CN109937505B - 固体电池及其制造方法、车辆、蓄电系统、工具及设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种提升了电池特性以及可靠性的固体电池。本技术的固体电池具备:至少一个第一层叠体,其依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;至少一个第二层叠体,其依次层叠第二电解质层、第一负极层、第二集电层和第二负极层而成;第一绝缘层,其连接于第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及第二绝缘层,其连接于第二层叠体的侧面部的至少一部分,第一层叠体和第二层叠体由未层叠第一正极层的第一电解质层的主平面、和未层叠第二集电层的第二负极层的主平面层叠而成,或由未层叠第一负极层的第二电解质层的主平面、和未层叠第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,第一集电层以及第二集电层各自的离子传导率在10‑7S/cm以下,第一绝缘层以及第二绝缘层各自的离子传导率在10‑7S/cm以下。

Description

固体电池及其制造方法、车辆、蓄电系统、工具及设备
技术领域
本技术涉及一种固体电池。更详细而言,涉及一种层叠有正极层、负极层、以及正极层与负极层之间的电解质层的层叠型的固体电池。
背景技术
近年来,对便携终端、个人电脑(PC)以及电动汽车等的电源使用锂离子等的二次电池。锂离子二次电池由于正极与负极之间的电解质层被可燃性的有机溶剂的电解液浸泡,因此存在电解液挥发而着火的危险性,进一步地,存在容量小等的问题。
针对这些问题,积极地进行了如下全固体电池的研究:对电解质层例如使用氧化物作为固体电解质材料,并将全部的构成固体化。根据这样的构成,全固体电池没有着火的危险性,进一步地能够提高容量。例如,如专利文献1所记载的那样,在形成包括各构成要素的层叠结构之后,通过一并烧结来制作该全固体电池。
在形成层叠结构的情况下,如层叠陶瓷电容器的制造方法那样,在脱模膜上使固体电解质材料(在是陶瓷电容器的情况下为电介质)成膜之后,从脱模膜将层叠印刷有必要的电极层的层叠体(生片)脱模后层叠而进行制造。在这样的层叠型的电池中,在层叠结构中例如具备集电层,通过实现将在集电层的两面配置有正极层的结构和在集电层的两面配置有负极层的结构经由电解质层而相对的结构,从而能够实现高能量密度。在一般的电池中也使用这样的层叠结构。
另一方面,例如,在专利文献2中记载了,由于集电层包含离子传导式导电性的特定传导材料,因此在相邻的两个单电池中使正极层彼此之间或负极层彼此之间离子传导式导通。由此,能够将经由集电层而邻接的正极层间或负极层间的电位平均化,因此能够得到稳定的输出电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-206090号公报
专利文献2:日本专利再公表WO2012/020699号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在该技术领域,目前情况是,比起基于在专利文献1以及2中提出的技术的固体电池,期望进一步地提升了电池特性以及可靠性的固体电池。
因此,本技术是鉴于这样的状况而完成的,目的在于提供一种具有优异的电池特性、优异的可靠性的固体电池。
用于解决课题的手段
在本技术中,提供一种固体电池,该固体电池具备:至少一个第一层叠体,其依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;至少一个第二层叠体,其依次层叠第二电解质层、第一负极层、第二集电层和第二负极层而成;第一绝缘层,其连接于第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及第二绝缘层,其连接于第二层叠体的侧面部的至少一部分,第一层叠体和第二层叠体由未层叠第一正极层的第一电解质层的主平面、和未层叠第二集电层的第二负极层的主平面层叠而成,或由未层叠第一负极层的第二电解质层的主平面、和未层叠第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,第一集电层以及第二集电层各自的离子传导率在10-7S/cm以下,第一绝缘层以及第二绝缘层各自的离子传导率在10-7S/cm以下。
此外,在本技术中,提供一种固体电池,该固体电池具备:至少一个第一层叠体,其依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;至少一个第三层叠体,其层叠第三电解质层和第三负极层而成;第一绝缘层,其连接于第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及第三绝缘层,其连接于第三层叠体的侧面部的至少一部分,第一层叠体和第三层叠体由未层叠第一正极层的第一电解质层的主平面、和未层叠第三电解质层的第三负极层的主平面层叠而成,或由未层叠第三负极层的第三电解质层的主平面、和未层叠第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,第一集电层的离子传导率在10-7S/cm以下,第一绝缘层以及第三绝缘层各自的离子传导率在10-7S/cm以下。
进一步地,在本技术中,提供一种固体电池的制造方法,对第一脱模膜涂覆第一电解质层,在第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层而得到第一层叠体,在第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,对第二脱模膜涂覆第二电解质层,在第二电解质层上依次层叠第一负极层、第二集电层和第二负极层而得到第二层叠体,在第二层叠体的侧面部的至少一部分连接第二绝缘层,将第一脱模膜从第一层叠体脱模,将第二脱模膜从第二层叠体脱模,使第一层叠体和第二层叠体由未层叠第一正极层的第一电解质层的主平面、和未层叠第二集电层的第二负极层的主平面层叠,或由未层叠第一负极层的第二电解质层的主平面、和未层叠第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
进一步地,在本技术中,提供一种固体电池的制造方法,对第一脱模膜涂覆第一电解质层,在第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层而得到第一层叠体,在第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,对第三脱模膜涂覆第三电解质层,在第三电解质层上层叠第三负极层而得到第三层叠体,在第三层叠体的侧面部的至少一部分连接第三绝缘层,将第一脱模膜从第一层叠体脱模,将第三脱模膜从第三层叠体脱模,使第一层叠体和第三层叠体由未层叠第一正极层的第一电解质层的主平面、和未层叠第三电解质层的第三负极层的主平面层叠,或由未层叠第三负极层的第三电解质层的主平面、和未层叠第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
进一步地,本技术提供一种电池组,该电池组具备:本技术的固体电池;控制部,其控制该固体电池的使用状态;以及开关部,其根据该控制部的指示来切换该固体电池的使用状态。
此外,本技术提供一种车辆,该车辆具备:本技术的固体电池;驱动力转换装置,其从该固体电池接收电力的供给并转换为车辆的驱动力;驱动部,其根据该驱动力进行驱动;以及车辆控制装置。
此外,本技术提供一种蓄电系统,该蓄电系统具备:蓄电装置,其具有本技术的固体电池;电力消耗装置,其由该固体电池供给电力;控制装置,其控制从该固体电池对该电力消耗装置的电力供给;以及发电装置,其对该固体电池充电。
此外,本技术提供一种电动工具,该具电动工具备:本技术的固体电池;以及可动部,其由该固体电池供给电力。
此外,本技术提供一种电子设备,其具备本技术的固体电池,并从该固体电池接收电力的供给。
发明效果
根据本技术,能够提供一种提升了电池特性以及可靠性的固体电池。另外,在此所记载的效果并非被限定,也可以是本公开中所记载的任一种效果或与它们不同的效果。
附图说明
图1是示出本技术的第一实施方式的全固体电池的构成例的剖视图。
图2是示出本技术的第一实施方式的第一层叠体的形成例的示意图。
图3是示出本技术的第一实施方式的第二层叠体的形成例的示意图。
图4是示出本技术的第一实施方式的全固体电池的层叠例的剖视图。
图5是示出本技术的第二实施方式的全固体电池的构成例的剖视图。
图6是示出本技术的第三实施方式的全固体电池的构成例的剖视图。
图7是示出本技术的第四实施方式的电池组的构成例的框图。
图8是示出本技术的第五实施方式的车辆的构成例的立体图。
图9是示出本技术的第六实施方式的蓄电系统的构成例的立体图。
图10是示出本技术的第七实施方式的电动工具的构成例的框图。
图11是示出本技术的第八实施方式的电子设备的构成例的框图。
图12是表示本技术的固体电池的应用例1(印刷电路基板)的构成的图。
图13是表示本技术的固体电池的应用例2(万能信用卡)的构成的一例的图。
图14是表示本技术的固体电池的应用例3(腕带式活动量计)的构成的一例的图。
图15是表示本技术的固体电池的应用例3(腕带式活动量计)的构成的一例的图。
图16是表示本技术的固体电池的应用例3(腕带式电子设备)的构成的一例的图。
图17是表示本技术的固体电池的应用例4(智能手表)的构成的分解立体图。
图18是表示本技术的固体电池的应用例4(带式电子设备)的内部构成的一部分的图。
图19是表示本技术的固体电池的应用例4(带式电子设备)的电路构成的框图。
图20是表示本技术的固体电池的应用例5(眼镜型终端)的构成的具体例的图。
具体实施方式
以下,对用于实施本技术的优选的方式进行说明。以下说明的实施方式是本技术的代表性实施方式的一例,并不由此缩小解释本技术的范围。
另外,按以下的顺序进行说明。
1.第一实施方式(全固体电池的构成例)
1-1.全固体电池的构成例
1-2.第一层叠体的层叠例
1-3.第二层叠体的层叠例
1-4.全固体电池的制造方法的例子
1-5.实施例
2.第二实施方式(全固体电池的变形例1)
3.第三实施方式(全固体电池的变形例2)
