CN111261951A - 二次电池和梳状电极 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能削减死区,从而能够提高容量密度,降低在电极间施加至复合材料的端部的应力差的二次电池和用于二次电池的梳状电极。二次电池中,负极层片与正极层片交替地层叠配设,并且在层叠方向上相邻的负极层片与正极层片之间夹设电解质体,负极层片是在作为片状的电极的负极集电体的一面和另一面上一体地层叠形成负极活性物质层而成,正极层片是在作为片状的电极的正极集电体的一面和另一面上一体地层叠形成正极活性物质层而成。负极集电体与正极集电体分别包括夹着切口部而将两侧向相互相反的方向折弯而成的折弯连接部,梳状电极是将在层叠方向上相邻的负极集电体的折弯连接部彼此、在层叠方向上相邻的正极集电体的折弯连接部彼此连接而构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种二次电池和用于所述二次电池的梳状电极。
背景技术
在智能手机、电动汽车等众多产品、领域,要求电池的进一步的高容量化、高电压化、高能量密度化等,且正在积极地进行研究开发。另外,作为电池,目前多使用以正极、负极、隔膜、电解液为主要构成元件的锂离子电池(二次电池)。
另一方面,关于不使用电解液而使用无机系的固体电解质的固体电池(二次电池),由于具有着火危险性小、高温或低温时的热稳定性高而工作温度范围广、设计自由度更高、仅Li离子移动而难以发生副反应从而不易劣化、操作性好而生产性高、不会发生漏液等多种优点,所以备受关注。
在专利文献1、专利文献2中,公开了一种固体电池(作为固体电池的固体电池层叠体),其是利用如下方式而构成:通过将正极复合材料(合剂)涂布于正极集电体(正极集电箔)的表面而形成正极层,通过将负极复合材料(合剂)涂布于负极集电体(负极集电箔)的表面而形成负极层,并按照正极层、固体电解质、负极层、固体电解质、正极层…的顺序进行层叠、压制。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2015-118870号公报
[专利文献2]日本专利第5354646号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
此处,在固体电池中,为了确保、维持设计时的性能,需要在形成了固体电池层叠体的状态下以高的表面压力进行的压制成形、以及之后的高约束压力。
因此,如图8所示,在以往的对冲压电极进行层叠而成的结构中,存在如下问题:越是以高容量化为目的的高单位面积重量电极的层叠、或层叠数越多,则因接片熔接部1的弯曲而形成的死区(dead space)H越大。
另外,如果因接片熔接部1的弯曲而产生大的死区H,则固体电池层叠体(单元)2的容量密度降低,进而,因曲率的不同而导致对复合材料3的端部施加张力的方法产生差异,在固体电池层叠体2的压制成形后作为内部应力残留,难以维持极群构造。
本发明鉴于所述情况,其目的在于提供一种能够削减死区,从而能够提高容量密度,减小在电极间施加至复合材料的端部的应力差的二次电池和梳状电极。
[解决问题的技术手段]
本发明人发现了一种能够减少死区,从而能够提高容量密度,减小在电极间施加至复合材料的端部的应力差的手段,从而完成了本发明。
(1)本发明的二次电池(例如,后述的固体电池A):负极层片(例如,后述的负极层片18)与正极层片(例如,后述的正极层片21)交替地层叠配设,并且在层叠方向(例如,后述的层叠方向T3)上相邻的所述负极层片与所述正极层片之间夹设电解质体(例如,后述的固体电解质体23、固体电解质层12),所述负极层片是在作为片状的电极的负极集电体(例如,后述的负极集电体10a、负极集电体层10)的一面和另一面上一体地层叠形成负极活性物质层(例如,后述的负极活性物质层11)而成,所述正极层片是在作为片状的电极的正极集电体(例如,后述的正极集电体14a、正极集电体层14)的一面和另一面上一体地层叠形成正极活性物质层(例如,后述的正极活性物质层13)而成,且在所述负极集电体与所述正极集电体的端部设置有切口部(例如,后述的切口部15),并且,所述负极集电体与所述正极集电体形成为分别包括夹着所述切口部而将两侧向相互相反的方向折弯而成的折弯连接部(例如,后述的折弯连接部17、折弯连接部20),在所述层叠方向上相邻的所述负极集电体的所述折弯连接部彼此连接,在所述层叠方向上相邻的所述正极集电体的所述折弯连接部彼此连接。
