂挥发。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使电解质层介于正负活性物质层之间的电池中，为了获得良好的电化学特性， 在活性物质层与电解质层间的界面使两者良好地粘接是重要的。若电解质为液体时，电解质会浸透至活性物质层表面的细小凹凸的内部，但是，特别是在电解质为固体时，在活性物质层和电解质层的界面，有必要使材料良好地进行相互粘附。然而，在上述现有技术中并没有考虑这些，在获得电化学特性良好的电池方面，尚有改善的余地。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种使用固体电解质且小型而电化学特性优良的电池以及具备该电池的装置。解决课题的方法为了实现上述目的，本专利技术的电池的制造方法，其特征在于，具有第一活性物质层形成工序，其在基材表面涂布含有第一活性物质材料的第一涂布液，以形成与前述基材接触的面相反的一侧表面具有凹凸的第一活性物质层；电解质层形成工序，其在前述第一活性物质层的表面涂布含有固体电解质材料的第二涂布液的同时，使该第二涂布液的粘度增大，以形成与前述第一活性物质层接触的面相反一侧的表面具有迎合(追随)前述第一活性物质层凹凸的凹凸形状的固体电解质层；第二活性物质层形成工序，其在前述固体电解质层的表面涂布含有第二活性物质材料的第三涂布液，以形成第二活性物质层；以及加热工序，其在前述第二活性物质层形成工序后，加热前述固体电解质层，以降低该固体电解质层的粘度。基于本专利技术所制造的电池，具有第一活性物质层和第二活性物质层通过固体电解质层相互对置的结构，所述固体电解质层具有迎合第一活性物质层表面的凹凸的凹凸形状。对于这种电池而言，相对于所使用活性物质体积的第一活性物质层和第二活性物质层的对置面积大，因此，充放电特性良好。并且，涂布含有电解质材料的第二涂布液，以使其粘度增大，并在形成固体电解质层后形成第二活性物质层，进而，在此后加热固体电解质层而再次使粘度降低。因此，在第一活性物质层与固体电解质层的界面、以及在第二活性物质层与固体电解质层的界面中，材料粘附性均良好。由此进一步提高了作为电池的特性。如此地，基于本专利技术可制造出采用固体电解质、小型且电化学特性优良的电池。在本专利技术中，在涂布第二涂布液后使其粘度增大，由此，可抑制在第一活性物质层表面的凸部上所涂布的第二涂布液流向周围的凹部，可形成与第一活性物质层的凹凸相迎合的固体电解质层。并且，通过在形成第二活性物质层后进一步加热固体电解质材料，使已增大的固体电解质层的粘度再次降低。此时，固体电解质层已处于由第一活性物质层和第二活性物质层夹持的状态，电解质材料不会流出。此外，例如，当作为固体电解质使用聚合物电解质时，从促进电解质材料的聚合反应的方面考虑，在涂布后设置加热工序也有意义。因而，在结束电解质层形成工序时，材料的聚合度也可以低，并且，作为涂布液中所含的电解质材料，也可以是高分子电解质材料的前驱体。在本专利技术的加热工序中，例如，可使固体电解质材料加热至其玻璃化转变点以上的温度。若将固体电解质材料加热至其玻璃化转变点以上，则固体电解质材料的粘度急剧降低、流动性增大，因此，可使电解质材料浸透至第一第二活性物质层和第二活性物质层的细小凹凸中。另一方面，在电解质层形成工序中，也可以在涂布第二涂布液后，加热至低于固体电解质材料的玻璃化转变点的温度。通过加热第二涂布液，挥发液体成分，可使粘度增大， 但若加热至玻璃化转变点以上，则反而会降低粘度而引起电解质材料的流出。在未形成第二活性物质层的状态下，使固体电解质材料的温度保持低于玻璃化转变点的温度，由此可避免上述流出问题。另外，在第一活性物质层形成工序中，例如，可将相对于基材进行相对移动的喷嘴喷出的第一涂布液涂布在基材表面上。有实绩表明，通过这种所谓的喷嘴分配(nozzle dispense)方式进行的涂布技术，可将涂布液涂布成微细的凹凸图案，可适用于本专利技术的第一涂布液的涂布中。并且，采用该方式，可在短时间内形成厚的图案，因此，能够以远高于采用喷墨方式的现有技术的生产效率制造电池。