4.固体电池的用途的概要
5.第四实施方式(电池组的构成例)
6.第五实施方式(车辆的构成例)
7.第六实施方式(蓄电系统的构成例)
8.第七实施方式(电动工具的构成例)
9.第八实施方式(电子设备的构成例)
10.应用例1(印刷电路基板)
11.应用例2(万能信用卡)
12.应用例3(腕带式电子设备)
13.应用例4(智能手表)
14.应用例5(眼镜型终端)
<1.第一实施方式(全固体电池的构成例)>
使用图1至图4对本技术的第一实施方式的全固体电池的构成例进行说明。
[1-1.全固体电池的构成例]
图1是示出本技术的第一实施方式的全固体电池10的构成例的剖视图。如图1所示,全固体电池10在上部外层11与下部外层12之间交替层叠有多个第一层叠体13(类型1)和第二层叠体14(类型2)。
第一层叠体13从下层向上层依次层叠有第一电解质层101、第一正极层102、第一集电层103以及第二正极层104。第二层叠体14从下层向上层依次层叠有第二电解质层105、第一负极层106、第二集电层107以及第二负极层108。在第一层叠体13以及第二层叠体14的侧面部的至少一部分以填埋各层的间隙的方式分别设有第一绝缘层109以及第二绝缘层110。
在本实施方式中,在第二层叠体14的上表面,层叠有未层叠第一正极层102的第一电解质层101的主平面和未层叠第二集电层107的第二负极层108的主平面。此外,在第二层叠体14的下表面,层叠有未层叠第一负极层106的第二电解质层105的主平面和未层叠第一集电层103的第二正极层104的主平面。
(电解质层)
第一电解质层101以及第二电解质层105包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。而且,固体电解质层可以进一步地包含固体电解质,此外,根据需要还可以包含后述的粘结剂。另外,第一电解质层101以及第二电解质层105的离子电导率大致为10-5S/cm。
作为固体电解质,例如,可列举一种类或两种类以上的结晶性固体电解质。只要是能够传导锂离子的结晶性的固体电解质,则结晶性固体电解质的种类并不特别限定,例如无机材料或高分子材料等。无机材料例如是硫化物、氧化物,该硫化物是Li2S-P2S5、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li7P3S11、Li3.25Ge0.25P0.75S或Li10GeP2S12等,该氧化物是Li7La3Zr2O12、Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12、Li6BaLa2Ta2O12、Li1+xAlxTi2-x(PO4)3或La2/3-xLi3xTiO3等。高分子材料例如是聚氧化乙烯(PEO)等。
(正极层)
第一正极层102以及第二正极层104包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。而且,第一正极层102以及第二正极层104包含一种类或两种类以上的正极活性物质,根据需要,进一步地还可以包含粘结剂、导电剂等添加剂以及上述的固体电解质。另外,第一正极层102以及第二正极层104的离子电导率大致为10-5S/cm。
正极活性物质包含能够吸留释放作为电极反应物质的锂离子的正极材料。从可得到高能量密度的观点来看,该正极材料优选为含锂化合物等,但并不限定于此。该含锂化合物例如是包含锂和过渡金属元素作为构成元素的复合氧化物(锂过渡金属复合氧化物)、包含锂和过渡金属元素作为构成元素的磷酸化合物(锂过渡金属磷酸化合物)等。其中,过渡金属元素优选为钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)以及铁(Fe)的任一种类或两种类以上。是因为可得到更高的电压。
锂过渡金属复合氧化物的化学式例如由LixM1O2或LiyM2O4等表示,并且锂过渡金属磷酸化合物的化学式例如由LizM3PO4等表示。其中,M1~M3是一种类或两种类以上的过渡金属元素,x~z的值是任意的。
锂过渡金属复合氧化物例如是LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2或LiMn2O4等。锂过渡金属磷酸化合物例如是LiFePO4或LiCoPO4等。
除此之外,正极活性物质例如也可以是氧化物、二硫化物、硫族化物或导电性高分子等。氧化物例如是氧化钛、氧化钒或二氧化锰等。二硫化物例如是二硫化钛或硫化钼等。硫族化物例如是硒化铌等。导电性高分子例如是硫、聚苯胺或聚噻吩等。
正极活性物质也可以包含正极活性物质粒子的粉末。正极活性物质粒子的表面也可以涂有涂层剂。在此,涂层并不限定于正极活性物质粒子的表面的整体,也可以是正极活性物质粒子的表面的一部分。涂层剂例如是固体电解质以及导电剂之中至少一种。正极活性物质粒子的表面涂有涂层剂,从而能够降低正极活性物质与固体电解质的界面电阻。此外,由于能够抑制正极活性物质的结构的崩坏,因此能够扩大扫描电位幅度,使较多的锂用于反应,并且也提升循环特性。
粘结剂例如是合成橡胶或高分子材料等的任一种类或两种类以上。合成橡胶例如是苯乙烯-丁二烯基橡胶、氟基橡胶或三元乙丙橡胶等。高分子材料例如是聚偏二氟乙烯或聚酰亚胺等。另外,粘结剂用于使正极活性物质等的粒子粘结,但在使正极由在500℃以下具有玻璃化转变点的材料(玻璃材料)充分粘结的情况下,正极也可以不包含粘结剂。
导电剂例如包含碳材料、金属、金属氧化物或导电性高分子等中单独一种或两种以上。碳材料例如是石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑或碳纤维等。金属氧化物例如是SnO2等。另外,导电剂只要是具有导电性的材料即可,并不限定于上述的例子。
(负极层)
第一负极层106以及第二负极层108包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。而且,第一负极层106以及第二负极层108包含一种类或两种类以上的负极活性物质,根据需要,进一步地还可以包含粘结剂以及导电剂等添加剂以及上述的固体电解质。另外,第一负极层106以及第二负极层108的离子电导率大致为10-5S/cm。
负极活性物质包含能够吸留释放作为电极反应物质的锂离子的负极材料。从可得到高能量密度的观点来看,该负极材料优选为碳材料或金属材料等,但并不限定于此。
碳材料例如是易石墨化碳、难石墨化碳、石墨、中间相炭微球(MCMB)或高定向石墨(HOPG)等。
金属系材料例如是包含能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素作为构成元素的材料。更具体地,金属系材料例如是单质、合金或化合物的任一种类或两种类以上,其中,该单质为硅(Si)、锡(Sn)、铝(Al)、铟(ln)、镁(Mg)、硼(B)、镓(Ga)、锗(Ge)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)或铂(Pt)等。但是,单质并不限于100%纯度,还可以包含微量杂质。该金属系材料例如是Si、Sn、SiB4、TiSi2、SiC、Si3N4、SiOv(0<v≦2)、LiSiO、SnOw(0<w≦2)、SnSiO3、LiSnO或Mg2Sn等。
除此之外,金属系材料也可以是含锂化合物或锂金属(锂的单质)。该含锂化合物是包含锂和过渡金属元素作为构成元素的复合氧化物(锂过渡金属复合氧化物),例如是Li4Ti5O12等。
负极活性物质包含负极活性物质粒子的粉末。负极活性物质粒子的表面也可以涂有涂层剂。在此,涂层并不限定于负极活性物质粒子的表面的整体,也可以是负极活性物质粒子的表面的一部分。涂层剂例如是固体电解质以及导电剂之中至少一种。负极活性物质粒子的表面涂有涂层剂,从而能够降低负极活性物质与固体电解质的界面电阻。此外,由于能够抑制负极活性物质的结构的崩坏,因此能够扩大扫描电位幅度,使较多的锂用于反应,并且也提升循环特性。粘结剂以及导电剂正如在上述进行了说明的那样。
(集电层)
第一集电层103以及第二集电层107包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。除了在500℃以下具有玻璃化转变点的材料之外,第一集电层103以及第二集电层107还可以包含导电率较大的材料。第一集电层103以及第二集电层107例如能够将碳、石墨、碳纳米管等一般的碳类材料、Cu、Mg、Ti、Fe、Co、Ni、Zn、Al、Ge、In、Au、Pt、Ag、Pd等或包含这些任一种元素的合金作为材料而构成。作为负极用的集电层所包含的材料,也能够使用与正极用的集电层同样的材料。
此外,构成正极用的集电层的材料与构成正极层的材料可以相同,也可以不同。进一步地,构成负极用的集电层的材料与构成负极层的材料可以相同,也可以不同。
此外,第一集电层103以及第二集电层107也可以分别包含正极活性物质以及负极活性物质。例如,作为负极活性物质的导电性碳物质(石墨)也可以包含于负极用的集电层。只要作为集电层发挥功能,则其含量比并不被特别限定,正极集电体/正极活性物质或负极集电体/负极活性物质优选按体积比率是在从90/10到70/30的范围。正极用的集电层以及负极用的集电层分别包含正极活性物质以及负极活性物质,从而正极用的集电层与正极活性物质层以及负极用的集电层与负极活性物质层的紧贴性提升,因此优选。根据需要,第一集电层103以及第二集电层107进一步地还可以包含粘结剂等的添加剂。
将本实施方式的第一集电层103以及第二集电层107的离子电导率设定在10-7S/cm以下。进一步地,优选将第一集电层103以及第二集电层107的离子电导率设定在10-8S/cm以下。
(绝缘层)
第一绝缘层109以及第二绝缘层110包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。除了在500℃以下具有玻璃化转变点的材料之外,第一绝缘层109以及第二绝缘层110还可以包含无机绝缘性材料和/或有机绝缘性材料。作为无机绝缘性材料,例如可列举氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)等,作为有机绝缘性材料,可列举聚偏二氟乙烯、由偏二氟乙烯和六氟丙烯构成的共聚物等。根据需要,第一绝缘层109以及第二绝缘层110进一步地还可以包含粘结剂等的添加剂。
