CN111864257A - 全固态电池及全固态电池的制造方法 - Google Patents

全固态电池及全固态电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111864257A
CN111864257A CN202010248087.XA CN202010248087A CN111864257A CN 111864257 A CN111864257 A CN 111864257A CN 202010248087 A CN202010248087 A CN 202010248087A CN 111864257 A CN111864257 A CN 111864257A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid electrolyte
sheet
layer
positive electrode
active material
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.)
Granted
Application number
CN202010248087.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111864257B (zh
Inventor
大田正弘
清水航
锄柄宜
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor 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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN111864257A publication Critical patent/CN111864257A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111864257B publication Critical patent/CN111864257B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators 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
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供能够更可靠地防止短路的全固态电池及其制造方法。全固态电池(100)具有在第一集电体层(12)上形成第一极活性物质层(11)而成的第一极片(13)、在第二集电体层(22)上形成第二极活性物质层(21)而成的第二极片(23)、以及收容第一极片(13)的袋状的固体电解质层(30)，第二极片(23)和收容于袋状的固体电解质层(30)的第一极片(13)层叠成俯视时重叠，由此第一极活性物质层(11)和第二极活性物质层(21)隔着固体电解质层对置配置。

Description

全固态电池及全固态电池的制造方法
技术领域
本发明涉及全固态电池及全固态电池的制造方法。
背景技术
在正极和负极之间配置有固体电解质的全固态电池与以往的锂二次电池相比，安全性较高、可使用的温度范围较大、充电时间较短，因此受到关注。
作为全固态电池的制造方法，例如提出有如下的方法：通过对将正极层的正极混合剂层和第一固体电解质层加压接合而成的第一层叠体、和将负极层的负极混合剂层和第二固体电解质层加压接合而成的第二层叠体进行加压接合，由此进行一体化(例如，参照专利文献1)。
另外，作为层叠型二次电池，例如存在如下的结构：集电体位于隔着隔板层叠的正极和负极中的至少任一方的与层叠方向成直角的方向上的端面的顶端部，集电体的两面的活性物质层形成于集电体的自顶端部起设有间隔的位置，在活性物质层的与层叠方向成直角的方向上的外周部形成有熔融凝固部(例如，参照专利文献2)。
【在先技术文献】
专利文献1：日本特开2015-118870号公报
专利文献2：日本国专利第5354646号公报
发明要解决的课题
在以往的全固态电池中，要求更可靠地防止短路。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够更可靠地防止短路的全固态电池及其制造方法。
用于解决课题的方案
为了达成上述目的，本发明提供以下的方案。
[1]一种全固态电池，其中，该全固态电池具有在第一集电体层上形成第一极活性物质层而成的第一极片、在第二集电体层上形成第二极活性物质层而成的第二极、以及收容所述第一极片的袋状的固体电解质层，
所述第二极和收容于所述袋状的固体电解质层的所述第一极片层叠成在俯视时重叠，由此所述第一极活性物质层和所述第二极活性物质层隔着固体电解质层对置配置。
[2]根据[1]所记载的全固态电池，其中，该全固态电池具有被波纹状折叠的电极片材，
所述电极片材具有由所述第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、与所述第一连结部的侧面相结合并分别收容于所述袋状的固体电解质层的多个所述第一极片、由所述第二集电体层构成且呈带状延伸的第二连结部、以及与所述第二连结部的侧面相结合的多个第二极片，
所述第一极片是在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的，所述第二极片是在所述第二集电体层的两面形成所述第二极活性物质层而成的，
所述第一连结部和所述第二连结部在俯视时对置配置，在所述第一连结部和所述第二连结部之间，在长度方向上交替形成第一区域第二区域，在所述第一区域层叠有收容有所述第一极片的所述袋状的固体电解质层和所述第二极片，在所述第二区域以与所述第一区域相反的层叠顺序层叠有所述袋状的固体电解质层和所述第二极片，
所述电极片材进行波纹状折叠，由此所述第一区域和所述第二区域交替层叠。
[3]根据[1]所记载的全固态电池，其中，该全固态电池具有被波纹状折叠的电极片材，
