CN103262330A - 固体电池 - Google Patents

固体电池 Download PDF

Info

Publication number
CN103262330A
CN103262330A CN2011800604523A CN201180060452A CN103262330A CN 103262330 A CN103262330 A CN 103262330A CN 2011800604523 A CN2011800604523 A CN 2011800604523A CN 201180060452 A CN201180060452 A CN 201180060452A CN 103262330 A CN103262330 A CN 103262330A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
layer
anodal
connecting portion
solid state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800604523A
Other languages
English (en)
Inventor
重松悟史
山田和弘
远藤正则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN103262330A publication Critical patent/CN103262330A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种安装型固体电池,能够容易地将其安装到基板上,并且还能使该包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的安装型固体电池变小。固体电池(1)包括:电池层叠体、以及收纳该电池层叠体的壳体主体,其中,该电池层叠体通过依次层叠正极层(11)、固体电解质层(13)以及负极层(12)从而得以形成。壳体主体具有支承电池层叠体的基部(20)。正极层(11)与负极层(12)层叠在壳体主体的基部(20)延伸的方向上。

Description

固体电池
技术领域
本发明主要涉及一种固体电池,尤其涉及一种层叠有正极层、固体电解质层以及负极层的固体电池。
背景技术
使用了非水电解液的锂离子充电电池被用于小型电子设备用电源、存储器备用辅助电源等中。然而,采用上述结构的锂离子充电电池存在电解液漏出的危险。因此,若将采用上述结构的锂离子充电电池用于存储器备用辅助电源等中,则当所漏出的电解液弄湿周围的电路时,将会产生电路故障、误动作等问题。为了避免该问题,以往将锂离子充电电池与电路安装在不同的地方。
但是,近年来,在需要进一步小型化的电子设备中,将电池与电路安装在不同的地方会阻碍电子设备的小型化。因此,近年来,开发了可以与电路安装在同一基板上的电池。
例如,日本专利特开2002‐42885号公报(以下称作专利文献1)及日本专利特开2010‐118159号公报(以下称作专利文献2)中提出了一种可以与电路元器件一起安装在基板上的电池的结构。
在这些电池中,具有正极层、负极层、以及配置在它们之间的固体电解质层的电池层叠体被收纳于可安装到基板上的壳体(外包装体)中。另外,在这些电池中,对电池层叠体进行配置、并使其层叠在与基板的安装面垂直的方向上。即,进行层叠使得电池层叠体中的正极层或负极层位于电池层叠体的上表面。电池层叠体的正极层及负极层分别在壳体内通过引线接合、导电性粘接剂等与外部端子或集电体相连。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002‐42885号公报
专利文献2:日本专利特开2010‐118159号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的电池结构中,电池上设有IC芯片,并且通过开口部将IC芯片与电池的电极相连。在该情况下,由于电池上设有IC芯片,因此电池不够薄。另外,在将该电极与IC芯片以横向排列的方式安装到电路基板等上的情况下,通过开口部并利用引线接合等来使IC芯片与电池的电极相连,因此将会增大安装面积。由此,在该电池结构中,难以应对使电子设备进一步变小的需求。
另外,在专利文献2所记载的电池结构中,利用回流焊接等、使形成在壳体下表面的壳体连接电极部与基板上的电路布线等相连,从而将电池安装到基板上。该电池的壳体连接电极部位于壳体的下表面,因此不会增加安装面积,并且将其安装到基板上也较容易,其中,该壳体连接电极部与基板上的电路布线等相连。然而,即使在这种电池中,电池层叠体的电极与位于壳体下表面的壳体连接电极部也通过引线接合而相连接,因此难以使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的、安装型电池进一步变小。