本实施方式的第一绝缘层109以及第二绝缘层110包含在500℃以下具有玻璃化转变点的材料。除了在500℃以下具有玻璃化转变点的材料之外,第一绝缘层109以及第二绝缘层110还可以包含无机绝缘性材料。作为无机绝缘性材料,例如可列举氧化铝<Al2O3>、氧化硅<SiO2>、氧化镁<MgO>、氧化钛<TiO2>、氧化锆<ZrO2>等,根据需要,第一绝缘层109以及第二绝缘层110进一步地还可以包含粘结剂等的添加剂。将第一绝缘层109以及第二绝缘层110的离子电导率设定在10-7S/cm以下。进一步地,优选将第一绝缘层109以及第二绝缘层110的离子电导率设定在10-8S/cm以下。另外,通过材料的种类、成分等来进行离子电导率的调整。
在此,在对包括正极层的层叠体和包括负极层的层叠体进行了连续层叠的情况下,当集电层具有离子传导性或者绝缘层具有离子传导性时,在充电时锂从层叠体的最上面的未被充电的正极层经由集电层或者绝缘层而向之下的正极层扩散。因此,该正极层经由电解质层所相对的负极层变得局部过充电,而有可能在电池内部发生短路等。同样地,由于在充电时锂从其上部的负极层向层叠体的最下面的未被充电的负极层扩散,因此包括有助于放电的负极层的层叠体的容量减少,因此有可能关系到电池的容量下降等。
本实施方式中的离子电导率,第一集电层103比第一正极层102以及第二正极层104充分低,且第一绝缘层109比第一电解质层101低。因此,例如,在图1中,在充电时锂等的正极活性物质不再从最上面的未被充电的第二正极层104经由第一集电层103(箭头A的方向)或经由第一绝缘层109(箭头B以及C的方向)向第一正极层102扩散。由此,本实施方式的全固体电池10能够防止经由第一电解质层101而使与第一正极层102相对的第二负极层108局部过充电,抑制电池内部的短路的发生。
本实施方式中的离子电导率,第二集电层107比第一负极层106以及第二负极层108充分低,且第二绝缘层110比第二电解质层105低。因此,例如,在图1中,在充电时锂等的负极活性物质不再从第二负极层108经由第二集电层107(箭头D的方向)或经由第二绝缘层110(箭头E的方向)向最下面的未被充电的第一负极层106扩散。由此,本实施方式的全固体电池10能够防止有助于放电的最下层的第二层叠体14的容量减少,抑制电池容量的下降。
此外,在制造层叠型的全固体电池的情况下,以往,除了制作在集电层的上下面配置有正极或负极的层叠体之外,还需要另行在最上层以及最下层制作两种仅在集电层的单侧配置有正极或负极的层叠体。是因为当将在集电层的两面需要活性物质层的集电层使用在最上下面时,最上层以及最下层的活性物质层会分别过多,通过集电层或者绝缘层而干涉电池反应。因此,需要共计制作四种类的层叠体,但由于层叠机通常层叠两至三种类左右的层叠体,因此存在不仅层叠体的制作种类增加而且层叠机也变得复杂的这样的问题。
本实施方式的全固体电池10,由于层叠的层叠体仅为第一层叠体13以及第二层叠体14的两种类,因此相对于制作三种类以上的层叠体,能够使全固体电池的制造时的印刷工艺以及层叠工艺简单化。此外,本实施方式的全固体电池10,也能够降低制造时的中间部件的品种。
另外,本实施方式的全固体电池10,最上层的电极为正极,最下层的电极为负极,但本技术的全固体电池并不限于此,只要交替层叠正极层和负极层即可,可以是最上层的电极为负极、最下层的电极为正极的情况,也可以是两种均为同种电极。
[1-2.第一层叠体的层叠例]
图2是示出本实施方式的第一层叠体13的形成例的示意图。使用图2对第一层叠体13的形成方法的一例进行说明。
首先,对第一脱模膜涂覆第一电解质层101。接下来,制作第一正极层102、第一集电层103、第二正极层104、下部第一绝缘层109a以及上部第一绝缘层109b的各浆料。而且,在第一电解质层101的上表面,按第一正极层102、下部第一绝缘层109a、第一集电层103、第二正极层104以及上部第一绝缘层109b的顺序以及图案,通过丝网印刷将所制作的各浆料层叠印刷,形成第一层叠体13。
[1-3.第二层叠体的层叠例]
图3是示出本实施方式的第二层叠体14的形成例的示意图。使用图3对第二层叠体14的形成方法的一例进行说明。
首先,对第二脱模膜涂覆第二电解质层105。接下来,制作第一负极层106、第二集电层107、第二负极层108以及第二绝缘层110的各浆料。而且,在第二电解质层105的上表面,按第一负极层106、第二集电层107、第二负极层108以及第二绝缘层110的顺序以及图案,通过丝网印刷将所制作的各浆料层叠印刷,形成第二层叠体14。
[1-4.全固体电池的制造方法的例子]
使用图1至图4,对本实施方式的全固体电池10的制造方法的一例进行说明。图4是示出本实施方式的全固体电池的层叠例的剖视图。
首先,如图2所示,通过上述的形成方法形成第一层叠体13。由此,在第一层叠体13的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层109。
接下来,如图3所示,通过上述的形成方法形成第二层叠体14。由此,在第二层叠体14的侧面部的至少一部分连接第二绝缘层110。
而且,将第一脱模膜从第一层叠体13脱模,将第二脱模膜从第二层叠体14脱模。
最后,第一层叠体13和其下层的第二层叠体14由未层叠第一正极层102的第一电解质101的主平面、和未层叠第二集电层107的第二负极层108的主平面层叠。同样地,第二层叠体14和其下层的第一层叠体13由未层叠第一负极层106的第二电解质105的主平面、和未层叠第一集电层103的第二正极层104的主平面层叠。重复进行这些而形成第一层叠体13和第二层叠体14的层叠结构。
最后,使最上层的上表面与上部外层11接合,并使最下层的下表面与下部外层12接合,而制造全固体电池10。
[1-5.实施例]
如以下那样,制作本技术的实施例的全固体电池,对本实施例和比较例的离子电导率进行评价。
(实验方法)
[电解质层的制作]
1.以使固含量成为30wt%的方式对将氧化物玻璃(Li2O:SiO2:B2O3=54:11:35)与碱性粘合剂按70:30wt%的重量比混合后的物质混合于乙酸丁酯,并与5mmΦ的氧化锆球一起搅拌四小时。将其涂覆在脱模膜上,80℃干燥十分钟。
[正极浆料的制作]
2.以使固含量成为60wt%的方式对将Aldrich公司制的钴酸锂(LiCoO2)与氧化物玻璃(Li2O:SiO2:B2O3=54:11:35)按50:50wt%混合、并与碱性粘合剂按80:20wt%混合后的物质混合于萜品醇,例如,用练太郎脱泡搅拌机以3000rpm搅拌一小时。
[负极浆料的制作]
3.以使固含量成为60wt%的方式对将TIMCAL公司制的KS6与氧化物玻璃(Li2O:SiO2:B2O3=54:11:35)按50:50wt%混合、并与碱性粘合剂按80:20wt%混合后的物质混合于萜品醇,例如,用练太郎脱泡搅拌机以3000rpm搅拌一小时。
[集电层浆料的制作]
4.以使固含量成为60wt%的方式对将TIMCAL公司制的KS6与氧化物玻璃(Bi-B类玻璃旭硝子公司制的ASF1096)按50:50wt%混合后的物质、并与碱性粘合剂按80:20wt%混合后的物质混合于萜品醇,例如,用练太郎脱泡搅拌机以3000rpm搅拌一小时。
[绝缘层浆料的制作]
5.以使固含量成为60wt%的方式对将氧化铝粒子(AHP300日本轻金属)与氧化物玻璃(Bi-B类玻璃旭硝子公司制的ASF1096)按50:50wt%混合后的物质、并与碱性粘合剂按80:20wt%混合后的物质混合于萜品醇,例如,用练太郎脱泡搅拌机以3000rpm搅拌一小时。
[绝缘层的制作]
6.以使固含量成为30wt%的方式对将氧化铝粒子(AHP300日本轻金属)与氧化物玻璃(Bi-B类玻璃旭硝子公司制的ASF1096)按50:50wt%混合后的物质、并与碱性粘合剂按70:30wt%混合后的物质混合于乙酸丁酯,并与5mmΦ的氧化锆球一起搅拌四小时。将其涂覆在脱模膜上,80℃干燥十分钟。
7.以成为图2以及图3的顺序以及图案的方式,在由上述实验工艺1所制作的电解质层上,通过丝网印刷将各浆料层叠印刷,形成第一层叠体(正极生片)以及第二层叠体(负极生片)。
8.将由上述实验工艺7所制作的正极生片以及负极生片加工成图示的形状之后,从脱模膜进行脱模,并按之下的顺序层叠之后,100℃进行十分钟热压接。
9.通过对上述实验工艺8进行300℃十小时加热而除去碱性粘合剂之后,400℃烧结三十分钟。
10.在上述实验工艺9的单元(cell)的两侧面涂覆Ag糊(大研化学),120℃干燥十分钟。
11.使用氧化物玻璃(Li2O:SiO2:B2O3=54:11:35)作为上述实验工艺4以及5的集电层浆料以及绝缘层浆料所使用的玻璃,进行同样的试制。
12.对由集电层以及绝缘层各自的单质构成的薄膜进行烧结,测量离子传导率。
13.对由上述实验工艺10所制作的端子设置电流引线,进行充放电评价。
14.对于单元的充放电,通过充电:4.2V、0.1C-CCCV 0.01C截止、放电:0.1C 2.0V评价循环特性。
(实验结果)
在以下的表1中示出了在上述实验工艺12中仅使用集电层浆料或绝缘层浆料烧结所得的薄膜的离子传导率。
[表1]
Figure GDA0003394265000000161
Figure GDA0003394265000000171
根据表1,使用Bi-B类玻璃的集电层A以及绝缘层A的离子传导率小于10-10S/cm,使用氧化物类玻璃的集电层B、C以及绝缘层B、C的离子传导率分别为10-7S/cm、10-6S/cm。从该情况可知,当使用氧化物类玻璃时,比起使用Bi-B类玻璃,离子传导率变高。
接下来,在以下的表2中示出了在上述实验工艺13中对循环特性的试验进行五十个循环的结果。
[表2]
集电层 绝缘层 五十个循环后
实施例1 A A 未发生短路
实施例2 B B 未发生短路
实施例3 A B 未发生短路
实施例4 B A 未发生短路
比较例1 C C 五个循环发生短路
比较例2 C A 十个循环发生短路
比较例3 A C 四十五个循环发生短路
从表2可知,在使用离子传导率为10-7S/cm以下的集电层A以及绝缘层A的情况下(实施例1),五十个循环后也未发生短路。此外,可知在使用离子传导率为10-6S/cm的集电层C或绝缘层C之中至少一方的情况下(比较例1~3),在循环实验的中途发生电池内部的短路。