所述电极片材具有由所述第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、与所述第一连结部的侧面相结合并分别收容于所述袋状的固体电解质层的多个所述第一极片、由所述第二集电体层构成且呈带状延伸的第二连结部、以及与所述第二连结部的侧面相结合的呈带状延伸的所述第二极，
所述第一极片是在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的，所述第二极是在所述第二集电体层的两面形成所述第二极活性物质层而成的，
所述第一连结部和所述第二连结部在俯视时对置配置，在所述第一连结部和所述第二连结部之间，在长度方向上交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域层叠有收容有所述第一极片的所述袋状的固体电解质层和所述第二极，在所述第二区域以与所述第一区域相反的层叠顺序层叠有所述袋状的固体电解质层和所述第二极，
所述电极片材进行波纹状折叠，由此所述第一区域和所述第二区域交替层叠。
[4]根据[1]～[3]中任一项记载的全固态电池，其中，所述第一极活性物质层是正极活性物质层，所述第二极活性物质层是负极活性物质层。
[5]根据[1]～[4]中任一项记载的全固态电池，其中，所述袋状的固体电解质层由固体电解质层片材形成，以覆盖俯视矩形的所述第一极片的两面的方式配置的所述固体电解质层片材沿着所述第一极片中的对置的两边接合，由此成为袋状。
[6]一种全固态电池的制造方法，其是[1]～[5]中任一项记载的全固态电池的制造方法，其中，
该制造方法具有如下工序：
形成第一片材的工序，该第一片材具有由第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、和与所述第一连结部的侧面相结合且在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的俯视矩形的多个第一极片；
以使所述第一连结部露出地连续覆盖多个所述第一极片的方式在所述第一极片的两面配置固体电解质层片材的工序；
沿着所述第一极片的与所述第一片材的长度方向正交的方向上的端面，对相邻的所述第一极片之间的所述固体电解质层片材进行接合的工序；以及
将相邻的所述第一极片之间的所述固体电解质层片材切断，由此形成多个分别收容所述第一极片的袋状的固体电解质层的工序。
发明效果
本发明的全固态电池具有在第一集电体层上形成第一极活性物质层而成的第一极片、和在第二集电体层上形成第二极活性物质层而成的第二极，第二极和收容于袋状的固体电解质层的第一极片层叠成俯视时重叠，由此，第一极活性物质层和第二极活性物质层隔着固体电解质层对置配置，因此能够防止第一极片和第二极之间的短路。
更详细而言，在本发明的全固态电池中，由于第一极片收容于袋状的固体电解质层，因此，即使在形成第一极片及/或第二极时产生的飞边存在于第一极片及/或第二极的端面，也不易发生短路。另外，即使在全固态电池的制造时及/或制造后，第一极活性物质层及/或第二极活性物质层破裂或缺损，也不易发生第一极片和第二极之间的短路。
附图说明
图1A是表示本发明的第一实施方式的全固态电池的俯视图。
图1B是图1A所示的全固态电池的沿着A-A′线的剖视图。
图1C是从图1A中的左侧观察所得到的侧视图。
图2是用于说明第一实施方式的全固态电池所具有的电极片材的说明图。
图3是表示在第一实施方式的全固态电池的制造方法中使用的正极片材和负极片材的一例的俯视图。
图4是用于说明第一实施方式的全固态电池的制造方法的一例的说明图。
图5是用于说明第一实施方式的全固态电池的制造方法的一例的说明图。
图6是用于说明第一实施方式的全固态电池的制造方法的一例的说明图。
图7A是表示本发明的第二实施方式的全固态电池的俯视图。
图7B是图7A所示的全固态电池的沿着B-B′线的剖视图。
图8A是表示在袋状的固体电解质层所收容的正极片和正极引出电极的俯视图。
图8B是表示负极片和负极引出电极的俯视图。
图9A是表示本发明的第三实施方式的全固态电池的俯视图。
图9B是图9A中从左侧观察的侧视图。
图10是用于说明第三实施方式的全固态电池所具有的电极片材的说明图。
图11是用于说明第三实施方式的全固态电池所具有的电极片材的剖视图。
图12是用于说明第三实施方式的全固态电池的制造方法的一例的说明图。
图13是用于说明第三实施方式的全固态电池的制造方法的一例的说明图。
附图标记说明：
100、200、300 全固态电池；
10 正极片材(第一片材)；
11 正极活性物质层(第一极活性物质层)；
12 正极集电体层(第一集电体层)；
13、50 正极片(第一极片)；
13a、13b、50a、50b 端面；
14 正极连结部(第一连结部)；
14a 正极引出电极；
20 负极片材；
21、21a 负极活性物质层(第二极活性物质层)；
22 负极集电体层(第二集电体层)；
23、60 负极片(第二极片)；
24 负极连结部(第二连结部)；
24a 负极引出电极；
30 袋状的固体电解质层；
31 固体电解质层片材；
40、41 电极片材；
44 第二区域；
45 第一区域；
61 负极(第二极)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的全固态电池及其制造方法进行详细说明。需要说明的是，以下的说明中所使用的附图有时为了容易理解本发明的特征而方便地将成为特征的部分放大示出。因此，各构成要素的尺寸比率等有时与实际的情况不同。另外，在以下的说明中例示的材质、尺寸等是一例。因此，本发明并不限定于仅是以下所示的实施方式，能够在不变更本发明的要件的范围内适当变更地进行实施。
[第一实施方式]
图1A是表示本发明的第一实施方式的全固态电池的俯视图。图1B是图1A所示的全固态电池的沿着A-A′线的剖视图。图1C是图1A中从左侧观察的侧视图。
如图1A～图1C所示，本实施方式的全固态电池100具有正极片13(与技术方案中的“第一极片”相对应)、负极片23(与技术方案中的“第二极片”相对应)、以及收容正极片13的袋状的固体电解质层30。