因此,本发明的目的在于使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的、固体电池变小。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的固体电池包括:电池层叠体、以及收纳该电池层叠体的壳体主体,其中,该电池层叠体通过依次层叠有正极层、固体电解质层以及负极层从而得以形成。壳体主体具有支承电池层叠体的基部。正极层与负极层层叠在壳体主体的基部延伸的方向上。
在本发明的固体电池中,正极层与负极层层叠在壳体主体的基部延伸的方向上。因此,在将壳体主体的基部放置在基板的表面上时,能够将正极层与负极层排列并配置在基部表面延伸的方向上。由此,能够使正极层与负极层各自的表面与基板表面相对。因此,能够容易地将正极层及负极层分别与基板上的电路布线等相连,因此,例如在将电池安装到基板表面上时,能够容易地将电池安装到基板上。
另外,在壳体主体内,无需利用引线接合等来将电池层叠体的正极层及负极层、与基板上用于与电路布线等相连的连接端子部相连接。由此,能够使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的安装型固体电池变小。
在本发明的固体电池中,优选为,壳体主体的基部上形成有使壳体主体的内侧面与外侧面导通的电极连接部,并且电极连接部包含:与正极层相连的正极连接部、以及与负极层相连的负极连接部。由此,能够容易地将其安装到基板的表面上,并且还能够使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的安装型固体电池变小。
在上述情况下,优选为,在与正极连接部相连的一侧的正极层的表面上、以及在与负极连接部相连的一侧的负极层的表面上均形成有集电体层。
并且,在上述情况下,优选为,电池层叠体具有与基部表面相对的一个表面、以及该一个表面的相反侧的另一个表面,并且配置有绝缘层,并使该绝缘层与上述另一个表面相接触。
壳体主体优选为具有覆盖电池层叠体的盖部,并且在盖部与电池层叠体之间配置有上述绝缘层。
另外,也可以使壳体主体具有覆盖电池层叠体的盖部,而上述绝缘层形成盖部的一部分。
在未形成有上述绝缘层情况下,优选为,在与正极层相连的一侧上的正极连接部的表面上、以及在与负极层相连的一侧上的负极连接部的表面上均形成有凸点层。
在上述情况下,优选为,壳体主体具有覆盖电池层叠体的盖部。
发明效果
根据本发明,能够使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体的固体电池变小。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1中的固体电池的剖面的剖视图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式2中的固体电池的剖面的剖视图。
图3是示意性地表示本发明的实施方式3中的固体电池的剖面的剖视图。
图4是表示本发明的实施方式的固体电池中的电池层叠体的立体图。
图5是表示分别形成在本发明的固体电池中的电池层叠体的正极层以及负极层上的集电体层的图案(A)~(E)的图。
图6是表示在本发明的实施例中制成的固体电池中的电池层叠体的立体图。
图7示出了分别形成在由本发明的实施例制成的固体电池中的电池层叠体的正极层以及负极层上的集电体层的一个图案,是从图6的箭头标记VII的方向观察的图。
图8是表示在本发明的实施例中制成的固体电池的外观的立体图。
图9是表示在本发明的实施例中制成的固体电池中的壳体主体的基部的简要立体图。
图10是表示分别形成在由本发明的实施例制成的固体电池中的电池层叠体的正极层以及负极层上的集电体层的另一个图案的图。
图11是示意性地表示本发明的实施方式4中的固体电池的剖面的剖视图。
图12是示意性地表示本发明的实施方式5中的固体电池的剖面的剖视图。
实施方式
下面,对本发明的固体电池的实施方式进行说明。
如图1所示,在本发明的实施方式1中,安装型固体电池1包括:电池层叠体、以及收纳该电池层叠体的壳体主体,其中,该电池层叠体通过依次层叠有正极层11、固体电解质层13以及负极层12从而得以形成。该壳体主体由基部20及盖部30构成。电池层叠体被置于基部20的表面上、并由基部20支承。基部20上形成有正极连接部21及负极连接部22、以作为使壳体主体的内侧面与外侧面导通的电极连接部。电池层叠体配置于基部20的表面上,并使得正极连接部21与正极层11相连,并且,负极连接部22与负极层12相连。盖部30被配置成覆盖电池层叠体。基部20与盖部30利用缝焊等而相接合。正极层11、固体电解质层13、以及负极层12层叠在壳体主体的基部20延伸的方向上。配置有绝缘层40、并使其与电池层叠体的和基部20相对的一侧上的表面相反一侧的表面相接触。在实施方式1中,在电池层叠体与盖部30之间配置有绝缘层40。
