电池以及电池的制造方法技术

本公开的电池具备集电体、与所述集电体接触的电极层、包含固体电解质的固体电解质层和包含封止材料的封止层，所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池以及电池的制造方法


[0001]本公开涉及电池以及电池的制造方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1和2中均记载了一种具备与电池元件接触的封止层的全固体电池。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017
‑
73374号公报
[0006]专利文献2：日本特开2016
‑
33880号公报

技术实现思路

[0007]在使用了固体电解质的电池中，有时出于抑制水分向电池内部的侵入、维持结构从而防止由集电体彼此的接触所致的短路等等的目的而设置封止层。
[0008]在现有技术中，期望确保具备封止层的电池的机械强度。要确保电池的机械强度的话，充分确保封止层的封止强度是重要的。
[0009]本公开提供一种电池，其具备：
[0010]集电体；
[0011]与所述集电体接触的电极层；
[0012]包含固体电解质的固体电解质层；和
[0013]包含封止材料的封止层，
[0014]所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。
[0015]根据本公开，能够充分确保封止层的封止强度。
附图说明
[0016]图1A是本公开的一个实施方式涉及的全固体电池的概略截面图。
[0017]图1B是变形例涉及的全固体电池的概略截面图。
[0018]图2是表示电池的制造方法的一例的流程图。
[0019]图3是表示集电体的退火软化曲线的图。
具体实施方式
[0020](成为本公开的基础的见解)
[0021]从电池的大面积化、连续生产和大量生产的观点出发，对将涂敷工艺应用于全固体电池的制造进行了研究。在涂敷工艺中，通过使原料粉末分散于溶剂来制备浆料。通过利用丝网印刷法、模涂法等涂敷方法将浆料涂敷于集电体，从而形成涂敷膜。通过使用了干燥炉等的热工艺而使溶剂从涂敷膜中挥发。由此，得到具有集电体和电极层的电极板。
[0022]将包含固体电解质的浆料涂敷于电极板上，形成涂敷膜。通过使涂敷膜干燥，从而
在电极板上形成固体电解质层。通过使作为正极的电极板和作为负极的电极板相对并进行压制，从而得到全固体电池。电极板也有时为了使电池的性能提高而在涂敷包含固体电解质的浆料之前被压制。
[0023]根据本专利技术人的深入研究，有时经过上述的工序而制造的全固体电池发生翘曲。
[0024]压制力的一部分成为在与压制方向正交的方向上使电极层和/或固体电解质层变形的力。在压制温度比规定温度低的情况下，电极板向上翘曲成凸形状或向下翘曲成凸形状。在电极层位于上方、集电体位于下方的情况下，电极板向上翘曲成凸形状。在电极层位于下方、集电体位于上方的情况下，电极板向下翘曲成凸形状。这些翘曲由于是将集电体和封止层拉离开的方向的变形，因此使封止层的封止强度降低。另外，在翘曲量大的情况下，也有电极层发生裂纹、电极层从集电体剥离等等的可能性。其结果，电池的内阻增加、离子传导性降低等等从而损害电池的性能。
[0025](本公开涉及的一个方式的概要)
[0026]本公开的第1方式涉及的电池，具备：
[0027]集电体；
[0028]与所述集电体接触的电极层；
[0029]包含固体电解质的固体电解质层；和
[0030]包含封止材料的封止层，
[0031]所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。
[0032]根据第1方式，能够容易地得到抑制了翘曲的电池。
[0033]在本公开的第2方式中，例如，在第1方式涉及的电池中，可以在将在25℃下的所述集电体的抗拉强度设为100％时，所述集电体的所述退火软化温度可以为所述集电体的所述抗拉强度变为90％时的温度。
[0034]在本公开的第3方式中，例如，在第1方式或第2方式涉及的电池中，所述集电体的退火软化曲线可以具有拐点。根据第3方式，容易实现可靠性高的电池。
