硫化物类固体电池模块制造技术

本发明专利技术提供一种硫化物类固体电池模块，其防止由硫化氢所引起的负极的劣化。所述硫化物类固体电池模块具备，硫化物类固体电池以及收纳该硫化物类固体电池的电池外壳，所述硫化物类固体电池具备正极、负极、以及介于该正极和该负极之间的硫化物类固体电解质，所述硫化物类固体电池模块的特征在于，所述负极与所述正极相比位于垂直方向上侧，并且，在所述电池外壳内含有密度低于硫化氢的气体。

【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防止由硫化氢引起的负极的劣化的硫化物类固体电池模块。
技术介绍
二次电池为如下的电池，S卩，能够将随着化学反应而产生的化学能的减少量转换成电能从而进行放电，除此之外，还能够通过使电流向放电时的相反方向流动，从而将电能转换成化学能而进行储存(充电)的电池。在二次电池中，由于锂二次电池的能量密度较高，因此作为笔记本式的个人计算机或移动电话等的电源而被广泛地应用。在锂二次电池中，在使用石墨(表示为C)以作为负极活性物质的情况下，在放电时，将在负极进行下式(I)的反应。·LixC — C+xLi.+xe- (I)(上式(I)中，O< X < I。)式⑴的反应中生成的电子，经由外部电路，而以外部的负载进行了工作之后，到达正极。然后，在式(I)的反应中生成的锂离子(Li+)在被夹持于负极和正极之间的电解质内，通过电渗透而从负极侧向正极侧进行移动。此外，在使用(LihCoO2)以作为正极活性物质的情况下，在放电时，在正极进行下式(II)的反应。Li1_xCo02+xLi++xe_ LiCoO2 (II)(上式(II)中，0< X < I。)在充电时，在负极以及正极中，分别进行上式⑴以及式(II)的逆反应，由于在负极中因石墨层间而嵌入有锂的石墨(LixC)，将在正极中再生成钴酸锂(LihCoO2)，因此能够再次放电。在锂二次电池中也认为，使电解质为固体电解质、并使电池整体固体化后的锂二次电池，由于没有在电池内使用可燃性的有机溶剂，因此实现了安全和装置的简单化，从而使制造成本和生产性优异。作为可以用于这种固体电解质上的固体电解质材料，已知有硫化物类固体电解质。但是，存在如下课题，S卩，由于硫化物类固体电解质材料具有易于与水分反应的性质，因此在使用了硫化物类固体电解质材料的电池中，容易发生由硫化氢的产生而引起的劣化，从而电池的寿命较短。目前为止，开发出了以捕捉硫化氢气体并使其无害化为目的的技术。专利文献I中公开了一种硫化物类二次电池的技术，即，在电池单元内含有通过分解而产生硫化氢气体的硫化合物，所述电池单元的外周部被捕集硫化氢气体并使其无毒化的物质所覆盖。在先技术文献专利文献I :日本特开2008-103245号公报
技术实现思路
在专利文献I的说明书的段落中，作为捕集硫化氢气体并使其无毒化的物质的示例，可以列举出碱性物质。但是，由于碱性物质不直接参与充放电，因此从准备该碱性物质的成本、由含有碱性物质而引起的电池整体质量的增加、以及电池的容积效率降低等的观点出发，认为碱性物质的使用并非优选。本专利技术是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种防止由硫化氢引起的负极的劣化的硫化物类固体电池模块。 专利技术所要解决的课题本专利技术的硫化物类固体电池模块具备硫化物类固体电池以及收纳该硫化物类固体电池的电池外壳，所述硫化物类固体电池具备正极、负极、以及介于该正极和该负极之间的硫化物类固体电解质，所述硫化物类固体电池模块的特征在于，所述负极与所述正极相比位于垂直方向上侧，并且，在所述电池外壳内含有密度低于硫化氢的气体。在本专利技术中，可以采用如下方式，S卩，所述负极具备负极活性物质层以及负极集电体，所述负极集电体含有选自铜、镍以及不锈钢中的至少一种导电性材料。在本专利技术中，可以采用如下方式，S卩，密度低于硫化氢的所述气体为，选自氮气(N2)、氧气(O2)、一氧化碳(CO)、氦气(He)以及氢气(H2)的至少一种气体。