如图2所示,在作为本发明的实施方式2的安装型固体电池2中,绝缘层40形成盖部30的一部分。固体电池2的其它结构与固体电池1相同。
如图3所示,在作为本发明的实施方式3的安装型固体电池3中,在电池层叠体的和基部20相对的一侧上的表面相反一侧的表面上未配置有绝缘层。但是,在正极层11与正极连接部21之间配置有正极凸点层51,在负极层12与负极连接部22之间配置有负极凸点层52。固体电池3的其它结构与固体电池1相同。
此外,在固体电池1~3中,在电池层叠体的外周面与壳体主体的盖部30的内周面之间存在缝隙,但也可以使电池层叠体的外周面无缝地紧贴于壳体主体的盖部30。壳体主体的基部20及盖部30由金属、陶瓷等形成。基部20也可以由氧化铝等陶瓷形成,而盖部30由可伐合金等(钴-镍-铁合金)等金属形成。绝缘层40由氧化铝等陶瓷、氟树脂(四氟乙烯树脂等)、聚酰亚胺树脂等合成树脂等形成。正极连接部21与负极连接部22由填充于形成在基部20上的通孔中的钨等金属形成。正极凸点层51与负极凸点层52由焊料、金等形成。
在如上述那样构成的本发明的固体电池1~3中,正极层11与负极层12层叠在壳体主体的基部20延伸的方向上。因此,在将壳体主体的基部20放置在基板的表面上时,能够将正极层11与负极层12排列并配置在基部表面延伸的方向上。由此,能够使正极层11与负极层12各自的表面与基板表面相对。其结果是,由于能够使正极层11与负极层12与基板的一个面直接连接,因此无需设置布线。因此,能够减小布线所需的面积。由此,能够容易地将正极层11及负极层12分别与基板上的电路布线等相连,因此能够容易地将固体电池1~3安装到基板上。
另外,在壳体主体内,无需利用引线接合等来分别将电池层叠体的正极层11及负极层12、与基板上作为用于与电路布线等相连的连接端子部的正极连接部21及负极连接部22相连接。由此,能够使包括电池层叠体及收纳电池层叠体的壳体主体的安装型固体电池1~3小型化。此外,由于能够在不增加安装面积的情况下分别将正极层及负极层与基板上的电路布线等相连接,因此在对本发明的固体电池1~3进行表面安装的情况下特别有效。
在固体电池1及2中,电池层叠体上配置有绝缘层40,因此绝缘层40起到将电池层叠体向壳体主体的基部20按压的作用。因此,能够防止壳体主体内的电池层叠体产生偏离。另外,在盖部30由金属形成的情况下,能够防止电短路。
图4所示的电池层叠体通过依次层叠有正极层11、固体电解质层13以及负极层12而得以形成。正极层11具有与正极连接部21(图1及图2)相连的一侧上的正极连接面11a,负极层12具有与负极连接部22(图1及图2)相连的一侧上的负极连接面12a
在图1及图2所示的固体电池1及2中,能够将图5所示那样的各种图案的集电体层60形成在作为电极连接面的正极连接面11a及负极连接面12a(图4)上。如图5(A)所示,集电体层60可以形成在电极连接面的整个表面。如图5(B)所示,集电体层60也可以形成在位于电极连接面中央部分的呈正方形的一部分表面上。如图5(C)所示,集电体层60也可以形成在位于一个端部、中央部、以及另一个端部上的多个(在图中为3个)呈正方形的一部分表面上。如图5(D)所示,集电体层60也可以在一个端部的两个部位、中央部的一个部位、另一个端部的两个部位的呈正方形的一部分表面上。如图5(E)所示,集电体层60也可以形成在位于电极连接面中央部分的呈长方形的一部分表面上。此外,对于集电体层60,在正极连接面11a及负极连接面12a上分别通过印刷法、溅射法等形成有金、银、铂等的金属层。集电体层60也可以由炭材料等的导电性物质形成。另外,配置有电池层叠体,并使得形成在正极连接面11a及负极连接面12a上的集电体层60、与形成在基部20上的正极连接部21及负极连接部22(图1及图2)各自的表面相重叠。
