构成全固体电池的层构造体的制造方法、制造装置以及具备该层构造体的全固体电池制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种构成全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层、负极活性物质层的构造体的制造方法和制造装置，其能够降低界面阻抗，提高界面强度，成品率高，能够降低制造成本。通过生片成形工序（S111）使固体电解质生片（11）成形，通过凹凸形状赋予工序（S112）使固体电解质生片（11）与由经加热会消失的材料制成且具有凹凸形状的片状部件（50）形成一体，从而对固体电解质生片（11）赋予凹凸形状，通过加热工序（S113）对形成一体的固体电解质生片（11）以及片状部件（50）进行加热，使片状部件（50）消失，烧制固体电解质生片（11），制造出对表面赋予了凹凸形状的层构造体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从构成全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层以及负极活性物质层选择出的层构造体的制造方法、制造装置以及具备该层构造体的全固体电池。
技术介绍
近些年，渴望实现环保汽车的社会需求高涨，不是以往的将以汽油、轻油为主要燃料来使用的内燃机作为驱动源的汽车，而是在内燃机中组合电动马达作为驱动源的所谓的混合动力汽车、将电动马达作为驱动源的电动汽车的开发不断推进，一部分已实用化而作为商品车开始销售。为了驱动电动马达，在混合动力汽车、电动汽车中能够充放电的二次蓄电池不可或缺，以往的二次蓄电池以锂离子电池为代表，多数使用液体电解质，存在液体泄漏等问题。另外，锂离子电池作为笔记本型计算机、移动电话等便携设备的电源，至今具有很多的应用实绩，但常常被报告起火、爆炸等事故。尤其是安装于汽车的二次蓄电池相比安装于这些便携设备的二次蓄电池而言，需要在更加苛刻的条件下的运用，能量容量也变大，所以确保安全性成为当务之急。响应这样的社会需求，包含电解质的所有主要部件由固体构成的全固体电池的开发不断推进。由于全固体电池的电解质不是液体，所以与以往的二次蓄电池相比，液体泄漏、起火、爆炸的危险性大幅降低。尤其全固体锂二次电池能够进行3 5V这样的高电压的充放电，且电解质使用不燃性的固体电解质，安全性高(例如专利文献1、2)。专利文献1、2等所记载的技术是在制造工序中使用了真空蒸镀法、激光沉积法、溅射法等的高成本的制造方法。另一方面，为了以低成本进行大量生产，还提出在全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层以及负极活性物质层的制造方法中使用对原料粉末压缩成形的制造方法、或者使用丝网印刷的制造方法等。但在这些制造方法中，存在邻接的层间结合不充分，界面阻抗增大的问题。另外，在充放电过程中，因电极活性物质内的离子的移动，在层间产生反复应力，但若邻接的层间的结合不充分，则不能够得到足够的界面强度，产生剥离等不良状况，存在引起电池性能降低、电池寿命缩短的问题。因此，提出在固体电解质烧制体上利用丝网印刷等形成第I电极层以及第2电极层，通过热压法、热均压法(HIP法)烧制第I电极层以及第2电极层，从而使电极活性物质和固体电解质的界面的面积增大，使界面反应阻抗降低的全固体电池(例如专利文献3)。专利文献1:日本特开2008 - 112635号公报专利文献2:日本特开2009 - 70591号公报专利文献3:日本特开2009 - 224318号公报专利文献4:日本特开平5 - 94829号公报但热压法、热均压法是在高温、高压下进行加压的方法，存在其装置大型且昂贵，且工序所需要的时间长，制造成本变高的问题。作为以低成本使界面的结合稳固的方法，在燃料电池的领域，例如在专利文献4中公开有使用呈同心圆状的波形的模具来进行加压成形，从而在表面形成凹凸形状，实现界面面积增大的固体电解质层的制造方法。但在全固体电池中，由于较薄地形成固体电解质层等各层，所以在对生片进行加压成形时，生片咬入或粘贴到模具，脱模变得困难，产生生片破损等不良状况，存在成品率变差的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种构成全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层、负极活性物质层的构造体的制造方法、制造装置，使其能够降低界面阻抗、提高界面强度、成品率变高、能够使制造成本降低。