本实施方式的全固态电池100是全固态锂离子二次电池。在本实施方式的全固态电池100中，通过正极片13的正极活性物质层11与负极片23的负极活性物质层21之间的经由固体电解质层的锂离子的授受，从而进行充放电。
如图1A～图1C所示，本实施方式的全固态电池100具有层叠构造，也可以在最上层及/或最下层层叠未图示的保护层。另外，优选的是，本实施方式的全固态电池100以密封状态收容于由膜等构成的外装件(未图示)。
如图1A～图1C所示，正极片13是在正极集电体层12(与技术方案中的“第一集电体层”相对应)上形成有正极活性物质层11(与技术方案中的“第一极活性物质层”相对应)而成的。在本实施方式的全固态电池100中，如图1B及图1C所示，作为正极片13，使用在正极集电体层12的两面整体上都形成有正极活性物质层11而成的正极片。
正极集电体层12只要是具有导电性即可，优选由导电率高的物质形成。作为使用于正极集电体层12的导电性高的物质，能够列举例如银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、及镍(Ni)等金属、或不锈钢材(SUS)、铝合金等合金、或碳(C)等非金属。在这些导电性高的物质中，当除了考虑导电性的高低以外还考虑制造成本时，优选使用铝、镍、或不锈钢材。
尤其是，铝不易与正极活性物质及固体电解质反应。因此，若作为正极集电体层12的材料而使用铝，则能够减小全固态电池100的内部电阻，故此优选。
作为正极集电体层12的形状，能够列举例如板状、箔状、多孔质状(海绵状)等。
作为正极集电体层12，为了提高与正极活性物质层11的密接性，既可以在表面配置碳层等，也可以使表面粗糙化。
正极活性物质层11包含对锂离子和电子进行授受的正极活性物质。作为正极活性物质，能够使用作为全固态型锂离子电池的正极活性物质能够适用的公知的正极活性物质，优选使用能够可逆地对锂离子进行放出、吸藏、且能够进行电子输送的材料。具体而言，作为正极活性物质，能够列举：锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、锂锰氧化物(LiMn2O4)、固溶体氧化物(Li2MnO3-LiMO2(M＝Co、Ni等))、锂-锰-镍-钴氧化物(LiNi1/3Mn1/ 3Co1/3O2)、橄榄石型锂磷氧化物(LiFePO4)等复合氧化物；聚苯胺、聚吡咯等导电性高分子；Li2S、CuS、Li-Cu-S化合物、TiS2、FeS、MoS2、Li-Mo-S化合物等硫化物；硫磺和碳的混合物等。正极活性物质既可以将上述材料中的一种材料单独使用，也可以并用上述材料中的两种以上的材料。
正极活性物质层11包含与正极活性物质进行锂离子的授受的固体电解质。作为正极活性物质层11所含的固体电解质，只要具有锂离子传导性就没有特别限制，能够使用通常用于全固态型锂离子电池的固体电解质材料。作为固体电解质，能够列举例如硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、含锂盐等无机固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质、含有含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶类的固体电解质等。正极活性物质层11所含的固体电解质既可以将上述材料中的一种材料单独使用，也可以并用上述材料中的两种以上的材料。
正极活性物质层11所含的固体电解质既可以与负极活性物质层21及/或固体电解质层30所含的固体电解质同样，也可以与负极活性物质层21及/或固体电解质层30所含的固体电解质不同。
正极活性物质层11为了提高导电性也可以包括导电助剂。作为导电助剂，能够使用全固态型锂离子电池能够使用的公知的导电助剂。具体而言，作为导电助剂，能够列举：乙炔黑、科琴黑等碳黑；碳纤维；气相法碳纤维；石墨粉末；碳纳米管等碳材料。导电助剂既可以将上述材料中的一种材料单独使用，也可以并用上述材料中的两种以上的材料。
另外，正极活性物质层11也可以包含具有使正极活性物质彼此及正极活性物质与正极集电体层12粘着的作用的粘结剂。作为粘结剂，能够使用全固态型锂离子电池能够使用的公知的粘结剂。
如图1A～图1C所示，负极片23是在负极集电体层22(与技术方案中的“第二集电体层”相对应)上形成有负极活性物质层21(与技术方案中的“第二极活性物质层”相对应)而成的。在本实施方式的全固态电池100中，如图1B及图1C所示，作为负极片23，使用在负极集电体层22的两面整体上都形成有负极活性物质层21而成的负极片。
负极集电体层22只要具有导电性即可，优选由导电率高的物质构成。作为使用于负极集电体层22的导电性高的物质，能够列举例如银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、及镍(Ni)等金属、或不锈钢材(SUS)、铜合金、铝合金等合金、或碳(C)等非金属。在这些导电性高的物质中，当除了考虑导电性的高低以外还考虑制造成本时，优选使用铜、不锈钢材、或镍。尤其是，不锈钢材不易与负极活性物质及固体电解质反应。因此，若作为负极集电体层22的材料而使用不锈钢材，则能够减小全固态电池100的内部电阻，故此优选。
作为负极集电体层22的形状，能够列举例如板状、箔状、多孔质状(海绵状)等。
作为负极集电体层22，为了提高与负极活性物质层21的密接性，既可以在表面配置碳层等，也可以使表面粗糙化。
负极活性物质层21包含对锂离子和电子进行授受的负极活性物质。作为负极活性物质，能够使用作为全固态型锂离子电池的负极活性物质能够适用的公知的负极活性物质，优选使用能够可逆地对锂离子进行放出、吸藏、且能够进行电子输送的材料。具体而言，作为负极活性物质，能够列举：天然石墨、人造石墨、树脂炭、碳纤维、活性炭、硬碳、软碳等碳质材料；以锡、锡合金、硅、硅合金、镓、镓合金、铟、铟合金、铝、铝合金等为主体的合金系材料；聚并苯、聚乙炔、聚吡咯等导电性聚合物；金属锂；锂钛复合氧化物(例如Li4Ti5O12)等。负极活性物质既可以将上述材料中的一种材料单独使用，也可以并用上述材料中的两种以上的材料。