如图11所示,在本发明的实施方式4中,安装型固体电池4包括:三个串联连接的电池层叠体、以及收纳该三个电池层叠体的壳体主体,其中,该三个电池层叠体通过依次层叠有正极层11、固体电解质层13以及负极层12从而得以形成。壳体主体由基部20及盖部30构成。此外,在相邻的两个电池层叠体中,在一个电池层叠体的正极层11与另一个电池层叠体的负极层12之间设有集电体层23。三个电池层叠体被置于基部20的表面上、并由基部20支承。基部20上形成有正极连接部21及负极连接部22、以作为使壳体主体的内侧面与外侧面导通的电极连接部。三个电池层叠体配置于基部20的表面上,并使得正极连接部21与位于三个电池层叠体一侧的电池层叠体的正极层11相连接,并且,负极连接部22与位于三个电池层叠体的另一侧的电池层叠体的负极层12相连接。盖部30被配置成覆盖三个电池层叠体。基部20与盖部30利用缝焊等而相接合。在三个电池层叠体中,正极层11、固体电解质层13、以及负极层12层叠在壳体主体的基部20延伸的方向上。配置有绝缘层40、并使其与三个电池层叠体的和基部20相对的一侧上的表面相反一侧的表面相接触。在实施方式4中,三个电池层叠体与盖部30之间配置有绝缘层40。基部20由氧化铝等陶瓷形成,而盖部30由可伐合金等(钴-镍-铁合金)等金属形成。绝缘层40由氧化铝等陶瓷、氟树脂(四氟乙烯树脂等)、聚酰亚胺树脂等合成树脂等形成。正极连接部21与负极连接部22由填充于形成在基部20上的通孔中的钨等金属形成。集电体层23由金等金属形成。
此外,串联连接的电池层叠体的个数并不局限于三个,只要是两个以上即可。另外,串联连接的两个以上的电池层叠体可以以图2、图3所示的状态收纳于壳体主体中。
如图12所示,在本发明的实施方式5中,安装型固体电池5包括:两个并联连接的电池层叠体、以及收纳该两个电池层叠体的壳体主体,其中,该两个电池层叠体通过依次层叠有正极层11、固体电解质层13以及负极层12从而得以形成。壳体主体由基部20及盖部30构成。在两个电池层叠体中,正极层11之间经由电极层24相连接,而负极层12之间利用导电层25相连接。导电层25在绝缘层31上延伸,该绝缘层31形成于两个电池层叠体上。两个电池层叠体被置于基部20的表面上、并由基部20支承。基部20上形成有正极连接部21及负极连接部22、以作为使壳体主体的内侧面与外侧面导通的电极连接部。两个电池层叠体配置于基部20的表面上,并使得正极连接部21与将位于两个电池层叠体中央部的正极层11互相连接的电极层24相连接,并且,负极连接部22与位于两个电池层叠体的一侧的电池层叠体的负极层12相连接。绝缘性的盖部30被配置在导电层25上,并覆盖两个电池层叠体。基部20与盖部30相接合。在两个电池层叠体中,正极层11、固体电解质层13、以及负极层12层叠在壳体主体的基部20延伸的方向上。基部20及盖部30由氧化铝等陶瓷形成。绝缘层31由氧化铝等陶瓷、氟树脂(四氟乙烯树脂等)、聚酰亚胺树脂等合成树脂等形成。正极连接部21、负极连接部22、电极层24、导电层25由钨、铂、铜、铝等金属形成。
此外,并联连接的电池层叠体的个数并不局限于两个,只要是两个以上即可。考虑到固体电池的平衡,优选将两个以上的偶数个电池层叠体相连。另外,并联连接的两个以上的电池层叠体可以以图2、图3所示的状态收容于壳体主体中。正极层11之间、负极层12之间的布线并不局限于上述电极层24、导电层25的形态,也可以由凸点层等形成。
接下来,对按照上述实施方式制成的本发明的固体电池的实施例进行说明。此外,本发明的固体电池的实施方式并不局限于上述内容。
实施例
下面,对作为本发明的固体电池而制成的实施例1~8进行说明。
(实施例1)
以7:3的摩尔比来称量Li2S及P2S5,将其混合并进行机械球磨处理,然后通过在300℃的温度下加热两小时,从而合成硫化物类玻璃陶瓷。将所得到的属于硫化物类化合物的Li2S‐P2S5用作为固体电解质。此外,作为固体电解质,也可以使用Li2S‐P2S5以外的Li2S‐P2S5‐GeS2、Li2S‐P2S5‐SiS2等硫化物类化合物。另外,正极活性物质使用Li2FeS2,而作为负极活性物质则使用石墨。此外,作为正极活性物质也可以使用钴酸锂、锰酸锂等。另外,作为负极活性物质也可以使用钛酸锂等。
以1:1的重量比来混合正极活性物质与固体电解质,由此来制作正极材料。并且,以1:1的重量比来混合负极活性物质与固体电解质,由此来制作负极材料。接下来,将固体电解质放入边长为2.6mm的正方形金属模中,并通过冲压来制成固体电解质层。金属模中,将正极材料装入固体电解质层的一侧,并将负极材料装入另一侧,之后利用330MPa的压力来进行冲压,由此电池层叠体得以制成。由此,整个固体充电电池的电池层叠体得以制成。此外,以上阐述了整个固体充电电池的制作方法的一个示例,而制作方法并不局限于上述方法。
此外,对于作制成的电池层叠体的尺寸,若如图6所示那样,将正极层11、固体电解质层13、负极层12的连接方向(层叠方向)上的尺寸设为w,将与安装面相对的方向上电池高度方向的尺寸设为h,将与正极层11、固体电解质层13、负极层12的连接方向正交的方向上的尺寸设为l,则w=0.75mm、h=0.6mm、l=2mm。正极层11的宽度(厚度)w1为300μm,固体电解质层13的宽度(厚度)w3为150μm,负极层12的宽度(厚度)w2为300μm。