[0035]在本公开的第4方式中，例如，在第1方式～第3方式的任一项涉及的电池中，所述电极层和所述固体电解质层可以互相层叠，所述封止层可以与选自所述电极层的侧面和所述固体电解质层的侧面中的至少一者接触。根据这样的结构，能够更充分地确保封止层的封止强度。
[0036]在本公开的第5方式中，例如，在第1方式～第4方式的任一项涉及的电池中，所述集电体可以含有铜。由于铜或铜合金具有优异的电子传导性，因此适合作为电池的集电体的材料。
[0037]在本公开的第6方式中，例如，在第1方式～第5方式的任一项涉及的电池中，所述封止材料可以包含热塑性树脂。通过使用热塑性树脂，材料选择的范围扩大。
[0038]在本公开的第7方式中，例如，在第6方式涉及的电池中，所述热塑性树脂可以包含聚酰亚胺。通过使用聚酰亚胺之类的玻璃化转变温度高的热塑性树脂作为封止材料，即使在压制温度高的情况下也能够维持封止层的封止强度。
[0039]在本公开的第8方式中，例如，在第1方式～第7方式的任一项涉及的电池中，所述电极层可以包含电极活性物质和固体电解质。若在包含电极活性物质的同时包含固体电解质，则能够提高电极层中的离子传导性。
[0040]本公开的第9方式涉及的电池的制造方法包括以下步骤：
[0041]将包含集电体、电极层和固体电解质层的发电要素加热至压制温度；和
[0042]在所述压制温度下对所述发电要素进行压制，
[0043]所述压制温度比所述集电体的退火软化温度高。
[0044]在比集电体的退火软化温度高的温度下进行压制的情况下，在电极层伸长时，集电体也发生塑性变形。因此，能抑制电极板的翘曲。
[0045]在本公开的第10方式中，例如，第9方式涉及的电池的制造方法可以还包括以与所述发电要素接触的方式配置封止材料的步骤，在将所述发电要素加热至所述压制温度时，所述封止材料也可以被加热至所述压制温度，在对所述发电要素进行压制时，在所述压制温度下所述封止材料也可以被压制。根据第10方式，能够容易地制造本公开的电池。
[0046]在本公开的第11方式中，例如，在第10方式涉及的电池的制造方法中，所述封止材料的玻璃化转变温度可以比所述集电体的所述退火软化温度高。根据第11方式，封止层的形状被保持，其强度也被维持。
[0047]在本公开的第12方式中，例如，在第11方式涉及的电池的制造方法中，所述压制温度可以比所述封止材料的所述玻璃化转变温度低。根据第12方式，能充分地确保封止层的封止强度，因此能够提供具有高的机械强度的全固体电池。
[0048](实施方式)
[0049]以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开并不被以下的实施方式限定。
[0050][全固体电池的构成][0051]图1A是一个实施方式涉及的全固体电池10的概略截面图。如图1A所示，全固体电池10具备正极11、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】1.一种电池，具备：集电体；与所述集电体接触的电极层；包含固体电解质的固体电解质层；和包含封止材料的封止层，所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。2.根据权利要求1所述的电池，在将在25℃下的所述集电体的抗拉强度设为100％时，所述集电体的所述退火软化温度为所述集电体的所述抗拉强度变为90％时的温度。3.根据权利要求1或2所述的电池，所述集电体的退火软化曲线具有拐点。4.根据权利要求1～3的任一项所述的电池，所述电极层和所述固体电解质层互相层叠，所述封止层与选自所述电极层的侧面和所述固体电解质层的侧面中的至少一者接触。5.根据权利要求1～4的任一项所述的电池，所述集电体含有铜。6.根据权利要求1～5的任一项所述的电池，所述封止材料包含热塑性树脂。7.根据权利要求6所述的电池，所述热塑性树脂包...

【专利技术属性】
技术研发人员：森冈一裕，筒井靖贵，河濑觉，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：