(2)本发明的二次电池在所述(1)中,可在层叠方向上相邻的所述负极层片和所述正极层片之间通过、且从所述层叠方向的其中一侧到另一侧,以大致蜿蜒状连续地夹设有片状的固体电解质体(例如,后述的固体电解质体23、固体电解质层12)。
(3)本发明的二次电池在所述(1)或(2)中,所述切口部可将所述负极集电体与所述正极集电体的基端(例如,后述的基端15a)侧的宽度扩大而形成。
(4)本发明的二次电池在所述(1)至(3)的任一项中,可在所述负极集电体与所述正极集电体上分别设置有从所述切口部沿着宽度方向呈直线状延伸的切槽部(例如,后述的切槽部16)。
(5)本发明的梳状电极(例如,后述的梳状负电极24、梳状正电极25):夹着设置于端部的切口部(例如,后述的切口部15)将两侧向相互相反的方向折弯的电极层片(例如,后述的负极层片18、正极层片21)是隔开规定的间隔而层叠配置,所述梳状电极是将在层叠方向(例如,后述的层叠方向T3)上相邻的所述电极层片的所述向相互相反的方向折弯而成的折弯连接部(例如,后述的折弯连接部17、折弯连接部20)连接而形成。
(6)本发明的梳状电极在所述(5)中,所述电极层片的所述切口部可将基端(例如,后述的基端15a)侧的宽度扩大而形成。
(7)本发明的梳状电极在所述(5)或(6)中,可在所述电极层片上设置有切槽部(例如,后述的切槽部16),所述切槽部从所述切口部沿着宽度方向呈直线状延伸,且用于折弯所述折弯连接部。
[发明的效果]
根据本发明,能够减少死区,由此,能够实现容量密度的提高、在电极间施加至复合材料的端部的应力差的减小。由此,能够改善单元制造的成品率、以及电池特性或寿命。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的剖面图。
图2是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的负极层片(电极层片、负极集电体)的立体图。
图3是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的负极层片的层叠体(梳状电极)的立体图。
图4是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的负极层片(负极集电体、电极层片)、正极层片(正极集电体、电极层片)的切口部、折弯连接部的局部平面图。
图5是表示本发明的一个实施方式的固体电池、固体电池层叠体(固体电池层叠体、二次电池)的正极层片(电极层片、正极集电体)的立体图。
图6是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的正极层片的层叠体(梳状电极)的立体图。
图7是表示本发明的一个实施方式的固体电池(固体电池层叠体、二次电池)的固体电解质体(电解质体)的立体图。
图8是表示现有的固体电池、固体电池层叠体的剖面图。
[符号的说明]
10:负极集电体层
10a:负极集电体
11:负极活性物质层(负极复合材料层(合剂层))
12:固体电解质层
13:正极活性物质层(正极复合材料层(合剂层))
14:正极集电体层
14a:正极集电体
15:切口部
15a:基端
16:切槽部
17:折弯连接部
18:负极层片(电极层片)
19:负极活性物质层未形成部
20:折弯连接部
21:正极层片(电极层片)
22:正极活性物质层未形成部
23:固体电解质体(固体电解质片、电解质体)
24:梳状负电极(梳状电极)
25:梳状正电极(梳状电极)
A:固体电池(二次电池)
B:固体电池层叠体
T1:宽度方向
T2:进深方向
T3:层叠方向
具体实施方式
以下,参照图1至图7,对本发明的一个实施方式的二次电池和用于所述二次电池的梳状电极进行说明。此处,在本实施方式中,将本发明的二次电池设为固体电池进行说明。