在使用金属锂、合金系材料等作为负极活性物质层21的情况下，也可以使用负极活性物质层21作为负极集电体层22。该情况是既可以使用负极集电体，也可以不使用负极集电体。即，负极活性物质层21也可以兼用作负极集电体层22。
负极活性物质层21包括与负极活性物质进行锂离子的授受的固体电解质。作为负极活性物质层21所含的固体电解质，只要具有锂离子传导性就没有特别限制，能够使用通常用于全固态型锂离子电池的固体电解质材料。作为固体电解质，能够列举例如硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、含锂盐等无机固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质、含有含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶类的固体电解质等。负极活性物质层21所含的固体电解质既可以将上述材料中的一种材料单独使用，也可以并用上述材料中的两种以上的材料。
负极活性物质层21所含的固体电解质既可以与正极活性物质层11及/或固体电解质层30所含的固体电解质同样，也可以与正极活性物质层11及/或固体电解质层30所含的固体电解质不同。
负极活性物质层21为了提高导电性也可以包括导电助剂。作为导电助剂，能够使用例如与用于上述的正极活性物质层11的材料同样的材料。
负极活性物质层21也可以包含具有使负极活性物质彼此及负极活性物质与负极活性物质层21粘着的作用的粘结剂。作为粘结剂，能够使用例如与用于上述的正极活性物质层11的材料同样的材料。
袋状的固体电解质层30是将具有多孔性基材和保持于该多孔性基材的固体电解质的固体电解质层片材形成为袋状而成的。
作为形成固体电解质层片材的多孔性基材的形态，没有特别限制，能够列举例如纺织布、无纺布、网孔布、多孔性膜、膨胀片材、冲孔片材等。在这些形态中，从固体电解质的保持力及处理性的观点出发，优选无纺布。
上述多孔性基材优选是由绝缘性材料构成。由此，成为绝缘性良好的固体电解质层片材。作为绝缘性材料，能够列举：例如尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、维尼纶、聚苯并咪唑、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、纤维素、丙烯酸树脂等树脂材料；麻、木材纸浆、棉绒等天然纤维、玻璃等。
作为固体电解质层片材所具有的固体电解质，只要具有锂离子传导性及绝缘性即可，能够使用作为全固态型锂离子电池的固体电解质可适用的公知的固体电解质。具体而言，作为固体电解质，能够列举硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、含锂盐等无机固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质、含有含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶类的固体电解质等。
作为固体电解质的形态，没有特别限制，能够举出例如粒子状。
使用于袋状的固体电解质层30的固体电解质层片材为了赋予机械强度及/或柔软性，也可以包括粘合剂。作为粘合剂，能够使用公知的粘合剂。
作为使用于袋状的固体电解质层30的固体电解质层片材，也可以使用不包括多孔质基材的固体电解质层片材。作为这样的固体电解质层片材，能够举出例如由固体电解质和粘着剂(粘结剂)构成的固体电解质层片材。作为粘结剂，能够使用例如与用于上述的正极活性物质层11的材料同样的材料。
如图1A～图1C所示，本实施方式的全固态电池100通过负极片23和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13以俯视时重叠的方式交替层叠多层(在本实施方式中，分别为3层)，由此，正极活性物质层11和负极活性物质层21隔着固体电解质层对置配置。
负极片23和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13的层叠数分别是1层以上，能够根据全固态电池100的用途等适当决定，不特别限定。
图2是用于说明第一实施方式的全固态电池100所具有的电极片材40的说明图。对于本实施方式的全固态电池100而言，图2所示的电极片材40具有波纹状折叠(曲折状折叠)而成的层叠构造。因此，对于本实施方式的全固态电池100而言，正极片13和负极片23不易产生在俯视时的相对的错位，故此优选。
如图2所示，电极片材40具有由正极集电体层12构成且呈带状延伸的正极连结部14(与技术方案中的“第一连结部”相对应)、和与正极连结部14的侧面相结合且分别收容于袋状的固体电解质层30的多个正极片13。正极连结部14是正极集电体层12上的没有形成正极活性物质层11的区域。正极连结部14作为正极引出电极发挥功能，与外部电极(未图示)电连接。
另外，如图2所示，电极片材40具有由负极集电体层22构成且呈带状延伸的负极连结部24(与技术方案中的“第二连结部”相对应)、和与负极连结部24的侧面相结合的多个负极片23。负极连结部24是负极集电体层22上的没有形成负极活性物质层21的区域。负极连结部24作为负极引出电极发挥功能，与外部电极(未图示)电连接。
如图2所示，正极连结部14和负极连结部24在俯视时对置配置在电极片材40的长度方向侧面。另外，如图2所示，在正极连结部14和负极连结部24之间，在长度方向上交替形成有负极片23和收容有正极片13的袋状的固体电解质层30层叠的第一区域45、以及袋状的固体电解质层30和负极片23以与第一区域45相反的层叠顺序层叠的第二区域44。在图2所示的电极片材40中的第一区域45中，在袋状的固体电解质层30上层叠有负极片23。在图2所示的第二区域44中，在负极片23上层叠有袋状的固体电解质层30。
对于本实施方式的全固态电池100而言，图2所示的电极片材40进行波纹状折叠，由此第一区域45和第二区域44交替层叠。
如图2所示，在电极片材40中，第一区域45与第二区域44之间的间隔恒定，第一区域45和第二区域44以恒定的间距配置。第一区域45与第二区域44之间的间隔根据相邻的正极片13间的尺寸及相邻的负极片23间的尺寸、以及袋状的固体电解质层30在电极片材40的长度方向的尺寸来决定。