根据以上的实验的结果,可以说,当对全固体电池使用离子传导率为10-7S/cm以下的集电层以及绝缘层时,能够抑制电池内部的短路的发生。
<2.第二实施方式(全固体电池的变形例1)>
图5是示出应用本技术的第二实施方式的全固体电池的构成例的剖视图。使用图5对作为实施方式1的全固体电池10的变形例1的全固体电池50进行说明。本实施方式的全固体电池50与第一实施方式的全固体电池10的不同的点是,在包括负极层的第二层叠体未形成第二集电层的这一点。由于全固体电池50的其它构成与全固体电池10是同样的,因此在此省略说明。
本实施方式的全固体电池50内的第二层叠体15(类型3)从下层向上层依次层叠有第二电解质层105、第一负极层106以及第二负极层108。此外,在第二层叠体15的侧面部的至少一部分以填埋各层的间隙的方式设有第二绝缘层110。
如本实施方式的全固体电池50那样,即使在第二层叠体15没有集电层的情况下,由于在第一负极层106以及第二负极层108中离子传导率较高,电子容易充分流动,因此也能够得到与第一实施方式的全固体电池10同样的效果。
<3.第三实施方式(全固体电池的变形例2)>
图6是示出应用本技术的第三实施方式的全固体电池的构成例的剖视图。使用图6对作为实施方式1的全固体电池10的变形例2的全固体电池51进行说明。本实施方式的全固体电池51与第一实施方式的全固体电池10的不同的点是,仅在最上层以及最下层的层叠体所包括的集电层的单面配置有正极或负极的电极层的这一点。由于全固体电池51的其它构成与全固体电池10是同样的,因此在此省略说明。
层叠于全固体电池51内的最上层的第四层叠体16(类型4),从下层向上层依次层叠有第一电解质层101、第一正极层102以及第一集电层103。层叠于全固体电池51内的最下层的第五层叠体17(类型5),从下层向上层依次层叠有第一电解质层101、第一集电层103以及第二正极层104。在第四层叠体16以及第五层叠体17的侧面部的至少一部分以填埋各层的间隙的方式分别设有第一绝缘层109。
本实施方式的全固体电池51,由于在层叠体的最上面以及最下面没有电极层,因此在充电时多余的活性物质不会流入最上层以及最下层的集电层以及绝缘层。由此,全固体电池51与第一实施方式的全固体电池10同样地,能够抑制电池内部的短路的发生以及电池容量的下降。
<4.固体电池的用途的概要>
对固体电池的用途详细进行说明。只要是能够将该固体电池作为驱动用的电源或电力蓄积用的电力储藏源等而利用的机械、设备、仪器、装置以及系统(多个设备等的集合体)等,则固体电池的用途并不特别限定。作为电源使用的固体电池可以是主电源(优先使用的电源),也可以是辅助电源(代替主电源,或从主电源切换使用的电源)。在将固体电池作为辅助电源利用的情况下,主电源的种类并不限于固体电池。
例如,固体电池的用途正如以下那样。是笔记本个人电脑、平板电脑、移动电话(例如,智能手机等)、便携信息终端(Personal Digital Assistants:PDA,个人数字助理)、成像设备(例如,数码静态照相机、数码摄像机等)、音频设备(例如,便携式音频播放器)、游戏机、无绳电话听筒、电子书、电子词典、无线电、耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人等电子设备(包括便携式电子设备)。电动剃须刀等便携式生活用具。备用电源以及存储卡等存储用装置。电钻以及电锯等电动工具。作为可拆卸的电源在笔记本个人电脑等中所使用的电池组。起搏器以及助听器等医疗用电子设备。使用于电动汽车(包括混合动力汽车)等车辆。以备应急等而蓄积电力的家庭用电池系统等蓄电系统。当然,也可以为上述以外的用途。
其中,使固体电池应用于电池组、车辆、蓄电系统、电动工具以及电子设备是有效的。是因为要求优异的电池特性,通过使用本技术的固体电池而能够有效地实现性能提升。另外,电池组是使用固体电池的电源,是所谓的组电池等。车辆是以固体电池为驱动用电源进行动作(行驶)的车辆,如上述那样,也可以是同时具备除固体电池以外的驱动源的汽车(混合动力汽车等)。蓄电系统例如可列举住宅用的蓄电系统,是将固体电池作为电力储藏源而使用的系统。在蓄电系统中,由于在作为电力储藏源的固体电池蓄积有电力,因此能够利用该电力来使用电力消耗装置、例如家庭用的电器产品。电力工具是将固体电池作为驱动用的电源而使可动部(例如,钻头等)可动的工具。电子设备是将固体电池作为驱动用的电源(电力供给源)而发挥各种功能的设备。
在此,对固体电池的几个应用例具体地进行说明。另外,由于在以下说明的各应用例的构成只不过是一例,因此能够适当变更。
<5.第四实施方式(电池组的构成例)>
本技术的第四实施方式的电池组是如下电池组:具备本技术的第一实施方式的固体电池或者本技术的第三实施方式的固体电池、控制固体电池的使用状态的控制部、和根据控制部的指示来切换固体电池的使用状态的开关部。由于本技术的第四实施方式的电池组具备本技术的第一实施方式的固体电池或者本技术的第三实施方式的固体电池,其中,该固体电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电池组的性能、可靠性的提升。
以下,参照附图对本技术的第四实施方式的电池组进行说明。
图7表示电池组的块构成。该电池组例如在由塑料材料等形成的壳体60的内部具备控制部61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测部65、电压检测部66、开关控制部67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻70、正极端子71以及负极端子72。
控制部61控制电池组整体的动作(包括电源62的使用状态),例如包括中央运算处理装置(CPU)等。电源62包括一个或两个以上固体电池(图中没示出)。该电源62例如是包括两个以上固体电池的组电池,这些固体电池的连接形式可以是串联,可以是并联,也可以是双方的混合型。列举一例,电源62包括以两个并联三个串联的方式连接的六个固体电池。
开关部63根据控制部61的指示来切换电源62的使用状态(电源62和外部设备可否连接)。该开关部63例如包括充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管(图中均没示出)等。充电控制开关以及放电控制开关例如是使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等的半导体开关。
电流测量部64使用电流检测电阻70来测量电流并将该测量结果输出到控制部61。温度检测部65使用温度检测元件69来测量温度并将该测量结果输出到控制部61。例如,在异常发热时控制部61进行充放电控制的情况下、控制部61在剩余容量的计算时进行校正处理的情况下等,使用该温度测量结果。电压检测部66测量电源62中的固体电池的电压,将该测量电压进行模拟-数字转换并供给到控制部61。
开关控制部67根据从电流测量部64以及电压检测部66输入的信号来控制开关部63的动作。
例如在电池电压到达过充电检测电压的情况下,该开关控制部67切断开关部63(充电控制开关),以不使充电电流在电源62的电流路径中流动的方式进行控制。由此,在电源62中,能够仅经由放电用二极管进行放电。另外,例如在充电时流动大电流的情况下,开关控制部67中断充电电流。
此外,例如在电池电压到达过放电检测电压的情况下,开关控制部67切断开关部63(放电控制开关),使放电电流不在电源62的电流路径中流动。由此,在电源62中,能够仅经由充电用二极管进行充电。另外,例如在放电时流动大电流的情况下,开关控制部67中断放电电流。
另外,在固体电池中,例如,过充电检测电压为4.2V±0.05V,过放电检测电压为2.4V±0.1V。
存储器68例如是作为非易失性存储器的EEPROM等。在该存储器68例如存储有由控制部61运算出的数值、在制造工艺阶段中测量出的固体电池的信息(例如初始状态的内部电阻)等。另外,只要在存储器68存储固体电池的满充电容量,则控制部61能够掌握剩余容量等的信息。
温度检测元件69测量电源62的温度并且将该测量结果输出到控制部61,例如是热敏电阻等。
正极端子71以及负极端子72是使用电池组而工作的外部设备(例如,笔记本个人电脑等)、用于对电池组进行充电的外部设备(例如,充电器等)等所连接的端子。经由正极端子71以及负极端子72进行电源62的充放电。
<6.第五实施方式(车辆的构成例)>
本技术的第五实施方式的车辆是如下车辆:具备本技术的第一实施方式的固体电池至第三实施方式的固体电池、将由固体电池所供给的电力转换为驱动力的驱动力转换装置、根据驱动力进行驱动的驱动部和车辆控制装置。由于本技术的第五实施方式的车辆具备本技术的第一实施方式的固体电池至第三实施方式的固体电池,其中,该固体电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到车辆的性能、可靠性的提升。
以下,参照图8对本技术的第五实施方式的车辆进行说明。
在图8中概略地示出采用了应用本技术的串联式混合动力系统的混合动力车辆的构成的一例。串联式混合动力系统是使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或者暂时将其储存在电池的电力,通过电力驱动力转换装置而行驶的车辆。
该混合动力车辆7200搭载有发动机7201、发电机7202、电力驱动力转换装置7203、驱动轮7204a、驱动轮7204b、车轮7205a、车轮7205b、电池7208、车辆控制装置7209、各种传感器7210、充电接口7211。对电池7208应用蓄电装置(图中没示出)。
混合动力车辆7200将电力驱动力转换装置7203作为动力源进行行驶。电力驱动力转换装置7203的一例是马达。电力驱动力转换装置7203通过电池7208的电力而动作,该电力驱动力转换装置7203的旋转力被传递到驱动轮7204a、7204b。另外,通过在必要的部位使用直流-交流(DC-AC)或者逆转换(AC-DC转换),从而电力驱动力转换装置7203在交流马达中直流马达中均能够应用。各种传感器7210经由车辆控制装置7209控制发动机转速,或者控制图中没示出的节流阀的开度(节气门开度)。各种传感器7210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。