另外,如图7所示,通过溅射法在电池层叠体的正极层11及负极层12的一侧表面上形成由铂(Pt)层组成的集电体层111、121(电路图案层)。
另一方面,如图1所示,作为构成壳体主体的一个构件,准备由氧化铝组成的基部20。基部20上形成有由钨组成的正极连接部21及负极连接部22。在与基部20的安装面相对的一侧的面上露出的正极连接部21及负极连接部22的表面上实施镀镍(Ni)及镀金(Au)。
并且,在基部20上配置电池层叠体,并使得形成在电池层叠体的正极层11及负极层12的一侧表面上的各个集电体层111、121分别与位于壳体主体的基部20上的各个正极连接部21、负极连接部22相重叠。此外,在电池层叠体上配置由聚酰亚胺组成的绝缘层40(绝缘片材)。
接下来,如图1所示,准备由可伐合金(钴-镍-铁合金)制成的盖部30、以作为构成壳体主体的另一个构件。使盖部30对配置在基部20上的电池层叠体进行覆盖,并通过缝焊将盖部30与基部20焊接在一起,由此制成安装面的尺寸为L=5mm、W=5mm的、如图1及图8所示的安装型固体电池1。此外,在上述实施例中,使用了由金属制成的盖部30,但也可以使用以往一直使用的由陶瓷制成的盖部等。
利用0.8mA/cm2的电流密度来对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.1mAh。
(实施例2)
与实施例1相同,制作如图3所示那样的安装型固体电池3。其中,未配置有如图1所示那样的绝缘层40。在电池层叠体的正极层11及负极层12上,与基部20相对的一侧的一侧表面上未形成有集电体层。如图3所示,在正极层11与基部20的正极连接部21之间配置正极凸点层51,在负极层12与基部20的负极连接部22之间配置负极凸点层52。具体而言,如图9所示,在基部20的正极连接部21与负极连接部22上,通过蒸镀法并利用铂(Pt)形成点状的图案层,通过印刷法在所形成的铂图案层上形成由焊料组成的正极凸点层51及负极凸点层52。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池3进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.1mAh。
(实施例3)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,在图6中,将正极层11的宽度w1设为300μm,将负极层12的宽度w2设为300μm,将固体电解质层13的宽度w3设为250μm。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.1mAh。
(实施例4)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,在图6中,将正极层11的宽度w1设为300μm,将负极层12的宽度w2设为300μm,将固体电解质层13的宽度w3设为500μm。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.05mAh。
(实施例5)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,在图6中,将正极层11的宽度w1设为1000μm,将负极层12的宽度w2设为1000μm,将固体电解质层13的宽度w3设为150μm。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.4mAh。
(实施例6)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,在图6中,将正极层11的宽度w1设为1500μm,将负极层12的宽度w2设为1500μm,将固体电解质层13的宽度w3设为150μm。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.6mAh。
(实施例7)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,如图10所示,通过溅射法在电池层叠体的正极层11及负极层12的一侧表面上形成由铂(Pt)层组成的集电体层112、122(电路图案层:图5(C))。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.1mAh。
(实施例8)