专利技术效果根据本专利技术，即使在产生了硫化氢的情况下，由于硫化氢也积存在硫化物类固体电池的垂直方向下部，因此能够抑制由硫化氢所引起的负极的劣化。附图说明图I为表示本专利技术所涉及的硫化物类固体电池模块的层叠结构的典型例的图，并且为模式化地表示在层叠方向上切断后的剖面的图。图2为表示本专利技术所涉及的硫化物类固体电池模块的层叠结构的改变例的图，并且为模式化地表示在层叠方向上切断后的剖面的图。图3为表不硫化氣暴露如后的铜猜的照片、以及硫化氣暴露后的铜的XPS深度方向分析结果的图表。图4为表不硫化氣暴露如后的SUS猜的照片、以及硫化氣暴露后的SUS的XPS深度方向分析结果的图表。图5为表不硫化氣暴露如后的招猜的照片、以及硫化氣暴露后的招的XPS深度方向分析结果的图表。图6为表示硫化氢暴露前后的铜箔以及铝箔的接触电阻的柱形图。符号说明I硫化物类固体电解质2正极活性物质层3负极活性物质层4正极集电体5负极集电体6 正极7 负极8硫化物类固体电池9表示硫化物类固体电池的层叠方向的两箭头10电池外壳11密度低于硫化氢的气体12硫化氢19表示对具备硫化物类固体电池的电池外壳进行层叠的方向的两箭头20表示垂直方向的箭头具体实施方式 本专利技术的硫化物类固体电池模块具备，硫化物类固体电池以及收纳该硫化物类固体电池的电池外壳，所述硫化物类固体电池具备正极、负极、以及介于该正极和该负极之间的硫化物类固体电解质，所述硫化物类固体电池模块的特征在于，所述负极与所述正极相比位于垂直方向上侧，并且，在所述电池外壳内含有密度低于硫化氢的气体。本专利技术中所说的气体的密度是指，标准状态(0°C、101. 325kPa)下的气体的密度。此外，在本专利技术中，负极与正极相比位于垂直方向上侧表示，负极和正极的以下所示的位置关系。也就是说，该位置关系是指如下的关系，即，在从负极的任意部位向垂直方向下侧垂放线的情况下，该线接触正极，但是在从正极的任意部位向垂直方向下侧垂放线的情况下，该线不会接触负极。在含有硫化物类固体材料的硫化物类固体电池的情况下,有时该硫化物类固体电池中的材料所含有的、或者透过覆盖该硫化物类固体电池的外部树脂部而从大气混入的微量的水分，会与硫化物类固体材料进行反应，从而生成硫化氢(H2S)。作为少量水分混入硫化物类固体电池内的主要原因，认为是制造时的水的混入、或者水从使用环境下的密封部透过等。为了防止制造时的水的混入，能够采取在实施了露点管理的干燥室或手套箱内制造电池的对策。此外，为了防止水从使用环境下的密封部透过，可以试图进行密封材料或密封结构的改善。但是，虽然采用了上述对策，但在现有技术中，仍难以完全防止向电池单元内的水分的混入。对于满足硫化物类固体电池内的气氛(干燥空气等)，通常，硫化氢的标准状态下的密度较高(1.54kg/m3)。因此，所产生的硫化氢将沉淀在硫化物类固体电池的垂直方向下部。其结果是，在负极被配置于正极的垂直方向下侧的情况下，负极集电体所使用的铜等金属易于被硫化氢腐蚀(硫化)，此外随着腐蚀从而电池性能可能会降低。本专利技术人们发现，通过将负极配置在正极的垂直方向上侧，并且在电池外壳内填充密度低于硫化氢的气体，从而即使在产生了硫化氢的情况下，硫化氢也会积存在硫化物类固体电池的垂直方向下部，因此能够抑制由硫化氢所引起的负极的劣化，由此完成了本专利技术。通常，在硫化物类固体电池的
内，在将正极和负极中的哪一个配置在垂直方向上侧的观点中，几乎不存在争论。但是，本专利技术人们着眼于至今为止不特别存在争论的正极和负极的上下的位置关系，对将负极配置于正极的垂直方向上侧的情况进行了研究。其结果发现，通过在将负极配置于正极的垂直方向上侧的基础上，使电池外壳内的气氛设为密度低于硫化氢的气体，从而能够避免由硫化氢引起的电池部件腐蚀的优点。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】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷杏子，铃木雄志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：