使发动机7201的旋转力被传到发电机7202,通过该旋转力而能够将由发电机7202所生成的电力蓄积在电池7208。
当混合动力车辆通过图中没示出的制动机构减速时,该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置7203,通过该旋转力而使由电力驱动力转换装置7203所生成的再生电力蓄积在电池7208。
电池7208连接于混合动力车辆的外部的电源,从而也能够将充电接口7211作为输入口从该外部电源接收电力供给,并蓄积接收到的电力。
虽然图中没示出,但也可以具备信息处理装置,该信息处理装置基于与二次电池相关的信息来进行与车辆控制相关的信息处理。作为这样的信息处理装置,例如有基于与电池的剩余量相关的信息来进行电池剩余量显示的信息处理装置等。
另外,以上,以使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或者暂时将其储存在电池的电力、通过马达进行行驶的串联式混合动力汽车为例进行了说明。然而,也能够对以发动机和马达的输出的任一方作为驱动源、适当切换并使用依靠发动机行驶、仅依靠马达行驶、依靠发动机和马达行驶这三种方式的并联式混合动力汽车有效地应用本公开。进一步地,能够对仅通过驱动马达的驱动而不使用发动机进行行驶的所谓的、电动车辆有效地应用本技术。
<7.第六实施方式(蓄电系统的构成例)>
本技术的第六实施方式的蓄电系统是如下蓄电系统:具备具有本技术的第一实施方式的固体电池至本技术的第三实施方式的固体电池的蓄电装置、由固体电池供给电力的电力消耗装置、控制从固体电池对该电力消耗装置的电力供给的控制装置、和对固体电池充电的发电装置。由于本技术的第六实施方式的蓄电系统具备本技术的第一实施方式的固体电池至本技术的第三实施方式的固体电池,其中,该固体电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电力储藏的性能、可靠性的提升。
以下,参照图9对作为本技术的第六实施方式的蓄电系统的一例的住宅用的蓄电系统进行说明。
例如在住宅9001用的蓄电系统9100中,从火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等的集中型电力系统9002经由电网9009、信息网9012、智能仪表9007、电源集线器9008等而向蓄电装置9003供给电力。与此同时,从家庭内发电装置9004等的独立电源向蓄电装置9003供给电力。供给到蓄电装置9003的电力被蓄电。使用蓄电装置9003,供给在住宅9001中使用的电力。并不限于住宅9001,对于大厦也能够使用同样的蓄电系统。
在住宅9001设置有发电装置9004、电力消耗装置9005、蓄电装置9003、对各装置进行控制的控制装置9010、智能仪表9007、获取各种信息的传感器9011。各装置通过电网9009以及信息网9012连接。作为发电装置9004,利用太阳能电池、燃料电池等,所发电的电力被供给到电力消耗装置9005和/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005是冰箱9005a、空调装置9005b、电视机9005c、浴室9005d等。进一步地,电力消耗装置9005还包括电动车辆9006。电动车辆9006是电动汽车9006a、混合动力车9006b、电动摩托车9006c。
对蓄电装置9003应用上述的本公开的电池单元。蓄电装置9003由二次电池或电容构成。例如,由锂离子电池构成。即使锂离子电池为固定型,也可以在电动车辆9006中使用。智能仪表9007具备测量商用电力的使用量并将测量出的使用量发送到电力公司的功能。电网9009也可以组合直流供电、交流供电、非接触供电的任一种或多种。
各种传感器9011例如是人体感知传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。通过各种传感器9011获取到的信息被发送到控制装置9010。根据来自传感器9011的信息,可掌握气象的状态、人的状态等,能够自动地控制电力消耗装置9005以使能量消耗为最小。进一步地,控制装置9010能够将与住宅9001相关的信息经由互联网发送到外部的电力公司等。
通过电源集线器9008进行电线的分支、直流交流转换等的处理。作为与控制装置9010连接的信息网9012的通信方式,有使用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:异步串联通信用收发电路)等的通信接口的方法、使用Bluetooth(注册商标)、ZigBee、Wi-Fi等无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信,能够进行一对多连接的通信。ZigBee使用IEEE(Institute of Electricaland Electronics Engineers,电气电子工程师学会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是PAN(Personal Area Network,个人局域网)或被称为W(Wireless,无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置9010与外部的服务器9013连接。该服务器9013也可以由住宅9001、电力公司、服务提供商的任一方来管理。服务器9013所收发的信息例如是与消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、天灾信息、电力交易相关的信息。这些信息可以从家庭内的电力消耗装置(例如,电视接收机)进行收发,但也可以从家庭外的装置(例如,移动电话机等)进行收发。这些信息也可以显示于具有显示功能的设备,例如电视接收机、移动电话机、PDA(Personal Digital Assistants,个人数字助理)等。
控制各部分的控制装置9010由CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)等构成,在该例子中,收存于蓄电装置9003。控制装置9010与蓄电装置9003、家庭内发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011、服务器9013通过信息网9012连接,例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。另外,除此之外还可以具备在电力市场进行电力交易的功能等。
如以上那样,电力不仅是火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等的集中型电力系统9002,还能够将家庭内发电装置9004(太阳能发电、风力发电)的发电电力积蓄在蓄电装置9003。因此,即使家庭内发电装置9004的发电电力有变动,也能够进行使送出到外部的电量一定或者只进行必要的放电的这一控制。例如,也能够为如下用法:在将通过太阳能发电得到的电力积蓄在蓄电装置9003,并且在夜间将费用便宜的深夜电力积蓄在蓄电装置9003,在白天费用较贵的时间段将通过蓄电装置9003蓄电的电力进行放电而利用。
另外,在该例子中,对使控制装置9010收存于蓄电装置9003内的例子进行了说明,但也可以收存于智能仪表9007内,也可以单独构成。进一步地,蓄电系统9100可以以集体住宅中的多个家庭为对象来使用,也可以以多个独户住宅为对象来使用。
<8.第七实施方式(电动工具的构成例)>
本技术的第七实施方式的电动工具是如下电动工具:具备本技术的第一实施方式的固体电池至本技术的第三实施方式的固体电池、和由固体电池供给电力的可动部。由于本技术的第七实施方式的电动工具具备本技术的第一实施方式的固体电池至第三实施方式的固体电池,其中,该固体电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电动工具的性能提升。
以下,参照图10对作为本技术的第七实施方式的电动工具进行说明。
图10表示电动工具的块构成。该电动工具例如是电钻,在由塑料材料等形成的工具主体98的内部具备控制部99和电源100。在该工具主体98例如能够工作(旋转)地安装有作为可动部的钻头部101。
控制部99控制电动工具整体的动作(包括电源100的使用状态),例如包括CPU等。电源100包括一个或两个以上固体电池(图中没示出)。该控制部99根据图中没示出的动作开关的操作而从电源100向钻头部101供给电力。
<9.第八实施方式(电子设备的构成例)>
本技术的第八实施方式的电子设备是如下电子设备:具备本技术的第一实施方式的固体电池至本技术的第三实施方式的固体电池,并从固体电池接收电力的供给。如上述那样,本技术的第八实施方式的电子设备是将固体电池作为驱动用的电源(电力供给源)而发挥各种功能的设备。由于本技术的第八实施方式的电子设备具备本技术的第一实施方式的固体电池至本技术的第三实施方式的固体电池,其中,该固体电池具有优异的电池特性、优异的可靠性,因此关系到电子设备的性能提升。
以下,参照图11对作为本技术的第八实施方式的电子设备进行说明。
对本技术的第八实施方式的电子设备400的构成的一例进行说明。电子设备400具备电子设备主体的电子电路401和电池组300。电池组300经由正极端子331a以及负极端子331b而相对于电子电路401电连接。电子设备400例如具有可由用户拆卸电池组300的构成。另外,电子设备400的构成并不限定于此,也可以具有以用户不能从电子设备400取出电池组300的方式使电池组300内置于电子设备400内的构成。
在电池组300的充电时,电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别连接于充电器(图中没示出)的正极端子、负极端子。另一方面,在电池组300的放电时(电子设备400的使用时),电池组300的正极端子331a、负电极端子331b分别连接于电子电路401的正极端子、负极端子。