如图1所示,本实施方式的固体电池(二次电池)A包括固体电池层叠体B而构成,所述固体电池层叠体B是按照负极集电体层10、负极活性物质层(负极复合材料层(合剂层))11、固体电解质层12、正极活性物质层(正极复合材料层(合剂层))13、正极集电体层14、正极活性物质层(正极复合材料层)13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序一体地层叠而成。
另外,固体电池A构成为:将多个负极集电体层10电连接的同时,连接负极集电接片(未图示),将多个正极集电体层14电连接的同时,连接正极集电接片(未图示),并将固体电池层叠体B收容于层压膜(laminate film)等外装体(未图示)中。
再者,通过在负极集电接片或正极集电接片上安装外部端子,并将外部端子配设于外装体的外部,能够与外部设备进行电连接。
[负极集电体、负极层片(电极层片)]
另一方面,如图2所示,构成本实施方式的负极集电体层10的负极集电体(负极用的电极、负极用电极片)10a形成为具有规定的宽度尺寸与进深尺寸的大致矩形片状,并且形成为包括从进深方向T2一端10b朝向另一端10c侧切开的切口部15。再者,在本实施方式中,设为在负极集电体10a设置有一个切口部15,但切口部15也可为多个。
负极集电体10a中设置有切槽部(弯曲槽部)16,所述切槽部(弯曲槽部)16从切口部15到宽度方向T1一侧端10d、且从切口部15到宽度方向T1另一侧端10e分别沿着宽度方向T1呈直线状延伸。
而且,如图3所示,负极集电体10a以如下方式配设:将夹着切口部15的宽度方向T1一侧端10d侧在切槽部16处垂直地折弯而使其向上方突出,将夹着切口部15的宽度方向T1另一侧端10e侧在切槽部16处垂直地折弯而使其向下方突出。此时,在本实施方式中,通过对形成切口部15的部分的角部进行倒角,能够防止所述部分与外装材等接触而对外装材等造成损伤。
在本实施方式的固体电池层叠体B、固体电池A中,如图1、图3所示,夹着切口部15分别向上方与下方折弯的部分成为折弯连接部17,所述折弯连接部17将在层叠方向T3上相邻的负极集电体10a(负极集电体层10)彼此电性且机械地连接。再者,也可将所述折弯连接部17作为负极集电接片。
在本实施方式中,如图2、图4所示,切口部15是以将切槽部16侧的基端15a侧形成为圆形等方式扩大切口宽度而形成。由此,能够容易地将折弯连接部17折弯,能够适宜地利用折弯连接部17连接多个负极集电体10a而一体地层叠配置。另外,在设置有切口部15的情况下,也能够抑制在负极集电体10a上产生开裂等破损。
在负极集电体10a上,如图2所示,在成为负极集电体层10的部分的一面和另一面(优选包含侧面(端面))一体地层叠形成有负极活性物质层11。而且,在本实施方式中,由所述负极集电体10a与负极活性物质层11构成了负极层片18。
负极层片18中,将负极集电体10a的具有折弯连接部17的进深方向T2一端10b侧的部分、即负极集电体10a的从一端10b起向进深方向T2另一端10c侧的部分设为负极活性物质层未形成部19,在负极活性物质层未形成部19未层叠形成负极活性物质层11。
而且,在本实施方式的固体电池层叠体B、固体电池A中,如图1、图3所示,包含所述构成的多个负极集电体10a(负极层片18)在相邻的负极集电体10a之间隔开规定的间隙而层叠配置,并且在层叠方向T3上相邻的其中一个负极集电体10a的向上方突出的折弯连接部17与另一负极集电体10a的向下方突出的折弯连接部17在进深方向T2上重叠,将所述重叠的折弯连接部17彼此焊接等而一体形成多个负极集电体10a,从而构成了本实施方式的梳状负电极(梳状电极)24。
[正极集电体、正极层片(电极层片)]
接着,如图5所示,构成本实施方式的正极集电体层14的正极集电体(正极用的电极、正极用电极片)14a形成为具有规定的宽度尺寸与进深尺寸的大致矩形片状,并且形成为包括从进深方向T2一端14b朝向另一端14c侧切开的切口部15。再者,在本实施方式中,设为在正极集电体14a设置有一个切口部15,但切口部15也可为多个。