如图2所示，电极片材40所具有的正极片13是俯视大致矩形，该正极片13的在与正极连结部14相反侧配置的角部被倒角而成为曲面。由此，能够防止正极片13的正极活性物质层11破裂或缺损。
另外，如图1A及图2所示，电极片材40所具有的负极片23是俯视大致矩形，该负极片23的在与负极连结部24相反侧配置的角部被倒角而成为曲面。由此，能够防止负极片23的负极活性物质层21破裂或缺损。
本实施方式的全固态电池100中的袋状的固体电解质层30由固体电解质层片材形成。如图2所示，袋状的固体电解质层30是通过以覆盖俯视矩形的正极片13的两面(上表面及下表面)的方式配置的固体电解质层片材沿着正极片13的与正极连结部14的长度方向正交的方向上的端面13a、13b封闭，由此做成袋状。这样的袋状的固体电解质层30由于能够容易且效率良好地形成，故此优选。
在图2所示的袋状的固体电解质层30中，与正极连结部14的长度方向正交的方向上的缘部封闭。袋状的固体电解质层30中的与正极连结部14相反侧的缘部既可以开口，也可以封闭。
在袋状的固体电解质层30中的与正极连结部14相反侧的缘部封闭的情况下，即使正极片13的正极活性物质层11破裂或缺损，由此产生的碎片也不易从袋状的固体电解质层30漏出，故此优选。
在袋状的固体电解质层30中的与正极连结部14相反侧的缘部封闭的情况下，与正极连结部14相反侧的缘部例如既可以通过使在正极片13的第一面(例如，图2中的上表面)配置的固体电解质层片材与在正极片13的第二面(例如，图2中的下表面)配置的固体电解质层片材沿着正极片13的端面结合来进行封闭，也可以通过形成正极片13的第一面的固体电解质层片材连续地形成正极片13的第二面来进行封闭。
(全固态电池的制造方法)
接着，作为本发明的全固态电池的制造方法的一例，举出图1A～图1C所示的本实施方式的全固态电池100的制造方法为例进行说明。
图3是表示在第一实施方式的全固态电池100的制造方法中使用的正极片材和负极片材的一例的俯视图。图4～图6是用于说明第一实施方式的全固态电池100的制造方法的一例的说明图。
“正极片材10的制造”
在本实施方式的全固态电池100的制造方法中，首先，制造图3所示的正极片材10(与技术方案中的“第一片材”相对应)。
具体而言，例如，将正极活性物质、固体电解质、导电助剂、以及粘结剂混合，从而调制正极混合剂。接下来，使正极混合剂分散于规定的溶剂，从而制作正极混合剂浆料。接着，将正极混合剂浆料涂布于正极集电体的两面的规定的位置，去除正极混合剂浆料中的溶剂，使用辊压机等进行压缩。由此，在正极集电体的两面形成正极活性物质层。之后，利用对在两面具有正极活性物质层的正极集电体进行冲裁的方法等，得到图3所示的梳齿状的正极片材10，该正极片材10具有由正极集电体层12构成且呈带状延伸的正极连结部14、和与正极连结部14的侧面相结合且在正极集电体层12上形成正极活性物质层11而成的俯视矩形的多个正极片13。
“负极片材20的制造”
接着，在本实施方式的全固态电池100的制造方法中，制造图3所示的负极片材20。
具体而言，例如，将负极活性物质、固体电解质、以及粘结剂混合，从而调制负极混合剂。接下来，使负极混合剂分散于规定的溶剂，从而制作负极混合剂浆料。接着，将负极混合剂浆料涂布于负极集电体的两面的规定的位置，去除负极混合剂浆料中的溶剂，使用辊压机等进行压缩。由此，在负极集电体的两面形成负极活性物质层。之后，利用对在两面具有负极活性物质层的负极集电体进行冲裁的方法等，得到由负极连结部24和多个负极片23构成的图3所示的负极片材20，该负极连结部24由负极集电体层22构成且呈带状延伸，该多个负极片23与负极连结部24的侧面相结合。
如图3所示，在本实施方式的制造方法中使用的正极片材10与负极片材20设为相同的梳齿状的形状。因此，在对后述的波纹状折叠后的电极片材40进行冲压成形而在层叠方向上进行按压的工序中，不易产生未按压部分，能够以均匀的面压对波纹状折叠后的电极片材40进行冲压成形。其结果是，能够抑制由于对波纹状折叠后的电极片材40进行冲压成形导致的正极片13及负极片23的破裂及/或缺损的发生，能够成品率良好地制造全固态电池100。另外，成为初始性能良好的全固态电池100。
“电极片材40的制造”
接着，在本实施方式的全固态电池100的制造方法中，制造图2所示的电极片材40。
首先，制作形成袋状的固体电解质层30时使用的固体电解质层片材31。具体而言，使固体电解质分散于规定的溶剂，从而制作固体电解质浆料。
然后，将固体电解质浆料涂布于多孔性基材整体，去除固体电解质浆料中的溶剂之后，利用辊压机等进行压缩。由此，得到固体电解质层片材31。
另外，作为固体电解质层片材31，在使用由固体电解质和粘着剂构成的固体电解质层片材的情况下，例如，能够利用以下所示的方法来制作。
首先，使固体电解质和粘着剂分散于规定的溶剂，从而制作固体电解质浆料。
接着，对由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等构成的非多孔性的基材片材涂布固体电解质浆料，去除固体电解质浆料中的溶剂，从而形成涂膜。
之后，根据需要，利用对具有涂膜的基材片材进行轧制的方法等，使涂膜致密化，并将其从基材片材剥离。由此，得到由固体电解质和粘着剂构成的固体电解质层片材31。
接着，使图3所示的正极片材10的正极连结部14露出地连续覆盖多个正极片13，如图4所示，在正极片13的两面配置固体电解质层片材31。图4所示的固体电解质层片材31是1张，沿着正极片材10的正极片13中的与正极连结部14相反侧的缘部折回地配置。另外，固体电解质层片材31也可以是分别配置于正极片材10的第一面侧(例如，图4中的上表面侧)和第二面侧(例如，图4中的下表面侧)的两张固体电解质层片材。
接着，沿着正极片13的与图4所示的正极片材10的正极连结部14的长度方向正交的方向上的端面13a、13b，对相邻的正极片13间的固体电解质层片材31进行压接。