与实施例1相同,制作如图1所示那样的安装型固体电池1。其中,在图6中,将正极层11的宽度w1设为2000μm,将负极层12的宽度w2设为2000μm,将固体电解质层13的宽度w3设为150μm。
与实施例1相同,对如上述那样制成的固体电池1进行充放电试验。其结果是,放电容量为0.6mAh。
从实施例1、3、4的充放电试验的结果可知:固体电解质层13的宽度w3较小的电池的放电容量较高,因此优选固体电解质层13的宽度w3较小的电池。
从实施例1、5、6、8的充放电试验的结果可知:正极层11的宽度w1及负极层12的宽度w2较大的电池的放电容量较高。通常,若将整个固体电池的电极宽度加大,则大多情况下电池的放电容量将变小,然而在本发明的固体电池中,即使加大电极宽度,也能得到较高的放电容量。
此外,在电池层叠体中,优选为电极宽度、即正极层11的宽度w1及负极层12的宽度w2均比固体电解质层13的宽度w3要宽。在固体电解质层13的宽度w3较大的情况下,电阻变大,所得到的容量变低,另外,倍率特性也会变差,从而进一步使电池的单位体积的容量变小。
另外,优选固体电解质层13的宽度w3为150μm以上、300μm以下。如果固体电解质层13的宽度w3在上述范围内,则能够得到电池特性优异的电池。如果固体电解质层13的宽度w3在上述范围以外,则电池特性将会稍稍变差。
此外,优选为电极宽度、即正极层11的宽度w1及负极层12的宽度w2均在300μm以上、2000μm以下。如果电极宽度超过1000μm,则过电压将变大,使得马上就达到终止电压。另外,如果电极宽度不到300μm,则容量将变小。更优选为,电极宽度为300μm以上、1500μm以下。
应该认为:以上公开的实施方式及实施例均为示例,并不起到限定的作用。本发明的范围并非上述实施方式及实施例,而由权利要求所示,与权利要求同等含义及范围内的所有修改及变形均包含在内。
工业上的实用性
本发明能够得到一种可以容易地安装到基部上的固体电池,并且还能使安装型固体电池变小。
标号说明
1,2,3,4,5:固体电池
11:正极层
12:负极层
13:固体电解质层
20:(壳体主体的)基部
21:正极连接部
22:负极连接部
24:电极层
25:导电层
30:(壳体主体的)盖部
31,40:绝缘层
51:正极凸点层
52:负极凸点层
23、60,111、112、121、122:集电体层

Claims (8)

1.一种固体电池,包括:电池层叠体、以及收纳所述电池层叠体的壳体主体,其中,该电池层叠体通过依次层叠正极层、固体电解质层以及负极层从而得以形成,其特征在于,
所述壳体主体具有支承所述电池层叠体的基部。
所述正极层与所述负极层层叠在所述壳体主体的基部延伸的方向上。
2.如权利要求1所述的固体电池,其特征在于,
所述壳体主体的基部上形成有使所述壳体主体的内侧面与外侧面导通的电极连接部,并且所述电极连接部包含:与所述正极层相连的正极连接部、以及与所述负极层相连的负极连接部。
3.如权利要求2所述的固体电池,其特征在于,
在与所述正极连接部相连的一侧的所述正极层的表面上、以及在与所述负极连接部相连的一侧的所述负极层的表面上均形成有集电体层。
4.如权利要求3所述的固体电池,其特征在于,
所述电池层叠体具有与所述基部的表面相对的一个表面、以及所述一个表面的相反侧的另一个表面,并且配置有绝缘层,并使该绝缘层与所述另一个表面相接触。
5.如权利要求4所述的固体电池,其特征在于,
所述壳体主体具有覆盖所述电池层叠体的盖部,并且在所述盖部与所述电池层叠体之间配置有所述绝缘层。
6.如权利要求4所述的固体电池,其特征在于,
所述壳体主体具有覆盖所述电池层叠体的盖部,并且所述绝缘层形成所述盖部的一部分。
7.如权利要求2所述的固体电池,其特征在于,
在与所述正极层相连的一侧的所述正极连接部的表面上、以及在与所述负极层相连的一侧的所述负极连接部的表面上均配置有凸点层。
8. 如权利要求7所述的固体电池,其特征在于,
所述壳体主体具有覆盖所述电池层叠体的盖部。
CN2011800604523A 2010-12-15 2011-11-24 固体电池 Pending CN103262330A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-279104 2010-12-15
JP2010279104 2010-12-15
PCT/JP2011/076997 WO2012081366A1 (ja) 2010-12-15 2011-11-24 固体電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103262330A true CN103262330A (zh) 2013-08-21

Family