正极集电体14a中设置有切槽部(弯曲槽部)16,所述切槽部(弯曲槽部)16从切口部15到宽度方向T1一侧端14d、且从切口部15到宽度方向T1另一侧端14e分别沿着宽度方向T1呈直线状延伸。
而且,如图6所示,正极集电体14a与负极集电体10a同样地以如下方式配设:将夹着切口部15的宽度方向T1一侧端14d侧在切槽部16处垂直地折弯而使其向上方突出,将夹着切口部15的宽度方向T1另一侧端14e侧在切槽部16处垂直地折弯而使其向下方突出。
在本实施方式的固体电池层叠体B、固体电池A中,如图1、图6所示,夹着切口部15分别向上方与下方折弯的部分成为折弯连接部20,所述折弯连接部20将在层叠方向T3上相邻的正极集电体14a彼此电性且机械地连接。再者,也可将所述折弯连接部20作为正极集电接片。
在本实施方式中,如图4、图5所示,切口部15是以将切槽部16侧的基端15a侧形成为圆形等方式扩大切口宽度而形成。由此,能够容易地将折弯连接部20折弯,能够适宜地利用折弯连接部20连接多个正极集电体14a而一体地层叠配置。另外,在设置有切口部15的情况下,也能够抑制在正极集电体14a上产生开裂等破损。
在正极集电体14a上,如图5所示,在成为正极集电体层14的部分的一面和另一面(优选包含侧面(端面))一体地层叠形成有正极活性物质层13。而且,在本实施方式中,由所述正极集电体14a与正极活性物质层13构成了正极层片21。
正极层片21中,将正极集电体14a的具有折弯连接部20的进深方向T2一端14b侧的部分、即正极集电体14a的从一端14b起向进深方向T2另一端14c侧的部分设为正极活性物质层未形成部22,在正极活性物质层未形成部22未层叠形成正极活性物质层13。
在本实施方式的固体电池层叠体B、固体电池A中,如图1、图6所示,包含所述构成的多个正极集电体14a(正极层片21)在相邻的正极集电体14a之间隔开规定的间隙而层叠配置,并且在层叠方向T3上相邻的其中一个正极集电体14a的向上方突出的折弯连接部20与另一正极集电体14a的向下方突出的折弯连接部20在进深方向T2上重叠,将所述重叠的折弯连接部20彼此焊接等而一体形成多个正极集电体14a,从而构成了本实施方式的梳状正电极(梳状电极)25。
另外,在本实施方式的固体电池层叠体B、固体电池A中,如图1所示,将折弯连接部17彼此焊接等而一体地层叠形成的多个负极集电体10a(负极层片18)与将折弯连接部20彼此焊接等而一体地层叠形成的多个正极集电体14a(正极层片21)以如下方式组合:在上下相邻的负极集电体10a之间配放一片正极集电体14a,多个负极集电体10a与多个正极集电体14a在层叠方向T3上交替配放。进而,此时,以将正极侧的折弯连接部20配放于进深方向T2的一端侧、将负极侧的折弯连接部17配放于进深方向T2的另一端侧的方式,组合多个负极集电体10a与多个正极集电体14a。
[固体电解质体(电解质体)]
接着,形成固体电解质层12的固体电解质体(固体电解质片)23包括在负极活性物质层11与正极活性物质层13之间进行离子传导的电解质,且如图7所示,以具有规定的宽度尺寸与进深尺寸的大致矩形片状形成为带状。
在对多个负极集电体10a与多个正极集电体14a进行了组合的状态下,所述固体电解质体23被介装于在层叠方向T3上相邻的负极层片18与正极层片21之间(负极集电体10a与正极集电体14a之间)。此时,带状的固体电解质体23通过在层叠方向T3上相邻的负极层片18彼此之间的间隙、在层叠方向T3上相邻的正极层片21彼此之间的间隙,从层叠方向T3的其中一侧到另一侧呈大致蜿蜒状配放,从而连续地夹设于相邻的负极层片18与正极层片21之间。
此处,在本实施方式中,将大致矩形片状且为带状的固体电解质体23配放成大致蜿蜒状而连续地夹设于相邻的负极层片18与正极层片21之间,但固体电解质体23只要夹设于相邻的负极层片18与正极层片21之间即可,例如也可使用以下等其他手段、方法:将袋状的固体电解质体23配置成内包负极层片18或正极层片21;或者在负极层片18或正极层片21上直接涂敷固体电解质体23(固体电解质层12)。
[固体电池、固体电池层叠体]