作为电子设备400,例如,可列举:笔记本个人电脑、平板电脑、移动电话(例如,智能手机等)、便携信息终端(Personal Digital Assistants:PDA,个人数字助理)、成像设备(例如,数码静态照相机、数码摄像机等)、音频设备(例如,便携式音频播放器)、游戏机、无绳电话听筒、电子书、电子词典、无线电、耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人等,但并不限定于此。作为具体例,对头部佩戴型显示器以及带式电子设备进行说明,头部佩戴型显示器具备图像显示装置、用于将图像显示装置佩戴于观察者的头部的佩戴装置、以及用于将图像显示装置安装于佩戴装置的安装构件,是将本技术的第一至第三实施方式的固体电池作为驱动用的电源的电子设备,带式电子设备具备呈带状连结的多个区段、配置于多个区段内的多个电子部件、和连接多个区段内的多个电子部件并在至少一个区段内以蜿蜒形状配置的挠性电路基板,作为上述电子部件,是使本技术的第一至第三实施方式的固体电池配置于上述区段的源电子设备。
电子电路401例如具备CPU(Central Processing Unit)、外围逻辑部、接口部以及存储部等,并控制电子设备400的整体。
电池组300具备组电池301和充放电电路302。组电池301串联和/或并联连接多个二次电池301a而构成。多个二次电池301a例如连接为n个并联m个串联(n、m为正整数)。另外,在图6中,示出了使六个二次电池301a连接为两个并联三个串联(2P3S)的例子。作为二次电池301a,使用第一实施方式或其变形例的二次电池。
在充电时,充放电电路302控制对组电池301的充电。另一方面,在放电时(即,电子设备400的使用时),充放电电路302控制对电子设备400的放电。
<10.应用例1:印刷电路基板>
如图12所示,上述的固体电池能够与充电电路等一起装配在印刷电路基板1202(Print circuit board,以下称为“PCB”。)上。例如,也能够通过回流工艺将固体电池1203以及充电电路等的电子电路装配在PCB 1202上。将在PCB 1202上装配有固体电池1203以及充电电路等的电子电路的部分称为电池模块1201。根据需要,使电池模块1201构成为卡片型,并能够构成为可便携的卡片型移动电池。
此外,在PCB 1202上形成有充电控制IC(Integrated Circuit,集成电路)1204、电池保护IC 1205以及电池剩余量监视IC 1206。电池保护IC 1205以如下方式控制充放电动作:不在充放电时充电电压变得过大或者负载短路流动过电流,以使不会产生过放电。
对PCB 1202安装USB((Universal Serial Bus,通用串行总线)接口1207。由通过USB接口1207供给的电力而使固体电池1203充电。在该情况下,通过充电控制IC 1204来控制充电动作。进一步地,从安装于PCB 1202的负载连接端子1208a以及1208b对负载1209供给规定的电力(例如,电压为4.2V)。通过电池剩余量监视IC 1206来监视固体电池1203的电池剩余量,从外部可知表示电池剩余量的显示(图中没示出)。另外,为了进行负载连接,也可以使用USB接口1207。
上述的负载1209的具体例为如下那样。
A.可穿戴设备(运动手表、表、助听器等)
B.IoT终端(传感器网络终端等)
C.娱乐设备(便携式游戏终端、游戏控制器)
D.IC基板埋入电池(实时时钟IC)
E.环境发电设备(太阳能发电、热电发电、振动发电等的发电元件用的蓄电元件)
<11.应用例2:万能信用卡>
现在,随身携带多张信用卡的人较多。然而,存在如下问题:信用卡的张数越多,则丢失、被盗等的危险性越大。因此,将多张信用卡、积分卡等的功能集成于一张卡的、被称为万能信用卡的卡实用化。由于在该卡中例如能够载入各种各样的信用卡或积分卡的号码、有效期等的信息,因此只要将一张该卡放入钱包等中,则能够随时随意选择并利用卡。
图13是示出万能信用卡1301的构成的一例。具有卡片型形状,内置有IC芯片以及本技术的固体电池(图中没示出)。进一步地,设置有小电力消耗的显示器1302以及操作部、例如方向键1303a以及1303b。进一步地,在万能信用卡1301的表面设置有充电用端子1304。
例如,用户能够边观察显示器1302边操作方向键1303a以及1303b来确定预先装载于万能信用卡1301的信用卡等。在预先装载有多个信用卡的情况下,能够在显示器1302显示示出各信用卡的信息,用户操作方向键1303a以及1303b来指定希望的信用卡。之后,能够与以往的信用卡同样地进行使用。另外,上述是一例,毋庸置疑,本技术的固体电池也能够应用于万能信用卡1301以外的所有电子卡。
<12.应用例3:腕带式电子设备>
作为可穿戴终端的一例,有腕带式电子设备。其中,腕带式活动量计也被称为智能手环,仅通过缠绕在腕部,而能够获取步数、移动距离、消耗卡路里、睡眠量、心率等与人的活动相关的数据。进一步地,也能够通过智能手机来管理获取到的数据。进一步地,也能够具备邮件的收发功能,例如,使用具有通过LED(Light Emitting Diode,发光二极管)灯和/或振动向用户通报收到邮件的通知功能的电子设备。
图14以及图15示出例如计量脉搏的腕带式活动量计的一例。图14示出腕带式活动量计1501的外观的构成例。图15示出腕带式活动量计1501的主体部1502的构成例。
腕带式活动量计1501是通过光学方式来计量被实验者的例如脉搏的腕带式的计量装置。如图14所示,腕带式活动量计1501由主体部1502和带1503构成,如腕表那样,带1503佩戴于被实验者的腕部(手腕)1504。而且,主体部1502基于对包括被实验者的腕部1504的脉的部分照射规定的波长的计量光后返回来的光的强度来进行被实验者的脉搏的计量。
主体部1502以包括基板1521、LED 1522、光敏IC 1523、遮光体1524、操作部1525、运算处理部1526、显示部1527以及无线装置1528的方式而构成。LED 1522、光敏IC 1523以及遮光体1524设置于基板1521上。LED 1522在光敏IC 1523的控制下对包括被实验者的腕部1504的脉的部分照射规定的波长的计量光。
光敏IC 1523对计量光被照射到腕部1504之后返回来的光进行感光。光敏IC 1523生成示出返回来的光的强度的数字的计量信息,并将所生成的计量信号供给到运算处理部1526。
遮光体1524在基板1521上设置于LED 1522与光敏IC 1523之间。遮光体1524防止来自LED 1522的计量光直接入射到光敏IC 1523。
操作部1525例如由按钮、开关等的各种操作构件构成,设置于主体部1502的表面等。操作部1525使用于腕带式活动量计1501的操作,并将示出操作内容的信号供给到运算处理部1526。
运算处理部1526基于从光敏IC 1523供给的计量信号来进行用于计量被实验者的脉搏的运算处理。运算处理部1526将脉搏的计量结果供给到显示部1527以及无线装置1528。
显示部1527例如由LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)等显示装置构成,设置于主体部1502的表面。显示部1527显示被实验者的脉搏的计量结果等。
无线装置1528通过规定方式的无线通信将被实验者的脉搏的计量结果发送到外部的装置。例如,如图15所示,无线装置1528将被实验者的脉搏的计量结果发送到智能手机1505,并使智能手机1505的画面1506显示计量结果。进一步地,能够通过智能手机1505来管理计量结果的数据,通过智能手机1505来阅览计量结果,或者保存在网络上的服务器中。另外,无线装置1528的通信方式能够采用任意的方式。另外,在被实验者的腕部1504以外的部位(例如,手指、耳垂等)进行脉搏的计量的情况下,也能够使用光敏IC 1523。
上述的腕带式活动量计1501能够通过光敏IC 1523中的信号处理来除去体动的影响,而准确地计量被实验者的脉波以及脉搏。例如,被实验者即使进行跑步等的剧烈的运动,也能够准确地计量被实验者的脉波以及脉搏。此外,例如,在被实验者长时间佩戴腕带式活动量计1501而进行计量的情况下,也能够除去体动的影响,而继续准确地计量被实验者的脉波以及脉搏。
此外,通过减少运算量而能够降低腕带式活动量计1501的消耗电力。其结果,例如,不进行充电、电池的更换,而能够让被实验者长时间佩戴腕带式活动量计1501并进行计量。
另外,作为电源,例如使薄型的电池收纳于带1503内。腕带式活动量计1501具备主体的电子电路和电池组。例如,具有可由用户自由拆卸电池组的构成。电子电路是上述的主体部1502所包括的电路。在将全固体电池作为电池使用的情况下,能够应用本技术。
在图16中示出腕带式电子设备1601(以下,简称为“电子设备1601”。)的外观的构成例。
电子设备1601例如是相对人体可自由拆卸的表型的所谓的、可穿戴设备。电子设备1601例如具备佩戴于腕部的带部1611、显示数字、文字、图形等的显示装置1612和操作按钮1613。在带部1611形成有多个孔部1611a和形成于内周面(在佩戴电子设备1601时与腕部接触的一侧的面)侧的突起1611b。
如图16所示,电子设备1601在使用状态下,以使带部1611成为大致圆形的方式弯折,使突起1611b插入孔部1611a而佩戴于腕部。通过调整插入突起1611b的孔部1611a的位置而能够与腕部的粗细对应地调整直径的大小。电子设备1601在未被使用的状态下,使突起1611b从孔部1611a取出,在大致平坦的状态下保管带部1611。本技术的一个实施方式的传感器,例如设置于带部1611的整体。
<13.应用例4:智能手表>
智能手表与现有的腕表的设计具有同样或者类似的外观,与腕表同样地佩戴于用户的腕部而使用,具有通过显示于显示器的信息而向用户通知收到电话、电子邮件等的各种消息的功能。进一步地,也提出了具有电子货币功能、活动量计等的功能的智能手表。智能手表使显示器组装在电子设备的主体部分的表面,在显示器显示各种各样的信息。此外,智能手表例如通过进行通信终端(智能手机等)与Bluetooth(注册商标)等的近距离无线通信,从而也能够与通信终端等的功能、内容等协同。