ID=46244479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800604523A Pending CN103262330A (zh) 2010-12-15 2011-11-24 固体电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130280598A1 (zh)
JP (1) JPWO2012081366A1 (zh)
CN (1) CN103262330A (zh)
WO (1) WO2012081366A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112567562A (zh) * 2018-08-10 2021-03-26 株式会社村田制作所 固态电池

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9923182B2 (en) 2012-07-18 2018-03-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Secondary cell, solar secondary cell, and methods of making those cells
EP3297058A4 (en) * 2015-05-12 2019-01-16 Olympus Corporation BATTERY ASSEMBLY FOR MEDICAL APPARATUS, AND MEDICAL APPARATUS UNIT
JP6885309B2 (ja) * 2017-11-22 2021-06-09 トヨタ自動車株式会社 直列積層型全固体電池
CN109728026B (zh) * 2019-01-02 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 半导体装置及其制造方法、发电装置
CN113661593A (zh) * 2019-03-29 2021-11-16 株式会社村田制作所 固体电池
CN115428238A (zh) * 2020-05-13 2022-12-02 松下知识产权经营株式会社 电池
JP7458241B2 (ja) 2020-05-21 2024-03-29 シャープ株式会社 電気掃除機の吸込口体、それを備えた電気掃除機および電気掃除装置
JPWO2021235395A1 (zh) * 2020-05-21 2021-11-25
WO2023181921A1 (ja) * 2022-03-23 2023-09-28 株式会社村田製作所 固体電池パッケージ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004213938A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Toshiba Battery Co Ltd リチウム二次電池およびその製造方法
JP2008135287A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Idemitsu Kosan Co Ltd 全固体電池用部材、該部材の製造方法並びに全固体電池
JP2010205536A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Toyota Motor Corp 全固体リチウムイオン二次電池の製造方法
CN101861675A (zh) * 2009-02-04 2010-10-13 丰田自动车株式会社 全固体电池及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2856365B2 (ja) * 1991-03-15 1999-02-10 株式会社村田製作所 偏平型電源素子
JP2003187755A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二次電池製造方法および二次電池
JP2004031272A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Nissan Motor Co Ltd 電極積層型電池
JP4720384B2 (ja) * 2005-09-01 2011-07-13 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
