电池间分离结构体和包括该电池间分离结构体的层叠型固体二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种电池间分离结构体和包括该电池间分离结构体的层叠型固体二次电池，所述电池间分离结构体能使构成层叠型固体二次电池的多个单电池彼此进行电连接，并且在相邻的两个单电池中，能对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘。电池间分离结构体是在层叠型固体二次电池(10)中配置于分别包括依次重叠的正极层(1)、固体电解质层(3)、以及负极层(2)的多个单电池之间的电池间分离结构体。该电池间分离结构体包括：绝缘层(4)，该绝缘层(4)对多个单电池进行不可相互导电且不可相互离子传导的绝缘；导电部(5)，该导电部(5)形成于绝缘层(4)内，且使多个单电池相互进行电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电池间分离结构体和包括该电池间分离结构体的层叠型固体二次电池，尤其涉及在层叠型二次电池中用于将单电池串联连接的电池间分离结构体和包括该电池间分离结构体的层叠型固体二次电池。
技术介绍
近年来，使用电池、特别是二次电池来作为移动电话、便携式个人计算机等便携式电子设备的电源。作为二次电池的一个示例，已知有锂离子二次电池，相对来说其具有较大的能量密度。在这样的二次电池中，一直以来使用有机溶剂等液体电解质(电解液)来作为用于使离子移动的介质。但是，在使用电解液的二次电池中，存在电解液泄漏等的问题。为此，正在开发一种使用固体电解质、将所有的构成要素用固体构成的层叠型固体二次电池。作为这样的层叠型固体二次电池的结构，例如，在日本专利特开2004-158222 号公报(以下称为专利文献1)中揭示了一种将薄膜固体锂离子二次电池作为一个单元 (cell)、将该电池单元重叠多层所构成的多层层叠电池的结构。在专利文献1所揭示的一个结构中，将正极层、固体电解质层、负极层、及集电层进行层叠而构成发电要素，在层叠有多个该发电要素的层叠型固体二次电池中，无需在各个发电要素之间使用新的绝缘层，而利用集电层(金属膜)对于离子传导成为绝缘膜的功能，在一个基板上依次层叠各层即可构成层叠型固体二次电池。在专利文献1所揭示的另一个结构中，将正极层、固体电解质层、负极层、及集电层进行层叠而构成发电要素，经由对于导电和离子传导呈绝缘性的绝缘层而层叠多个该发电要素的层叠型固体二次电池中，将设于集电层的外周缘部的引出凸片(tab)配置成沿与层叠体方向垂直的方向引出至层叠体的外侧，在这些引出凸片上设有贯通绝缘层的连接用通孔，通孔中埋入有金属电极可进行连接，根据这些连接的组合，能选择串联型、并联型、及串并联型的连接。现有技术文献专利文献1 日本专利特开2004-158222号公报
技术实现思路

技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献1所揭示的一个层叠型固体二次电池的结构中，通过在集电层的一面配置正极层、在集电层的另一面配置负极层，能使单电池经由集电层进行串联电连接。然而，在该层叠型固体二次电池中，正极层和负极层经由集电层进行离子传导的情况下，由于仅有离子导通的正极层和负极层进行放电，因此，层叠型固体二次电池的电池特性显著下降。此外，为了使集电层的离子传导性实质上成为绝缘，需要在将集电层做成没有气孔的连续膜、或充分确保集电层的厚度等方面作出努力。在前者的情况下，难以应用作为形成集电层的方法而一般所采用的溅射法或导电材料的丝网印刷等的制作方法。在后者的情况下， 存在构成集电层的导电材料(金属糊料等)的使用量增多的问题。另一方面，在专利文献1所揭示的另一个层叠型固体二次电池中，利用绝缘层对各单电池进行不可导电且不可离子传导的绝缘，利用配置于单电池外侧的引出凸片将各单电池进行串联电连接及/或并联电连接。由于为了对各单电池进行不可导电且不可离子传导的绝缘而采用了绝缘层，因此，即使在集电层实质上具有离子传导性的情况下，正极层和负极层也无法经由集电层进行离子传导的导通。由此，能防止层叠型固体二次电池的电池特性的下降。然而，由于在单电池外侧使用配置于每个单电池的引出凸片对单电池进行电连接，因此，需要与单电池基本相同数量的引出凸片。此外，需要在层叠型固体二次电池中具备用于配置引出凸片的容积。