固体电池制造技术

提供一种固体电池。该固体电池具有固体电池层叠体，所述固体电池层叠体具备至少一个电池结构单元，所述电池结构单元具备正极层、负极层以及介于所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，所述固体电池具备分别设置在所述固体电池层叠体的相对的侧面上的正极端子以及负极端子的外部端子，所述正极层以及所述负极层中的至少一方的电极层在与所述外部端子的边界区域中具有所述电极层的活性物质部和绝缘部相互层叠的结构，在剖视观察中所述绝缘部以套筒状覆盖所述活性物质部。缘部以套筒状覆盖所述活性物质部。缘部以套筒状覆盖所述活性物质部。

【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。更具体而言是涉及一种在固体电池的电极层与外部端子的边界区域中在电极层上层叠有绝缘部的固体电池。

技术介绍

[0002]以往，能够反复充放电的二次电池被用于各种用途。例如，二次电池被用作智能手机以及笔记本电脑等电子设备的电源。
[0003]在二次电池中，一般使用液体电解质作为用于有助于充放电的离子移动的介质。即，所谓的“电解液”被用于二次电池。然而，在这样的二次电池中，在防止电解液漏出的方面一般要求安全性。另外，由于用于电解液的有机溶剂等是可燃性物质，因此在这一点上也要求安全性。
[0004]因此，对使用了固体电解质来代替电解液的固体电池进行了研究。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2019
‑
87347号公报。