再例如，在第二活性物质层形成工序中，以使与固体电解质层接触的面相反一侧的面成为平坦的方式涂布第三涂布液，还可以设置层叠工序，该层叠工序在该第三涂布液未固化的状态下，将成为集电体的导电膜层叠在第三涂布液的表面。对于第二活性物质层而言，在夹持固体电解质层而与第一活性物质层相对置的面必须追随(迎合)固体电解质层表面的凹凸，但与之相反一侧的面则没有该必要。通过使该面形成为平坦面，可使与成为集电体的导电膜的粘附性良好。另外，第三涂布液的涂布方法的选择范围变广，可适用各种涂布方法，因此，可实现生产效率的提高、制造成本的降低等。另外，在电解质层形成工序中，例如，可使固体电解质层的厚度小于第一活性物质层表面凹凸的高低差。为了获得高性能电池，优选以宽大面积且尽量接近的方式配置第一活性物质层和第二活性物质层。在此，若电解质层形成得厚，则会丧失为了增大对置面积而在第一活性物质层设置凹凸的意义，而且，第一活性物质层与第二活性物质层之间的间隔也增大。因此，优选电解质层的厚度小于第一活性物质层凹凸的高低差。另外，为了实现上述目的，本专利技术的电池的特征在于，具有依次层叠第一集电体层、第一活性物质层、固体电解质层、第二活性物质层以及第二集电体层而成的结构，并且， 采用将前述第一集电体层作为前述基材的上述任意制造方法，制造前述第一活性物质层、 前述固体电解质层以及前述第二活性物质层。在如此构成的本专利技术中，第一活性物质层和第二活性物质层是通过固体电解质层相互对置，所述固体电解质层具有迎合(追随)第一活性物质层表面凹凸的凹凸形状。并且，如上所述，在第一活性物质层与固体电解质层的界面以及在第二活性物质层与固体电解质层的界面中，材料的粘附性均良好。因此，本专利技术的电池，成为使用固体电解质且电化学特性优良的电池。具有上述结构的电池可适用于各种应用领域，例如，可作为诸如电动汽车等各种车辆的电源使用，还有，可适用于具有以该电池作为电源来动作的电路部的各种电子装置中。更具体而言，由于可构成薄型且高性能的电源，因此，特别适合应用于例如IC卡等具有保持电池和电路部的卡片式框体的电子装置中。专利技术的效果基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池的制造方法，其特征在于，具有：第一活性物质层形成工序，在基材表面涂布含有第一活性物质材料的第一涂布液，以形成与所述基材接触的面相反一侧的表面具有凹凸的第一活性物质层；电解质层形成工序，在所述第一活性物质层的表面涂布含有固体电解质材料的第二涂布液的同时，增大该第二涂布液的粘度，以形成与所述第一活性物质层接触的面相反一侧的表面具有迎合所述第一活性物质层凹凸的凹凸形状的固体电解质层；第二活性物质层形成工序，在所述固体电解质层的表面涂布含有第二活性物质材料的第三涂布液，以形成第二活性物质层；以及加热工序，在所述第二活性物质层形成工序后，加热所述固体电解质层，以降低该固体电解质层的粘度。

【技术特征摘要】
2010.07.01 JP 2010-1507371.一种电池的制造方法，其特征在于，具有第一活性物质层形成工序，在基材表面涂布含有第一活性物质材料的第一涂布液，以形成与所述基材接触的面相反一侧的表面具有凹凸的第一活性物质层；电解质层形成工序，在所述第一活性物质层的表面涂布含有固体电解质材料的第二涂布液的同时，增大该第二涂布液的粘度，以形成与所述第一活性物质层接触的面相反一侧的表面具有迎合所述第一活性物质层凹凸的凹凸形状的固体电解质层；第二活性物质层形成工序，在所述固体电解质层的表面涂布含有第二活性物质材料的第三涂布液，以形成第二活性物质层；以及加热工序，在所述第二活性物质层形成工序后，加热所述固体电解质层，以降低该固体电解质层的粘度。2.如权利要求1所述的电池的制造方法，其中，在所述加热工序中，将所述固体电解质层加热至所述固体电解质材料的玻璃化转变点以上的温度。3.如权利要求1所述的电池的制造方法，其中，在所述电解质层形成工序中，在涂布所述第二涂布液后，将该第二涂布液加热至低于所述固体电解质材料的玻璃化转变点的温度。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：真田雅和，松田健，
申请(专利权)人：大日本网屏制造株式会社，
类型：发明
国别省市：JP