固体电池制造技术

本发明专利技术提供一种固体电池，能够降低内阻和防止短路。本发明专利技术的固体电池具备一个以上的包括隔着固体电解质层层叠的正极层和负极层的电池构成单元，正极层和负极层在俯视下具有中央部和包围中央部的外缘部，正极层和负极层中的至少一方为1.05≤(外缘部的膜厚的最大值)/(中央部的平均膜厚)<1.34，(固体电解质层的平均膜厚)/(中央部的平均膜厚)>0.35。均膜厚)/(中央部的平均膜厚)>0.35。均膜厚)/(中央部的平均膜厚)>0.35。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电池


[0001]本专利技术涉及一种固体电池。

技术介绍

[0002]近年来，电池作为移动电话、便携式个人计算机等便携式电子设备的电源的需求大幅增加。在用于这样的用途的电池中，作为用于使离子移动的介质，一直以来使用有机溶剂等电解质(电解液)。但是，在上述的构成的电池中，存在电解液漏出这样的危险性。另外，用于电解液的有机溶剂等为可燃性物质。因此，要求提高电池的安全性。因此，为了提高电池的安全性，作为电解质，使用了固体电解质来代替电解液的固体电池的研究正在进行。
[0003]例如，在专利文献1中记载了如下内容：在具有隔着固体电解质层叠的多个电极层的固体电池中，通过使位于电极层的中心部侧的区域的厚度比位于电极层的端部侧的区域的厚度薄，能够抑制电极面内的温度分布的偏差。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2008
‑
78109号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的技术问题
[0008]为了固体电池的实用化，为了提高输出密度，需要降低内阻。作为降低内阻的一个方法，考虑到减小电极层的间隔。例如，在专利文献1的方法中，由于使位于电极层的中心部侧的区域的厚度比位于电极层的端部侧的区域的厚度薄，所以在端部电极层的间隔变小，能够降低内阻。然而，存在容易引起在端部的电极层间的短路的问题。
[0009]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够降低内阻和防止短路的固体电池。
[0010]用于解决技术问题的技术方案
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术的固体电池，其特征在于，所述固体电池具备一个以上的包括隔着固体电解质层层叠的正极层和负极层的电池构成单元，在俯视下，所述正极层和所述负极层具有中央部和包围所述中央部的外缘部，所述正极层和所述负极层中的至少一方为1.05≤(外缘部的膜厚的最大值)/(中央部的平均膜厚)<1.34，(固体电解质层的平均膜厚)/(中央部的平均膜厚)>0.35。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能够提供一种能够降低内阻和防止短路的固体电池。
附图说明
[0014]图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的固体电池的结构的一例的示意立体图。
[0015]图2是沿着图1的固体电池的II
‑
II
’
线的示意纵剖视图。
[0016]图3是表示图1的固体电池的正极层的结构的一例的示意剖视图和示意俯视图。
[0017]图4是表示本专利技术的实施方式2所涉及的固体电池的结构的一例的示意剖视图。
[0018]图5是表示本专利技术的实施方式3所涉及的固体电池的结构的一例的示意剖视图。
具体实施方式
[0019]本专利技术中所说的“固体电池”广义上是指其构成要素由固体构成的电池，狭义上是指其构成要素(特别优选全部的构成要素)由固体构成的全固体电池。在一个优选的方式中，本专利技术中的固体电池是以形成电池构成单元的各层相互层叠的方式构成的层叠型固体电池，优选为这样的各层由烧成体构成。需要说明的是，“固体电池”不仅包括能够反复充电以及放电的所谓的“二次电池”，还包括仅能够放电的“一次电池”。在本专利技术的一个优选的方式中，“固体电池”是二次电池。“二次电池”并不过分拘泥于该名称，例如也可以包括“蓄电设备”等电化学设备。
[0020]本说明书中所说的“俯视”是指沿着基于构成固体电池的电极层叠体的层叠方向的厚度方向从上侧或下侧观察对象物时的状态(俯视图或仰视图)。另外，本说明书中所说的“剖视”是指从相对于基于构成固体电池的电极层叠体的层叠方向的厚度方向大致垂直的方向观察时的截面状态(剖视图)。在本说明书中直接或间接使用的“上下方向”以及“左右方向”分别相当于图中的上下方向以及左右方向。除非另有说明，相同的附图标记或记号表示相同的部件