在作为固体电解质层片材31使用沿着正极片13的与正极连结部14相反侧的缘部折回地配置的1张固体电解质层片材的情况下，利用上述的压接，使袋状的固体电解质层30的与正极连结部14的长度方向正交的方向上的缘部、及与正极连结部14相反侧的缘部封闭。
在作为固体电解质层片材31使用分别配置于正极片材10的第一面侧和第二面侧的两张固体电解质层片材的情况下，通过上述的压接，成为如下状态：袋状的固体电解质层30的与正极连结部14的长度方向正交的方向上的缘部封闭，袋状的固体电解质层30的与正极连结部14相反侧的缘部开口。
需要说明的是，在作为固体电解质层片材31使用分别配置于正极片材10的第一面侧和第二面侧的两张固体电解质层片材的情况下，也可以通过上述的熔敷，进行在袋状的固体电解质层30的与正极连结部14相反侧的缘部配置的固体电解质层片材31的压接。在该情况下，袋状的固体电解质层30的与正极连结部14的长度方向正交的方向上的缘部、及与正极连结部14相反侧的缘部封闭。
之后，利用对相邻的正极片13间的固体电解质层片材31进行冲裁的方法等，将相邻的正极片13间的固体电解质层片材31切断。由此，如图5所示，形成多个分别收容正极片13的袋状的固体电解质层30。
袋状的固体电解质层30也可以利用以下所示的方法来形成。
即，将使固体电解质和粘着剂分散于规定的溶剂而成的固体电解质浆料涂布于图3所示的正极片材10的两面中除了正极连结部14以外的区域，去除固体电解质浆料中的溶剂，从而形成固体电解质膜。由此，设为在使正极连结部14露出的状态下利用固体电解质膜将正极片材10的两面所具有的正极片13覆盖的状态。
之后，根据需要，利用对被固体电解质膜覆盖着的正极片材10进行轧制的方法等，使固体电解质膜致密化。接下来，利用对在相邻的正极片13间存在的多余的固体电解质膜进行冲裁的方法等，将相邻的正极片13间的固体电解质膜切断。由此，如图5所示，形成多个分别收容正极片13的袋状的固体电解质层30。
接着，例如，如图5所示，使负极片材20与在袋状的固体电解质层30分别收容有多个正极片13的正极片材10以正极片材10的正极连结部14及负极片材20的负极连结部24朝向外侧的方式在俯视时对置配置。
接下来，如图6所示，一边在长度方向上交替形成袋状的固体电解质层30和负极片23层叠的第一区域45(参照图2)、以及袋状的固体电解质层30和负极片23以与第一区域45相反的层叠顺序层叠的第二区域44(参照图2)，一边将正极片材10和负极片材20组合。由此，形成图2所示的电极片材40。
接着，对图2所示的电极片材40进行波纹状折叠，由此，将第一区域45和第二区域44交替层叠，负极片23和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13层叠成在俯视时重叠。之后，优选的是，通过例如冲压成形在层叠方向上按压波纹状折叠后的电极片材40。
接着，将正极连结部14电连接于外部电极(未图示)。另外，将负极连结部24电连接于外部电极(未图示)。
之后，根据需要，在波纹状折叠后的电极片材40的最上层及/或最下层形成未图示的保护层，以成为密封状态的方式收容于膜等外装件(未图示)。
通过以上的工序，得到图1A～图1C所示的本实施方式的全固态电池100。
本实施方式的全固态电池100具有在正极集电体层12上形成正极活性物质层11而成的正极片13、和在负极集电体层22上形成负极活性物质层21而成的负极片23，负极片23和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13层叠成在俯视时重叠，由此，正极活性物质层11和负极活性物质层21隔着固体电解质层对置配置，因此能够防止正极片13和负极片23之间的短路。
更详细而言，在本实施方式的全固态电池100中，由于正极片13收容于袋状的固体电解质层30，因此，即使在形成正极片13及/或负极片23时产生的飞边存在于正极片13及/或负极片23的端面，也不易发生短路。
另外，即使在全固态电池100的制造时及/或制造后，正极活性物质层11及/或负极活性物质层12发生破裂或缺损，也不易发生正极片13和负极片23之间的短路。
本实施方式的全固态电池100的制造方法具有如下工序：形成正极片10的工序，该正极片材10具有由正极集电体层12构成且呈带状延伸的正极连结部14、和与正极连结部14的侧面相结合且在正极集电体层12上形成正极活性物质层11而成的俯视矩形的多个正极片13；以使正极连结部14露出地连续覆盖多个正极片13的方式在正极片13的两面配置固体电解质层片材31的工序；沿着正极片13的与正极片材10的长度方向正交的方向的端面13a、13b，对相邻的正极片13间的固体电解质层片材31进行压接的工序；以及通过将相邻的正极片13间的固体电解质层片材31切断，由此形成多个分别收容正极片13的袋状的固体电解质层30。因此，例如，与通过使用固体电解质层片材31形成袋状的固体电解质层30，并使其盖在正极片13上而形成收容于袋状的固体电解质层30的正极片13的情况相比，能够容易且迅速地制造本实施方式的全固态电池100。
[第二实施方式]
图7A是表示本发明的第二实施方式的全固态电池的俯视图。图7B是图7A所示的全固态电池的沿着B-B′线的剖视图。
如图7A及图7B所示，本实施方式的全固态电池200具有正极片50(与技术方案中的“第一极片”相对应)、负极片60(与技术方案中的“第二极片”相对应)、以及收容正极片50的袋状的固体电解质层30。
本实施方式的全固态电池200与第一实施方式的全固态电池100同样，是全固态锂离子二次电池。在本实施方式的全固态电池200中，通过正极片50的正极活性物质层11与负极片60的负极活性物质层21之间的经由固体电解质层的锂离子的授受，从而进行充放电。
图7A及图7B所示的第二实施方式的全固态电池200与图1A～图1C所示的第一实施方式的全固态电池100不同之处仅是正极集电体层12(与技术方案中的“第一集电体层”相对应)及负极集电体层22(与技术方案中的“第二集电体层”相对应)的形状。
具体而言，在第一实施方式的全固态电池100中，多个正极片13所具有的正极集电体层12在图1A中的右侧的侧面由正极连结部14连结而一体化。与此相对，在第二实施方式的全固态电池200中，如图7B所示，在多个正极片50各自之中，正极集电体层12独立地存在。