为此，本专利技术的目的在于提供一种电池间分离结构体和包括该电池间分离结构体的层叠型固体二次电池，上述电池间分离结构体能使构成层叠型固体二次电池的多个单电池彼此进行电连接，而且在相邻的两个单电池中，能对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的电池间分离结构体是在层叠型固体二次电池中配置于分别包括依次重叠的正极层、固体电解质层、以及负极层的多个单电池之间的电池间分离结构体。该电池间分离结构体包括绝缘部，该绝缘部对多个单电池进行不可相互导电且不可相互离子传导的绝缘；以及导电部，该导电部形成于绝缘部内，且使多个单电池相互进行电连接。若将本专利技术的电池间分离结构体配置于构成层叠型固体二次电池的多个单电池之间，则将多个单电池经由在内部形成有具有导电性的导电部的绝缘层进行层叠。由此，无论有无集电层，只需导电部中使用的少量的导电材料即可在相邻的两个单电池中高效地对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘。此外，能使与绝缘层相邻接的两个单电池进行电连接。因此，能在尽可能地减少引出凸片等外部集电构件的情况下，使构成层叠型固体二次电池的单电池进行电连接，且无论有无集电层，均能高效地对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘，因此，能向层叠型固体二次电池提供空间利用率和成本均较佳的电池间分离结构体。优选在本专利技术的电池间分离结构体中，绝缘部和导电部由共烧结所形成。此外，优选在本专利技术的电池间分离结构体中，导电部含有填充于形成于绝缘部的至少一个通孔内的导电材料。通过具有上述结构，能减少导电部中使用的导电材料的使用量，且能使导电部的电阻降至最小限度。而且，优选在本专利技术的电池间分离结构体中，导电材料包含从包括导电性氧化物及金属的组中选出的至少一种材料。优选在本专利技术的电池间分离结构体中，在绝缘部形成有通孔的情况下，在绝缘部形成第一通孔和第二通孔，通过分别对第一通孔和第二通孔内填充导电材料而形成的第一导电部和第二导电部彼此进行电连接。通过这样对同一个绝缘部内配置多个导电部，能减少流过一个导电部的电流值，降低绝缘层的层叠方向的电阻。而且，通过使将导电材料填充在通孔内而形成的多个导电部在同一绝缘部内进行电连接，从而使流过各导电部的电流值得到平均。其结果是，能进一步降低绝缘层的层叠方向的电阻。本专利技术的层叠型固体二次电池包括多个单电池，该多个单电池分别包括依次重叠的正极层、固体电解质层、以及负极层；以及具有上述任一项特征的电池间分离结构体， 该电池间分离结构体配置于该多个单电池之间。在具有上述结构的层叠型固体二次电池中，由于电池间分离结构体配置于多个单电池之间，因此，将多个单电池经由内部形成有具有导电性的导电部的绝缘层进行层叠。由此，无论有无集电层，只需导电部中使用的少量的导电材料即可在相邻的两个单电池中高效地对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘。此外，能使与绝缘层相邻接的两个单电池进行电连接。因此，能在尽可能地减少引出凸片等外部集电构件的情况下，使构成层叠型固体二次电池的单电池进行电连接，且无论有无集电层，均能高效地对正极层和负极层进行不可离子传导的绝缘，因此，能获得空间利用率和成本均较佳的层叠型固体二次电池。优选在本专利技术的层叠型固体二次电池中，单电池还包含具有导电性的集电层，在单电池中，在配置于电池间分离结构体一侧的正极层或负极层的至少一个极层上配置有所述集电层。由此，通过在与绝缘层相邻接的正极层(或负极层)上配置具有导电性的集电层， 能使流过集电层内的电流在面方向(与层叠方向垂直的方向)上得到平均，从而能抑制在单电池内出现局部电流集中。其结果是，能降低层叠型固体二次电池的电阻。因此，只要集电层在面方向(与层叠方向垂直的方向)上能进行导电，无论集电层的厚度如何，均能获得上述效果，因此，能在面方向(与层叠方向垂直的方向)上能进行导电的范围内将集电层的厚度做得极薄。而且，由于集电层本文档来自技高网...

【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：尾内倍太，渡边浩一，西田邦雄，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：