在本实施方式的固体电池A、固体电池层叠体B中,如上所述,依次按照负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序进行了层叠。
另外,本实施方式的固体电池A在如上所述般按照负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序进行层叠的阶段,如图1所示,在层叠方向T3上进行压制,使负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…牢固地密接而一体化,从而形成固体电池层叠体B。
此处,作为负极活性物质层11所包含的负极活性物质,例如可列举:锂金属、Li-Al合金或Li-In合金等锂合金、Li4Ti5O12等钛酸锂、氧化硅或金属硅、碳纤维或石墨等碳材料等。但是,负极活性物质并无特别限定,可应用作为固体电池的负极活性物质而公知的物质。对于其组成也无特别限制,可包含固体电解质、导电助剂或粘结剂等。
作为负极集电体10a的材料,例如可列举:SUS、Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Al、Fe、Ti、Zn等金属等。另外,作为负极集电体的形状,例如可列举:箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外,为了提高密接性,可在集电体的表面配置碳等,也可加以粗糙化。另外,也可为负极活性物质本身。但是,负极集电体10a并无特别限定,可应用能够用于固体电池A的负极的公知的集电体。
作为正极活性物质层13所含的正极活性物质,例如可列举:二硫化钛、二硫化钼、硫化锂或硫等硫化物;硒化铌等过渡金属硫属化物;镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2、LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)等过渡金属氧化物等。
再者,正极活性物质并无特别限定,可应用作为固体电池A的正极活性物质而公知的物质。对于其组成也无特别限制,可包含固体电解质、导电助剂或粘结剂等。
作为正极集电体14a的材料,例如可列举:SUS、Al、Ni、Cr、Au、Pt、Fe、Ti、Zn等金属或导电性碳(例如,石墨或碳纳米管(carbon nanotube,CNT))等。另外,作为正极集电体的形状,例如可列举:箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外,为了提高密接性,可在集电体的表面配置碳等,也可加以粗糙化。再者,正极集电体14a并无特别限定,可应用能够用于固体电池A的正极的公知的集电体。
作为固体电解质层12(固体电解质片23)的固体电解质,例如可列举:硫化物系无机固体电解质、NASICON型氧化物系无机固体电解质、钙钛矿型氧化物无机固体电解质、含锂的盐等无机固体电解质;或聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质;包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质。但是,固体电解质并无特别限定。另外,固体电解质视需要而包含粘结剂等。对于固体电解质中所含的各物质的组成比,只要电池能够适当地工作,则无特别限定。固体电解质层12(固体电解质片23)可由固体电解质本身形成,也可将固体电解质固定于包含化学上稳定的原材料的多孔质的基材。固体电解质层12(固体电解质片23)只要是能够进行正极层片21与负极层片18之间的离子传导的状态,则厚度、形状等并无特别限定。另外,制造方法也无特别限定。
因此,在本实施方式的固体电池A(和用于所述固体电池A的电极的负极集电体10a、正极集电体14a)中,在负极集电体10a与正极集电体14a的端部设置切口部15,夹着切口部15将两侧分别向上方与下方(其中一侧与另一侧)折弯而形成折弯连接部17、折弯连接部20,将多个负极集电体10a(负极层片18)与多个正极集电体14a(正极层片21)交替配设,并且在相邻的负极集电体10a与正极集电体14a之间,以大致蜿蜒状连续地夹设固体电解质体23,将在层叠方向T3上相邻的负极集电体10a的折弯连接部17彼此、在层叠方向T3上相邻的正极集电体14a的折弯连接部20彼此连接,并施加压制,由此能够形成固体电池A的固体电池层叠体B。再者,也可在施加压制后将折弯连接部17、折弯连接部20彼此焊接等来进行连接。