本专利技术为了实现上述目的，在第I专利技术中采用如下技术方案，S卩，一种层构造体的制造方法，是从构成全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层以及负极活性物质层选择出的层构造体的制造方法，其具备:对含有构成上述选择出的层构造体的材料的生料进行调合，而使生片成形的生片成形工序；使在上述生片成形工序中形成的生片与由经加热会消失的材料制成且具有凹凸形状的片状部件形成一体，并对生片表面赋予凹凸形状的凹凸形状赋予工序；对通过上述凹凸形状赋予工序形成一体的生片以及片状部件进行加热，使上述片状部件消失，烧制上述生片的加热工序。根据第I专利技术，通过生片成形工序，对含有构成选择出的层构造体的材料的生料进行调合，对生片进行成形，通过凹凸形状赋予工序使生片与由经加热会消失的材料构成且具有凹凸形状的片状部件形成一体，在生片表面赋予凹凸形状，通过加热工序，对形成一体的生片以及片状部件进行加热，使片状部件消失，烧制生片，制造出层构造体。由此，在构成全固体电池时，能够使选择出的层构造体和邻接的层构造体的界面成为凹凸形状，所以能够增大界面的面积，并且能够起到固定效果，所以能够提供可提高界面强度，且能够防止界面中的剥离等的层构造体。另外，由于能够使界面的面积增大，所以能够提供可降低界面阻抗的层构造体。另外，由于使生片以及片状部件形成一体，所以在生片表面赋予凹凸形状时无需模具的脱模，所以没有脱模时生片破裂等使成品率降低的顾虑。另外，由于片状部件加强生片，所以容易操作，没有生片破裂等使成品率降低的顾虑。而且，本制造方法由简单的工序构成，所以能够降低制造成本。在第2专利技术中，在第I层构造体的制造方法中，使用如下技术手段，即、上述片状部件由树脂材料制成。如第2专利技术所示，若使片状部件由树脂材料制成，则具有适当的硬度、强度，所以能够准确赋予生片凹凸形状，并且容易制成所希望的形状，也容易操作。在第3专利技术中，在第I或者第2专利技术的层构造体的制造方法中，使用如下技术手段，即、在上述凹凸形状赋予工序中，通过将片状部件向生片按压而使它们形成一体。根据第3专利技术，在凹凸形状赋予工序中，由于将片状部件向生片按压而使它们形成一体，所以能够通过辊式压力机、带式压力机等简单的按压方法可靠地向生片赋予凹凸形状。在第4专利技术中，在第I至第2专利技术的任意一个层构造体的制造方法中，使用如下技术手段，即、在上述生片成形工序中，由刮匀涂装法形成生片。如第4专利技术所示，若在生片成形工序中采用刮匀涂装法，则能够均质地形成较厚的膜，所以优选。在第5专利技术中，在第4专利技术的层构造体的制造方法中，使用如下技术手段，即、上述片状部件是在刮匀涂装法中使用的载片。如第5专利技术，由于作为片状部件使用在刮匀涂装法中使用的载片，所以使生片成形的同时也能够赋予凹凸形状。由于能够同时进行生片成形工序和凹凸形状赋予工序，所以高效，由于无需另行准备片状部件，所以能够降低制造成本。在第6专利技术中，在第I至第5专利技术的任意一个层构造体的制造方法中，使用如下技术手段，即、对生片表面赋予的凹凸形状是凹割形状。根据第6专利技术，由于对生片表面赋予的凹凸形状是凹割(under cut)形状，所以能够进一步提高固定效果，能够进一步提高界面强度。另外，难以通过其他的制造方法形成这样的凹割形状。在第7专利技术中，使用如下技术手段，即、全固体电池具备通过第I至第6专利技术的任意一项的层构造体的制造方法制造出的层构造体。如第7专利技术所示，能够将具备通过本专利技术的层构造体的制造方法制造出的层构造体的固体电池，作为层间的界面强度提高的、可靠性高、使界面阻抗降低的高性能的全固体电池。在第8专利技术中，使用如下技术手段，即、一种层构造体的制造装置，是制造从构成全固体电池的固体电解质层、正极活性物质层以及负极活性物质层选择出的层构造体的层构造体的制造装置，具备凹凸形状赋予单元，该凹凸形状赋予单元使生片与具有凹凸形状的片状部件形成一体，并在生片表面赋予凹凸形状，上述生片用于形成构成上述选择本文档来自技高网...

【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：长坂政彦，中岛章五，野泽孝行，杉野修，三岛育人，
申请(专利权)人：新东工业株式会社，
类型：
国别省市：