TW201019357A (en) * 2008-11-06 2010-05-16 Chien-Chiang Chan Energy cell package
KR101217562B1 (ko) * 2010-11-16 2013-01-02 삼성전자주식회사 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004213938A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Toshiba Battery Co Ltd リチウム二次電池およびその製造方法
JP2008135287A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Idemitsu Kosan Co Ltd 全固体電池用部材、該部材の製造方法並びに全固体電池
CN101861675A (zh) * 2009-02-04 2010-10-13 丰田自动车株式会社 全固体电池及其制造方法
JP2010205536A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Toyota Motor Corp 全固体リチウムイオン二次電池の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112567562A (zh) * 2018-08-10 2021-03-26 株式会社村田制作所 固态电池
CN112567562B (zh) * 2018-08-10 2023-12-05 株式会社村田制作所 固态电池

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012081366A1 (ja) 2014-05-22
US20130280598A1 (en) 2013-10-24
WO2012081366A1 (ja) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103262330A (zh) 固体电池
US7413582B2 (en) Lithium battery
EP2337120B1 (en) Cylindrical secondary battery pack
JP6274388B2 (ja) 電気化学セル及びその製造方法
US9184472B2 (en) Battery pack and method of manufacturing battery pack with interconnected half contact pads
JP2012104804A (ja) 電子部品、及び電子装置
CN102549808A (zh) 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
KR20070088691A (ko) 박막 리튬 전지
JP2006012792A (ja) 電池用ケースおよび電池ならびに電気二重層キャパシタ用ケースおよび電気二重層キャパシタ
JP2013090562A (ja) 保護回路モジュールおよびこれを有するバッテリーパック
JP2013004421A (ja) リチウムイオン二次電池
US20040241542A1 (en) Electrochemical cell
US9105930B2 (en) Electricity supply system and electricity supply element thereof
EP2605322B1 (en) Electricity supply system and electricity supply element thereof
CN110249472A (zh) 蓄电板及电池
TWI323541B (en) Electricity supply system
JP5251155B2 (ja) 蓄電デバイス
JP2015220102A (ja) 電池実装基板
KR101057566B1 (ko) 보호회로모듈을 구비하는 이차전지 및 보호회로모듈을 구비하는 이차 전지의 제조 방법
JP2008243761A (ja) 固体薄膜電池
KR101101546B1 (ko) 전기 화학 커패시터 및 이의 제조방법
JP2008300191A (ja) 固体薄膜電池
CN111819711B (zh) 电池组件及其制造方法
JP3960033B2 (ja) 積層型電気化学素子
JP2004234880A (ja) 積層型電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130821