作为智能手表的一种,提出了具备呈带状连结的多个区段、配置于多个区段内的多个电子部件和连接多个区段内的多个电子部件并在至少一个区段内以蜿蜒形状配置的挠性电路基板的手表。具有这样的蜿蜒形状,从而即使带发生弯曲,挠性电路基板也不被施加应力,防止电路的切断。此外,不是在构成表主体的壳体,而能够在安装于该表主体的带侧的区段内置电子电路部件,不再需要在表主体侧进行变更,而能够构成与以往的表的设计同样的设计的智能手表。此外,本应用例的智能手表能够进行收到电子邮件等的通知、用户的行动履历等的日志的记录、通话等。此外,智能手表具备作为非接触式IC卡的功能,能够以非接触方式进行结算、认证等。
本应用例的智能手表在金属制的带内内置有进行通信处理、通知处理的电路部件。为了使金属制的带虽薄型化但作为电子设备发挥功能,而使带为连结多个区段而成的结构,并在各区段收纳电路基板、振动马达、电池、加速度传感器。各区段的电路基板、振动马达、电池、加速度传感器等的部件通过挠性印刷电路基板(FPC)连接。
在图17中示出智能手表的整体构成(分解立体图)。带式电子设备2000为安装于表主体3000的金属制的带,佩戴于用户的腕部。表主体3000具备显示时刻的文字盘3100。代替文字盘3100,表主体3000也可以由液晶显示器等以电子方式显示时刻。
带式电子设备2000为连结有多个区段2110~2230的构成。在表主体3000的一方的带安装孔安装区段2110,在表主体3000的另一方的带安装孔安装区段2230。在本例中,各个区段2110~2230由金属构成。
(区段的内部的概要)
图18示出带式电子设备2000的内部构成的一部分。例如,示出五个区段2170、2180、2190、2200、2210的内部。在带式电子设备2000中,在所连结的五个区段2170~2210的内部配置挠性电路基板2400。在区段2170内配置各种电子部件,在区段2190、2210配置本技术的电池2411、2421,通过挠性电路基板2400使这些部件电连接。区段2170与区段2190之间的区段2180为比较小的尺寸,被配置蜿蜒状态的挠性电路基板2400。在区段2180的内部,在夹持于防水构件的状态下配置挠性电路基板2400。另外,区段2170~2210的内部为防水结构。
(智能手表的电路构成)
图19是示出带式电子设备2000的电路构成的框图。带式电子设备2000的内部的电路为与表主体3000独立的构成。表主体3000具备使配置于文字盘3100的指针旋转的机动(movement)部3200。在机动部3200连接有电池3300。这些机动部3200、电池3300内置于表主体3000的壳体内。
连接于表主体3000的带式电子设备2000,在三个区段2170、2190、2210配置电子部件。在区段2170配置数据处理部4101、无线通信部4102、NFC通信部4104和GPS部4106。在无线通信部4102、NFC通信部4104、GPS部4106分别连接有天线4103、4105、4107。各个天线4103、4105、4107配置于区段2170的后述的狭缝2173的附近。
无线通信部4102例如通过Bluetooth(注册商标)的标准与其它终端进行近距离无线通信。NFC通信部4104通过NFC的标准与邻近的读写器进行无线通信。GPS部4106是接收来自被称为GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的系统的卫星的电波并进行当前位置的定位的定位部。使通过这些无线通信部4102、NFC通信部4104、GPS部4106得到的数据供给到数据处理部4101。
此外,在区段2170配置有显示器4108、振动器4109、动作传感器4110和声音处理部4111。显示器4108和振动器4109作为向带式电子设备2000的佩戴者进行通知的通知部发挥功能。显示器4108由多个发光二极管构成,通过发光二极管的点亮、闪烁而向用户进行通知。多个发光二极管例如配置于区段2170的后述的狭缝2173的内部,通过点亮或闪烁来通知收到电话、接收电子邮件等。作为显示器4108,也可以使用显示文字、数字等的类型的显示器。振动器4109是使区段2170振动的构件。带式电子设备2000通过由振动器4109引起的区段2170的振动而通知收到电话、接收电子邮件等。
动作传感器4110检测佩戴着带式电子设备2000的用户的动作。作为动作传感器4110,可使用加速度传感器、陀螺传感器、电子罗盘、气压传感器等。此外,区段2170也可以内置有动作传感器4110以外的传感器。例如,也可以内置有检测佩戴着带式电子设备2000的用户的脉搏等的生物传感器。在声音处理部4111连接有麦克风4112和扬声器4113,声音处理部4111与通过无线通信部4102的无线通信而连接的对方进行通话的处理。此外,声音处理部4111也能够进行用于声音输入操作的处理。
而且,在区段2190内置电池2411,在区段2210内置电池2421。电池2411、2421能够由本技术的固体电池构成,将驱动用的电源供给到区段2170内的电路。区段2170内的电路和电池2411、2421通过挠性电路基板2400(图18)连接。另外,在图19中未示出,但区段2170具备用于对电池2411、2421充电的端子。此外,也可以在区段2190、2210配置电池2411、2421以外的电子部件。例如,区段2190、2210也可以具备对电池2411、2421的充放电进行控制的电路。
<14.应用例5:眼镜型终端>
以下说明的眼镜型终端能够对眼前的风景对文本、码元、图像等的信息进行重叠显示。即,搭载有透射式眼镜型终端专用的轻量且薄型的图像显示装置显示器模块。作为代表,有头部佩戴型显示器(头戴型显示器(HMD))。
该图像显示装置包括光学发动机和全息图导光板。光学发动机使用微显示器透镜发射图像、文本等的影像光。使该影像光入射到全息图导光板。全息图导光板由于在透明板的两端部组装有全息图光学元件,因此使来自光学发动机的影像光在厚度为1mm那样的非常薄的透明板中传播而到观察者的眼中。根据这样的构成,能够实现透射率例如为85%的这样的厚度为3mm(包括导光板前后的保护板)的透镜。通过该眼镜型终端而能够在运动观战中实时观察玩家、团队的成绩等,或者能够显示在旅途目的地的观光指南。
眼镜型终端的具体例如图20所示,图像显示部构成为眼镜型。即,与通常的眼镜同样地,具有用于在眼前保持右图像显示部5001以及左图像显示部5002的框架5003。框架5003包括配置于观察者的正面的前部5004和经由合页而可旋转地安装于前部5004的两端的两个腿部5005、5006。框架5003由与金属、合金、塑料、它们的组合这种构成通常的眼镜的材料相同的材料制作。另外,也可以设置耳机部。
以使右图像显示部5001以及左图像显示部5002分别位于利用者的右眼前和左眼前的方式进行配置。腿部5005、5006在利用者的头部保持图像显示部5001以及5002。在前部5004和腿部5005的连接部位,在腿部5005的内侧配置有右显示驱动部5007。在前部5004和腿部5006的连接部位,在腿部5006的内侧配置有左显示驱动部5008。
在图20中省略了,但在框架5003搭载有本技术的固体电池、加速度传感器、陀螺仪、电子罗盘、麦克风/扬声器等。进一步地,能够安装成像装置,进行静止图像/动态图像的拍摄。进一步地,具备例如通过无线或有线的接口而与眼镜部连接的控制器。在控制器设置有触摸传感器、各种按钮、扬声器、麦克风等。进一步地,具有与智能手机协同的功能。例如,能够活用智能手机的GPS功能来提供与用户的状况相对应的信息。
本技术并不限定于上述各实施方式、各应用例,在不脱离本技术的主旨的范围内能够进行变更。
另外,由于只要是使用于固体电池的电极反应物质,则并不依赖于电极反应物质的种类而应该可得到本技术的效果,因此即使变更该电极反应物质的种类也能够得到同样的效果。此外,化合物等的化学式为代表性化学式,只要是相同化合物的一般名称,则并不限定于所记载的价数等。
此外,本技术也能够采用以下那样的构成。
[1]一种固体电池,具备:至少一个第一层叠体,其依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;至少一个第二层叠体,其依次层叠第二电解质层、第一负极层、第二集电层和第二负极而成;第一绝缘层,其连接于该第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及第二绝缘层,其连接于该第二层叠体的侧面部的至少一部分,该第一层叠体和该第二层叠体由未层叠该第一正极层的该第一电解质层的主平面、和未层叠该第二集电层的第二负极层的主平面层叠而成,或由未层叠该第一负极层的该第二电解质层的主平面、和未层叠该第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,该第一集电层以及该第二集电层各自的离子传导率在10-10S/cm以下,该第一绝缘层以及该第二绝缘层各自的离子传导率在10-8S/cm以下。
[2]一种固体电池,具备:至少一个第一层叠体,其依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;至少一个第三层叠体,其层叠第三电解质层和第三负极层而成;第一绝缘层,其连接于该第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及第三绝缘层,其连接于该第三层叠体的侧面部的至少一部分,该第一层叠体和该第三层叠体由未层叠该第一正极层的该第一电解质层的主平面、和未层叠该第三电解质层的第三负极层的主平面层叠而成,或由未层叠该第三负极层的该第三电解质层的主平面、和未层叠该第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,该第一集电层的离子传导率在10-10S/cm以下,该第一绝缘层以及该第三绝缘层各自的离子传导率在10-8S/cm以下。
[3]根据[1]所述的固体电池,其中,进一步地具备:第一绝缘层;以及第二绝缘层,该第一绝缘层形成于所述固体电池的最上部,该第二绝缘层形成于所述固体电池的最下部。
[4]根据[2]所述的固体电池,其中,进一步地具备:第一绝缘层;以及第二绝缘层,该第一绝缘层形成于所述固体电池的最上部,该第二绝缘层形成于所述固体电池的最下部。