另外，在第一实施方式的全固态电池100中，多个负极片23所具有的负极集电体层22在图1A中的左侧的侧面如图1C所示那样由负极连结部24连结而一体化。与此相对，在第二实施方式的全固态电池200中，如图7B所示，在多个负极片60各自之中，负极集电体层22独立地存在。
在图7A及图7B所示的第二实施方式的全固态电池200中，对于与第一实施方式的全固态电池100相同的构件标注相同的附图标记，并省略说明。
图8A及图8B是用于说明第二实施方式的全固态电池200所具有的构件的俯视图。图8A是用于说明收容于袋状的固体电解质层30的正极片50、和由正极集电体层12上的没有层叠正极活性物质层11的区域构成的正极引出电极14a的俯视图。图8B是用于说明负极片60、和由负极集电体层22上的没有形成负极活性物质层21的区域构成的负极引出电极24a的俯视图。
图7A、图7B、图8A所示的正极集电体层12上的没有形成正极活性物质层11的区域是正极引出电极14a，其电连接于外部电极(未图示)。
另外，图7A、图7B、图8B所示的负极集电体层22上的没有形成负极活性物质层21的区域是负极引出电极24a，电连接于外部电极(未图示)。
如图8A所示，正极片50是俯视大致矩形，正极片50的在与正极引出电极14a相反侧配置的角部被倒角而成为曲面。由此，能够防止正极片50的正极活性物质层11破裂或缺损。
另外，如图8B所示，负极片60是俯视大致矩形，负极片60的在与负极引出电极24a相反侧配置的角部被倒角而成为曲面。由此，能够防止负极片60的负极活性物质层21破裂或缺损。
本实施方式的全固态电池200通过图8A所示的收容于袋状的固体电解质层30的正极片50和图8B所示的负极片60以俯视时重叠的方式交替层叠多个(在本实施方式中，分别为两层)，由此，正极活性物质层11和负极活性物质层21隔着固体电解质层对置配置。
(全固态电池的制造方法)
接着，举出图7A及图7B所示的本实施方式的全固态电池200的制造方法为例进行说明。
“正极片材的制造”
在本实施方式的全固态电池200的制造方法中，首先，制造正极片材。
具体而言，例如，与制造第一实施方式的全固态电池100所使用的正极片材10时同样地，制作正极混合剂浆料，将其涂布于正极集电体的两面的规定的位置并去除溶剂，使用辊压机等进行压缩。由此，在正极集电体的两面形成正极活性物质层。之后，利用对在两面具有正极活性物质层的正极集电体进行冲裁的方法等，得到由正极片50和正极引出电极14a构成的正极片材(参照图8A)。
“负极片材的制造”
接着，在本实施方式的全固态电池200的制造方法中，制造负极片材。
具体而言，例如，与制造第一实施方式的全固态电池100所述使用的负极片材20时同样地，制作负极混合剂浆料，将其涂布于负极集电体的两面的规定的位置并去除溶剂，使用辊压机等进行压缩。由此，在负极集电体的两面形成负极活性物质层。之后，利用对在两面具有负极活性物质层的负极集电体进行冲裁的方法等，得到由负极片60和负极引出电极24a构成的负极片材(参照图8B)。
如图8A及图8B所示，在本实施方式的制造方法中使用的正极片材的正极片50和负极片材的负极片60设为俯视时相同的形状。
因此，在对后述的层叠体进行冲压成形而在层叠方向上进行按压的工序中，不易产生未按压部分，能够以均匀的面压对层叠体进行冲压成形。其结果是，能够抑制由于对层叠体进行冲压成形导致的正极片50及负极片60的破裂及/或缺损的发生，能够成品率良好地制造全固态电池200。另外，成为初始性能良好的全固态电池200。
接着，与制造第一实施方式的全固态电池100时同样地，制作固体电解质层片材。
接着，如图8A所示，以使正极引出电极14a露出地覆盖正极片50的方式在正极片50的两面配置固体电解质层片材。固体电解质层片材是1张，沿着正极片50中的与正极引出电极14a相反侧的缘部折回地配置。另外，固体电解质层片材也可以是分别配置于正极片50的第一面侧(例如，图8A中的上表面侧)和第二面侧(例如，图8A中的下表面侧)的两张固体电解质层片材。
接着，沿着图8A所示的正极片50中的与设置有正极引出电极14a的端面相邻的端面50a、50b，对固体电解质层片材进行压接。
在作为固体电解质层片材使用沿着正极片50的与正极引出电极14a相反侧的缘部折回地配置的1张固体电解质层片材的情况下，利用上述的压接，使袋状的固体电解质层30的与正极引出电极14a相反侧的缘部、及与该缘部相邻的缘部封闭。由此，成为仅袋状的固体电解质层30中的正极引出电极14a侧的缘部开口的状态。
在作为固体电解质层片材使用分别配置于正极片50的第一面侧和第二面侧的两张固体电解质层片材的情况下，通过上述的压接，成为如下状态：袋状的固体电解质层30中的与正极引出电极14a侧的缘部相邻的缘部封闭，袋状的固体电解质层30中的与正极引出电极14a相反侧的缘部开口。
需要说明的是，在作为固体电解质层片材使用分别配置于正极片材50的第一面侧和第二面侧的两张固体电解质层片材的情况下，也可以通过上述的压接，进行对在袋状的固体电解质层30中的与正极引出电极14a相反侧的缘部配置的固体电解质层片材的压接。在该情况下，袋状的固体电解质层30中的与正极引出电极14a相反侧的缘部、及与该缘部相邻的缘部封闭。
之后，利用冲裁的方法等将在袋状的固体电解质层30的周围存在的多余的固体电解质层片材31切断。由此，如图8A所示，形成收容正极片50的袋状的固体电解质层30。
接着，将由负极片60和负极引出电极24a构成的负极片材以正极片50和负极片60在俯视时重叠的方式层叠在由正极引出电极14a和收容于袋状的固体电解质层30的正极片50构成的正极片材上，做成层叠体。之后，优选的是，通过例如冲压成形在层叠方向上按压层叠体。
接着，将层叠体的正极引出电极14a和负极引出电极24a分别电连接于外部电极(未图示)。
之后，根据需要，在层叠体的最上层及/或最下层形成未图示的保护层，以成为密封状态的方式收容于膜等外装件(未图示)。
通过以上的工序，得到图7A及图7B所示的本实施方式的全固态电池200。