由此,能够消除如以往般因接片熔接部1的弯曲而产生大的死区H这一不良情况。另外,能够免除因曲率的不同而导致对复合材料的端部施加张力的方法产生差异,在固体电池层叠体(电池)2的压制成形后作为内部应力残留的情况(能够显著地将残留应力抑制得特别小)。
另外,在层叠方向T3上相邻的负极层片18与正极层片21之间通过、且从层叠方向T3的其中一侧到另一侧以大致蜿蜒状连续地夹设片状的固体电解质体23,由此能够有效率地生产固体电池层叠体B乃至固体电池A,并且能够实现死区少的高密度的固体电池层叠体B、固体电池A。
因此,根据本实施方式的固体电池A和用于所述固体电池A的电极的负极集电体10a、正极集电体14a,能够减少死区H,由此能够大幅提高容量密度,另外,能够极力减小在电极间施加至复合材料的端部的应力差,由此能够适宜地维持固体电池层叠体B的极群结构。由此,与以往相比,能够大幅改善单元制造的成品率、以及电池特性或寿命,能够实现可靠性、耐久性、电池性能优异的固体电池A。
另外,在本实施方式的固体电池A、和用于所述固体电池A的电极的负极集电体10a、正极集电体14a中,负极集电体10a、正极集电体14a的切口部15是将基端侧的宽度扩大而形成,由此,能够使得在设置有切口部15的部分中难以产生开裂等损伤。
进而,通过在负极集电体10a与正极集电体14a分别设置从切口部15沿着宽度方向T1呈直线状延伸的切槽部16,能够在切槽部16处容易且高精度地进行折弯而形成折弯连接部17、折弯连接部20。
进而,如图4所示,在本实施方式中,将形成切口部15的部分的角部倒角而形成了切口部15,由此能够防止所述部分与外装材等接触等而对外装材等造成损伤。
以上,对本发明的二次电池和用于所述二次电池的梳状电极的一个实施方式进行了说明,但本发明并不限定于所述一个实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够适宜地变更。
例如,在本实施方式中,将本发明的二次电池设为固体电池进行了说明,但本发明的二次电池无需限定于固体电池,也可在相邻的负极层片18与正极层片21之间夹设液状的电解质(电解质体)而构成。
在夹设液状的电解质(电解质体)的情况下,优选在对多个负极集电体10a与多个正极集电体14a进行了组合的状态下,在层叠方向T3上相邻的负极层片18与正极层片21之间(负极集电体10a与正极集电体14a之间)介装隔膜。
对于液体的电解质(电解质体)并无特别限定,可应用锂离子电池中所使用的公知的电解液。
对于电解液的材料也无特别限定,例如,作为构成电解液的溶剂,可列举:碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯等。也可将所述溶剂混合使用。另外,构成电解液的电解质可列举:LiPF6、LiBF4、LiClO4等含锂的盐;或LiTFSi等含锂的离子液体。也可将所述电解质混合使用。另外,电解液视需要也可包含添加剂等。
进而,在本实施方式中,将本发明的固体电解质体设为固体电解质片23进行了说明。与此相对,也可构成为:在负极集电体10a层叠形成负极活性物质层11,并在所述负极活性物质层11上层叠形成固体电解质层12,或者在正极集电体14a层叠形成正极活性物质层13,并在所述正极活性物质层13上层叠形成固体电解质层12,以包括固体电解质体。
在所述情况下,优选构成为:在负极集电体10a的负极活性物质层未形成部19和形成负极活性物质层未形成部19的部分的负极集电体10a的端面,设置将绝缘性材料一体地层叠形成而成的绝缘层和/或将固体电解质一体地层叠形成而成的固体电解质层(包含绝缘层和/或固体电解质层的负极集电体包覆层)。
另外,优选构成为:在正极集电体14a的正极活性物质层未形成部22和形成正极活性物质层未形成部22的部分的正极集电体14a的端面,设置将绝缘性材料一体地层叠形成而成的绝缘层和/或将固体电解质一体地层叠形成而成的固体电解质层(包含绝缘层和/或固体电解质层的正极集电体包覆层)。