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]本申请的专利技术人注意到在以往的固体电池中存在需要克服的技术问题，并且发现有必要采取相应的措施。具体而言，本申请的专利技术人发现存在以下的技术问题。
[0010]例如，如图12所示，以往的固体电池100具有固体电池层叠体150，所述固体电池层叠体150沿着层叠方向具备至少一个电池结构单元，所述电池结构单元具备正极层110、负极层120以及至少介于它们之间的固体电解质层130。此外，固体电池100具备设置于固体电池层叠体150的相对的侧面或端面(更具体而言是左右的侧面或端面)的正极端子160A以及负极端子160B作为外部端子。正极端子160A与正极层110电连接，负极端子160B与负极层120电连接。
[0011]例如，如图12所示，在以往的固体电池100中，在正极层110与负极端子160B之间、负极层120与正极端子160A之间，为了防止电短路，能够分别设置绝缘部140(或者也可以称为电极分离部或空白层)。
[0012]在此，期望固体电池大致各层通过烧成而形成，甚至固体电池层叠体形成一体烧结体，所以固体电池层叠体优选通过丝网印刷法等印刷法和使用生片的生片法等层叠化技术来制造。
[0013]但是，通过本申请的专利技术人的研究可知，通过这样的层叠化技术，特别是利用了印刷法等的固体电池的制造方法，在各层的层叠阶段，即“正极层”、“负极层”以及“固体电解质层”的层叠和“绝缘部”的形成中，容易发生例如以下的(1)～(3)那样的问题(同时参照图12)。
[0014](1)电极层间的短路
[0015]在绝缘部的附近，在通过印刷法等形成正极层110时，正极层110(具体而言是用于形成正极层110的糊剂)隆起或鼓起，接近位于层叠方向的上方而形成的负极层120，容易电短路。另外，同样地，在通过印刷法等形成负极层120时，负极层120(具体而言是用于形成负极层120的糊剂)隆起或鼓起，与位于层叠方向的上方而形成的正极层110接近，容易发生电短路。
[0016](2)电极层与外部端子之间的短路
[0017]在绝缘部的附近，当通过印刷法等形成正极层110时，正极层110(具体而言是用于形成正极层110的糊剂)延伸到负极端子160B侧，接近负极端子160B，容易发生电短路。另外，同样地，在通过印刷法等形成负极层120时，负极层120(具体而言是用于形成负极层120的糊剂)延伸到正极端子160A侧，接近正极端子160A，容易发生电短路。
[0018](3)电极层的剥离
[0019]在绝缘部的附近，在结构上，在固体电池的制造时以及固体电池的充放电时容易发生正极层110的物理剥离，特别是层间剥离。另外，同样地，负极层120在绝缘部的附近也容易发生物理剥离，特别是层间剥离。
[0020]可以认为上述问题均导致固体电池的性能降低。
[0021]另外，通过本申请的专利技术人的研究可知，例如如图13所示，在集电层(更具体而言是正极集电层211等)能够配置在电极层内、由此电极层多层化的情况下，上述问题变得特别显著。
[0022]本申请专利技术是鉴于上述技术问题而完成的。即，本专利技术的主要目的在于提供一种可以进一步抑制电极层间的短路、电极层与外部端子之间的短路、电极层的剥离的固体电池。
[0023]用于解决问题的方案
[0024]本申请的专利技术人等试图通过在新的方向上采取措施来解决上述技术问题，而不是在现有技术上延伸来采取措施。其结果是，完成了可以实现上述主要目的的固体电池的专利技术。
[0025]在本专利技术中，提供一种固体电池，所述固体电池具有固体电池层叠体，所述固体电池层叠体例如沿着层叠方向具备至少一个电池结构单元，所述电池结构单元具备正极层、负极层以及介于该正极层与该负极层之间的固体电解质层，所述固体电池具备分别设置在所述固体电池层叠体的相对的侧面(更具体而言是如图示的方式那样为左右的侧面)上的正极端子以及负极端子的外部端子，所述正极层以及所述负极层中的至少一方的电极层在与所述外部端子的边界区域中具有所述电极层的活性物质部和绝缘部相互层叠的结构，在剖视观察中所述绝缘部以套筒状覆盖所述活性物质部。
[0026]例如，如图1所示，本专利技术的一个实施方式所涉及的固体电池，其特征在于，电极层(1，2)具有在与外部端子6的边界区域X中、至少一个电极层(1，2)中可包含的活性物质部(1'，2')与绝缘部4或其一部分相互层叠的结构，在剖视观察中，绝缘部4以“套筒状”覆盖活性物质部(1'，2')。换言之，其特征在于，在至少一个电极层(1，2)中，绝缘部4，特别是其“套筒状”的部分(S)与电极层(1，2)，特别是活性物质部(1'，2')上下重叠，使得绝缘部4能够配置在电极层(1，2)的层叠方向的外侧或上下方向，其中特别是在电极层(1，2)的主表面、尤
其是在活性物质部(1'，2')的主表面相接。
[0027]专利技术的效果
[0028]在本专利技术中，可以得到进一步抑制了电极层间的短路、电极层与外部端子之间的短路、电极层的剥离的固体电池。需要说明的是，本说明书中记载的效果仅是示例，并不限定于此，另外，也可以具有附加的效果。
附图说明
[0029]图1是示意性地示出本专利技术的一个实施方式所涉及的固体电池的边界区域的概略剖视图。
[0030]图2是示意性地示出本专利技术的第一实施方式所涉及的固体电池的概略剖视图。
[0031]图3是示意性地示出本专利技术的第一实施方式所涉及的固体电池的边界区域的概略剖视图。
[0032]图4是示意性地示出本专利技术的第二实施方式所涉及的固体电池的概略剖视图。
[0033]图5是示意性地示出本专利技术的第二实施方式所涉及的固体电池的边界区域的概略剖视图。
[0034]图6是示意性地示出本专利技术的第三实施方式所涉及的固体电池的概略剖视图。
[0035]图7是示意性地示出本专利技术的第三实施方式所涉及的固体电池的边界区域的概略剖视图。
[0036]图8是示意性地示出本专利技术的第四实施本文档来自技高网...

【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，所述固体电池具有固体电池层叠体，所述固体电池层叠体具备至少一个电池结构单元，所述电池结构单元具备正极层、负极层、以及介于所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，所述固体电池具备分别设置在所述固体电池层叠体的相对的侧面上的正极端子以及负极端子的外部端子，所述正极层以及所述负极层中的至少一方的电极层在与所述外部端子的边界区域中具有所述电极层的活性物质部和绝缘部相互层叠的结构，在剖视观察中所述绝缘部以套筒状覆盖所述活性物质部。2.根据权利要求1所述的固体电池，在所述边界区域中，以在剖视观察中在层叠方向上从上下夹持所述活性物质部的方式设置有所述绝缘部。3.根据权利要求1或2所述的固体电池，所述正极层在所述边界区域中与所述正极端子电连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电池，在剖视观察中，所述绝缘部的所述套筒状的部分的长度相对于所述电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野广一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：