[5]一种固体电池的制造方法,包括:对第一脱模膜涂覆第一电解质层,在该第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层而得到第一层叠体,在该第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,对第二脱模膜涂覆第二电解质层,在该第二电解质层上依次层叠第一负极层、第二集电层和第二负极层而得到第二层叠体,在该第二层叠体的侧面部的至少一部分连接第二绝缘层,将该第一脱模膜从该第一层叠体脱模,将该第二脱模膜从该第二层叠体脱模,使该第一层叠体和该第二层叠体由未层叠该第一正极层的该第一电解质层的主平面、和未层叠该第二集电层的第二负极层的主平面层叠,或由未层叠该第一负极层的该第二电解质层的主平面、和未层叠该第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
[6]一种固体电池的制造方法,包括:对第一脱模膜涂覆第一电解质层,在该第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层而得到第一层叠体,在该第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,对第三脱模膜涂覆第三电解质层,在该第三电解质层上层叠第三负极层而得到第三层叠体,在该第三层叠体的侧面部的至少一部分连接第三绝缘层,将该第一脱模膜从该第一层叠体脱模,将该第三脱模膜从该第三层叠体脱模,使该第一层叠体和该第三层叠体由未层叠该第一正极层的该第一电解质层的主平面、和未层叠该第三电解质层的第三负极层的主平面层叠,或由未层叠该第三负极层的该第三电解质层的主平面、和未层叠该第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
[7]一种电池组,具备:[1]所述的固体电池;控制部,其控制该固体电池的使用状态;以及开关部,其根据该控制部的指示来切换该固体电池的使用状态。
[8]一种车辆,具备:[1]所述的固体电池;驱动力转换装置,其从该固体电池接收电力的供给并转换为车辆的驱动力;驱动部,其根据该驱动力进行驱动;以及车辆控制装置。
[9]一种蓄电系统,具备:蓄电装置,其具有[1]所述的固体电池;电力消耗装置,其由该固体电池供给电力;控制装置,其控制从该固体电池对该电力消耗装置的电力供给;以及发电装置,其对该固体电池充电。
[10]一种电动工具,具备:[1]所述的固体电池;以及可动部,其由该固体电池供给电力。
[11]一种电子设备,具备[1]所述的固体电池,并从该固体电池接收电力的供给。
[12]一种电池组,具备:[2]所述的固体电池;控制部,其控制该固体电池的使用状态;以及开关部,其根据该控制部的指示来切换该固体电池的使用状态。
[13]一种车辆,具备:[2]所述的固体电池;驱动力转换装置,其从该固体电池接收电力的供给并转换为车辆的驱动力;驱动部,其根据该驱动力进行驱动;以及车辆控制装置。
[14]一种蓄电系统,具备:蓄电装置,其具有[2]所述的固体电池;电力消耗装置,其由该固体电池供给电力;控制装置,其控制从该固体电池对该电力消耗装置的电力供给;以及发电装置,其对该固体电池充电。
[15]一种电动工具,具备:[2]所述的固体电池;以及可动部,其由该固体电池供给电力。
[16]一种电子设备,具备[2]所述的固体电池,并从该固体电池接收电力的供给。
附图标记说明:
10、50、51、全固体电池 11、12、外层
13、第一层叠体 14、第二层叠体
15、第三层叠体 16、第四层叠体
17、第五层叠体 101、第一电解质层
102、第一正极层 103、第一集电层
104、第二正极层 105、第二电解质层
106、第一负极层 107、第二集电层
108、第二负极层 109、109a、109b、第一绝缘层
110、第二绝缘层。

Claims (16)

1.一种固体电池,其特征在于,具备:
至少一个第一层叠体,所述至少一个第一层叠体依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;
至少一个第二层叠体,所述至少一个第二层叠体依次层叠第二电解质层、第一负极层、第二集电层和第二负极层而成;
第一绝缘层,所述第一绝缘层连接于所述第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及
第二绝缘层,所述第二绝缘层连接于所述第二层叠体的侧面部的至少一部分,
所述第一层叠体和所述第二层叠体由未层叠所述第一正极层的所述第一电解质层的主平面、和未层叠所述第二集电层的第二负极层的主平面层叠而成,或由未层叠所述第一负极层的所述第二电解质层的主平面、和未层叠所述第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,
所述第一集电层以及所述第二集电层各自的离子传导率在10-7S/cm以下,
所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层各自的离子传导率在10-7S/cm以下。
2.一种固体电池,其特征在于,具备:
至少一个第一层叠体,所述至少一个第一层叠体依次层叠第一电解质层、第一正极层、第一集电层和第二正极层而成;
至少一个第二层叠体,所述至少一个第二层叠体层叠第二电解质层和第一负极层而成;
第一绝缘层,所述第一绝缘层连接于所述第一层叠体的侧面部的至少一部分;以及
第二绝缘层,所述第二绝缘层连接于所述第二层叠体的侧面部的至少一部分,
所述第一层叠体和所述第二层叠体由未层叠所述第一正极层的所述第一电解质层的主平面、和未层叠所述第二电解质层的第一负极层的主平面层叠而成,或由未层叠所述第一负极层的所述第二电解质层的主平面、和未层叠所述第一集电层的第二正极层的主平面层叠而成,
所述第一集电层的离子传导率在10-7S/cm以下,
所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层各自的离子传导率在10-7S/cm以下。
3.根据权利要求1所述的固体电池,其特征在于,还具备:
上部外层;以及
下部外层,
所述上部外层形成于所述固体电池的最上部,
所述下部外层形成于所述固体电池的最下部。
4.根据权利要求2所述的固体电池,其特征在于,还具备:
上部外层;以及
下部外层,
所述上部外层形成于所述固体电池的最上部,
所述下部外层形成于所述固体电池的最下部。
5.一种固体电池的制造方法,其特征在于,
对第一脱模膜涂覆第一电解质层,
在所述第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层,得到第一层叠体,
在所述第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,
对第二脱模膜涂覆第二电解质层,
在所述第二电解质层上依次层叠第一负极层、第二集电层和第二负极层,得到第二层叠体,
在所述第二层叠体的侧面部的至少一部分连接第二绝缘层,
将所述第一脱模膜从所述第一层叠体脱模,
将所述第二脱模膜从所述第二层叠体脱模,
使所述第一层叠体和所述第二层叠体由未层叠所述第一正极层的所述第一电解质层的主平面、和未层叠所述第二集电层的第二负极层的主平面层叠,或由未层叠所述第一负极层的所述第二电解质层的主平面、和未层叠所述第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
6.一种固体电池的制造方法,其特征在于,
对第一脱模膜涂覆第一电解质层,
在所述第一电解质层上依次层叠第一正极层、第一集电层和第二正极层,得到第一层叠体,
在所述第一层叠体的侧面部的至少一部分连接第一绝缘层,
对第二脱模膜涂覆第二电解质层,
在所述第二电解质层上层叠第一负极层,得到第二层叠体,
在所述第二层叠体的侧面部的至少一部分连接第二绝缘层,
将所述第一脱模膜从所述第一层叠体脱模,
将所述第二脱模膜从所述第二层叠体脱模,
使所述第一层叠体和所述第二层叠体由未层叠所述第一正极层的所述第一电解质层的主平面、和未层叠所述第二电解质层的第一负极层的主平面层叠,或由未层叠所述第一负极层的所述第二电解质层的主平面、和未层叠所述第一集电层的第二正极层的主平面层叠。
7.一种电池组,其特征在于,具备:
权利要求1所述的固体电池;
控制部,所述控制部控制所述固体电池的使用状态;以及
开关部,所述开关部根据所述控制部的指示来切换所述固体电池的使用状态。
8.一种车辆,其特征在于,具备:
权利要求1所述的固体电池;
驱动力转换装置,所述驱动力转换装置从所述固体电池接收电力的供给并转换为车辆的驱动力;
驱动部,所述驱动部根据所述驱动力进行驱动;以及
车辆控制装置。
9.一种蓄电系统,其特征在于,具备:
蓄电装置,所述蓄电装置具有权利要求1所述的固体电池;
电力消耗装置,所述电力消耗装置由所述固体电池供给电力;
控制装置,所述控制装置控制从所述固体电池对所述电力消耗装置的电力供给;以及
发电装置,所述发电装置对所述固体电池充电。
10.一种电动工具,其特征在于,具备:
权利要求1所述的固体电池;以及
可动部,所述可动部由所述固体电池供给电力。
11.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求1所述的固体电池,
所述电子设备从所述固体电池接收电力的供给。
12.一种电池组,其特征在于,具备:
权利要求2所述的固体电池;
控制部,所述控制部控制所述固体电池的使用状态;以及
开关部,所述开关部根据所述控制部的指示来切换所述固体电池的使用状态。
13.一种车辆,其特征在于,具备:
权利要求2所述的固体电池;
驱动力转换装置,所述驱动力转换装置从所述固体电池接收电力的供给并转换为车辆的驱动力;
驱动部,所述驱动部根据所述驱动力进行驱动;以及
车辆控制装置。
14.一种蓄电系统,其特征在于,具备:
蓄电装置,所述蓄电装置具有权利要求2所述的固体电池;
电力消耗装置,所述电力消耗装置由所述固体电池供给电力;
控制装置,所述控制装置控制从所述固体电池对所述电力消耗装置的电力供给;以及
发电装置,所述发电装置对所述固体电池充电。
15.一种电动工具,其特征在于,具备:
权利要求2所述的固体电池;以及
可动部,所述可动部由所述固体电池供给电力。
16.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求2所述的固体电池,
所述电子设备从所述固体电池接收电力的供给。
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