进而,负极集电体包覆层优选以与负极活性物质层11(或将负极活性物质层11与其上所层叠的固体电解质层12合并的层)同等的厚度形成。另外,正极集电体包覆层优选以与正极活性物质层13(或将正极活性物质层13与其上所层叠的固体电解质层12合并的层)同等的厚度形成。
由此,在固体电池制造过程中,当在层叠方向T3上对固体电池层叠体B进行压制时,不会出现以下情况:在负极集电体10a的负极活性物质层未形成部19的部分或正极集电体14a的正极活性物质层未形成部22的部分残留空隙,负极活性物质层未形成部19或正极活性物质层未形成部22成为诱发裂纹产生的区域、另外,可使所获得的负极层叠体(固体电池用负极)、正极层叠体(固体电池用正极)的平面度公差和平行度公差最小,结果,多层化时的体积变小,可有助于高能量化。
此处,作为构成绝缘层的绝缘性材料,例如可列举具有绝缘性的树脂,可例示:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)树脂等热塑性绝缘树脂、酚树脂、环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂等热硬化性绝缘树脂等。再者,绝缘性材料并无特别限定。
作为形成负极集电体包覆层或正极集电体包覆层的固体电解质层的固体电解质,例如可列举:硫化物系无机固体电解质、NASICON型氧化物系无机固体电解质、钙钛矿型氧化物无机固体电解质、含锂的盐等无机固体电解质;或聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质;包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质等。再者,优选设为与构成固体电池A时的固体电解质层12所使用的固体电解质相同的物质,尤其优选为硫化物系无机固体电解质。但是,在固体电解质中也不需要进行特别限定。
Claims (7)
1.一种二次电池,其中,负极层片与正极层片交替地层叠配设,并且在层叠方向上相邻的所述负极层片与所述正极层片之间夹设电解质体,所述负极层片是在作为片状的电极的负极集电体的一面和另一面上一体地层叠形成负极活性物质层而成,所述正极层片是在作为片状的电极的正极集电体的一面和另一面上一体地层叠形成正极活性物质层而成,
且在所述负极集电体与所述正极集电体的端部设置有切口部,并且所述负极集电体与所述正极集电体形成为分别包括夹着所述切口部而将两侧向相互相反的方向折弯而成的折弯连接部,
在所述层叠方向上相邻的所述负极集电体的所述折弯连接部彼此连接,在所述层叠方向上相邻的所述正极集电体的所述折弯连接部彼此连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其中,在层叠方向上相邻的所述负极层片与所述正极层片之间通过、且从所述层叠方向的其中一侧到另一侧,以大致蜿蜒状连续地夹设有片状的固体电解质体。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池,其中,所述切口部将基端侧的宽度扩大而形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池,其中,在所述负极集电体与所述正极集电体上分别设置有从所述切口部沿着宽度方向呈直线状延伸的切槽部。
5.一种梳状电极,其中,夹着设置于端部的切口部将两侧向相互相反的方向折弯的电极层片是隔开规定的间隔而层叠配置,所述梳状电极是将在层叠方向上相邻的所述电极层片的所述向相互相反的方向折弯而成的折弯连接部连接而形成。
6.根据权利要求5所述的梳状电极,其中,所述电极层片的所述切口部是将基端侧的宽度扩大而形成。
7.根据权利要求5或6所述的梳状电极,其中,在所述电极层片上设置有切槽部,所述切槽部从所述切口部沿着宽度方向呈直线状延伸,且用于折弯所述折弯连接部。
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