·
部位或相同的意思内容。
[0021](实施方式1)
[0022]对于本专利技术的一个方式所涉及的固体电池A的构成，参照图1～3进行说明。固体电池A具有：大致矩形体状的电池元件1，具有对置的第一端面1A和第二端面1B，以及配置在第一端面1A和第二端面1B之间的周面1C；第一外部电极2，覆盖第一端面1A和周面1C的第一端面1A侧；以及第二外部电极3，覆盖第二端面1B和周面1C的第二端面1B侧。
[0023][固体电池的构成][0024]固体电池是由多个电极层构成的电极层叠体，该多个电极层是将正极层和负极层这样的极性不同的两个电极层隔着固体电解质层交替层叠而成的，该固体电池具备一个以上的由正极层/固体电解质层/负极层构成的电池构成单元，并根据需要而具备中间层和外包装材料(以下，将一个以上的电池构成单元称为电池元件，将具备中间层和外包装材料的电池元件称为外包装电池元件)。如图2所示，正极层4和负极层5向彼此相反的方向引出，分别在第一端面1A和第二端面1B露出，分别与第一外部电极2(正极端子)和第二外部电极3(负极端子)连接。另外，在正极层4的底面设置有集电体层7。此外，在电池构成单元U1的最上层的负极层5的上表面设置有中间层8，在电池构成单元的最下层的正极层4的集电体层7的底面设置有中间层9。此外，在中间层8的上表面设置有外包装材料10A，在中间层9的底面设置有外包装材料10B。此外，在覆盖负极层5的上表面的中间层8的伸出部分与固体电解质层6之间设置外包装材料10D，保护负极层5的端面。另外，在覆盖集电体层7的底面的中间层9的伸出部分与固体电解质层6之间设置有外包装材料10C，保护正极层4的第二端面1B侧的端面和集电体层7的端面。另外，在集电体层7的第一端面1A侧的伸出部分与固体电解质层6之间设置有外包装材料10C，保护正极层4的第一端面1A侧的端面。需要说明的是，在图2中，示出了电池元件1包括一个电池构成单元的例子，但电池构成单元的数量并不限定于此。
[0025](电极层)
[0026]在俯视下，构成电极层的正极层和负极层在上表面和/或底面具有中央部和包围中央部的外缘部。图3是表示电极层的结构的一例的示意剖视图和示意俯视图，示出了图2的正极层4的例子。
[0027]如后所述，固体电池能够使用丝网印刷等印刷法来制造。本专利技术人等着眼于在基材的两端部使用丝网等设置非涂布部的印刷法中涂布层的端部(耳部)隆起的现象(耳高)，发现通过控制该端部的厚度，能够降低内阻和防止短路。电极层、例如表示一例的正极层4在上表面具有中央部4A和包围中央部4A的隆起区域即外缘部4B。换言之，正极层4的外缘部4B相对于中央部4A朝向固体电解质层6侧突出(隆起)。在此，中央部是指包括在与电池构成单元的层叠方向正交的方向上画出的假想的中心线CL的区域，是被外缘部包围的区域。涂布层的耳部在刚涂布后具有角状的截面形状，但在层叠时通过加压而变形，成为如图3所示的被压扁的截面形状。外缘部4B的宽度a在将正极层4的长度设为L时，a/L为0.03以上且0.3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】1.一种固体电池，具备一个以上的电池构成单元，所述电池构成单元包括隔着固体电解质层层叠的正极层和负极层，在俯视下，所述正极层和所述负极层具有中央部和包围所述中央部的外缘部，所述正极层和所述负极层中的至少一方为1.05≤(外缘部的膜厚的最大值)/(中央部的平均膜厚)<1.34，(固体电解质层的平均膜厚)/(中央部的平均膜厚)>0.35。2.根据权利要求1所述的固体电池，其中，所述正极层和所述负极层中的至少一方为(固体电解质层的平均膜厚)
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{(外缘部的膜厚的最大值)
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(中央部的平均膜厚)}>0。3.根据权利要求1或2所述的固体电池，其中，所述正极层以及所述负极层为1.05≤(外缘部的膜厚的最大值)/(中央部的平均膜厚)<1...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛护，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：