本实施方式的全固态电池200具有在正极集电体层12上形成正极活性物质层11而成的正极片50、和在负极集电体层22上形成负极活性物质层21而成的负极片60，负极片60和收容于袋状的固体电解质层30的正极片50层叠成在俯视时重叠，由此，正极活性物质层11和负极活性物质层21隔着固体电解质层对置配置，因此能够防止正极片50和负极片60之间的短路。
更详细而言，在本实施方式的全固态电池200中，由于正极片50收容于袋状的固体电解质层30，因此，即使在形成正极片50及/或负极片60时产生的飞边存在于正极片50及/或负极片60的端面，也不易发生短路。
另外，即使在全固态电池200的制造时及/或制造后，正极活性物质层11及/或负极活性物质层12发生破裂或缺损，也不易发生正极片50和负极片60之间的短路。
[第三实施方式]
图9A是表示本发明的第三实施方式的全固态电池的俯视图。图9B是图9A中从左侧观察的侧视图。
如图9B所示，本实施方式的全固态电池300具有正极片13(与技术方案中的“第一极片”相对应)、负极61(与技术方案中的“第二极”相对应)、以及收容正极片13的袋状的固体电解质层30。
本实施方式的全固态电池300与第一实施方式的全固态电池100同样，是全固态锂离子二次电池。在本实施方式的全固态电池300中，通过正极片13的正极活性物质层11与负极61的负极活性物质层21a之间的经由固体电解质层的锂离子的授受，从而进行充放电。
图9A及图9B所示的第三实施方式的全固态电池300与图1A～图1C所示的第一实施方式的全固态电池100不同之处仅是负极61(与技术方案的“第二极”相对应)的形状。
具体而言，在第一实施方式的全固态电池100中，在第二集电体层上形成第二极活性物质层而成的第二极被设为具有与第一极片相同的形状的多个第二极片。
与此相对，在第三实施方式的全固态电池300中，如图9B所示，第二极(负极61)被设为在第二集电体层(负极集电体层22)上形成第二极活性物质层(负极活性物质层21a)而成的带状结构。
在图9A及图9B所示的第三实施方式的全固态电池300中，对于与第一实施方式的全固态电池100相同的构件标注相同的附图标记，并省略说明。
图10是用于说明第三实施方式的全固态电池300所具有的电极片材41的说明图。图11是第三实施方式的全固态电池300所具有的电极片材41的剖视图。对于本实施方式的全固态电池300而言，图10及图11所示的电极片材41具有波纹状折叠(曲折状折叠)而成的层叠构造。
如图9B及图11所示，电极片材41具有呈带状延伸的负极61。负极61是在负极集电体层22的两面形成负极活性物质层21a而成的。如图10所示，负极61具有呈带状延伸的负极连结部24，负极连结部24是负极集电体层22上的没有形成负极活性物质层21a的区域。负极连结部24作为负极引出电极发挥功能，其电连接于外部电极(未图示)。
如图10所示，正极连结部14和负极连结部24在俯视时对置配置在电极片材41的长度方向侧面。如图10所示，在正极连结部14和负极连结部24之间，在长度方向上交替形成有负极61和收容有正极片13的袋状的固体电解质层30层叠的第一区域45、以及袋状的固体电解质层30和负极61以与第一区域45相反的层叠顺序层叠的第二区域44。在图10及图11所示的电极片材41中的第一区域45中，在袋状的固体电解质层30上层叠有负极61。在图10及图11所示的第二区域44中，在负极61上层叠有袋状的固体电解质层30。
对于本实施方式的全固态电池300而言，图10及图11所示的电极片材41进行波纹状折叠，由此第一区域45和第二区域44交替层叠(参照图9B)。
(全固态电池的制造方法)
接着，举出图9A及图9B所示的第三实施方式的全固态电池300的制造方法为例进行说明。
图12及图13是用于说明第三实施方式的全固态电池300的制造方法的一例的说明图。
“负极的制造”
在本实施方式的全固态电池300的制造方法中，制造负极61。
作为制造负极61的方法，例如，与制造第一实施方式的全固态电池100所使用的负极片材20时同样地，制作负极混合剂浆料，将其涂布于负极集电体的两面的规定的位置并去除溶剂，使用辊压机等进行压缩。由此，得到在负极集电体层22的两面具有负极活性物质层21a的负极61(参照图12)。
接着，例如，如图12所示，使负极61与在袋状的固体电解质层30分别收容有多个正极片13的正极片材10以正极片材10的正极连结部14及负极61的负极连结部24朝向外侧的方式在俯视时对置配置。
接下来，如图13所示，一边在长度方向上交替形成袋状的固体电解质层30和负极61层叠的第一区域45(参照图10及图11)、以及袋状的固体电解质层30和负极61以与第一区域45相反的层叠顺序层叠的第二区域44(参照图10及图11)，一边将正极片材10和负极61组合。由此，形成图10及图11所示的电极片材41。
接着，对图10及图11所示的电极片材41进行波纹状折叠，由此，将第一区域45和第二区域44交替层叠，负极61和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13层叠成在俯视时重叠。之后，优选的是，通过例如冲压成形在层叠方向上按压波纹状折叠后的电极片材41。
接着，将正极连结部14电连接于外部电极(未图示)。另外，将负极连结部24电连接于外部电极(未图示)。
之后，根据需要，在波纹状折叠后的电极片材41的最上层及/或最下层形成未图示的保护层，以成为密封状态的方式收容于膜等外装件(未图示)。
通过以上的工序，得到图9A及图9B所示的第三实施方式的全固态电池300。
本实施方式的全固态电池300具有在正极集电体层12上形成正极活性物质层11而成的正极片13、和在负极集电体层22上形成负极活性物质层21a而成的负极61，负极61和收容于袋状的固体电解质层30的正极片13层叠成在俯视时重叠，由此，正极活性物质层11和负极活性物质层21a隔着固体电解质层对置配置，因此能够防止正极片13和负极61之间的短路。
更详细而言，在本实施方式的全固态电池300中，由于正极片13收容于袋状的固体电解质层30，因此，即使在形成正极片13及/或负极61时产生的飞边存在于正极片13及/或负极61的端面，也不易发生短路。另外，即使在全固态电池300的制造时及/或制造后，正极活性物质层11及/或负极活性物质层12a破裂或缺损，也不易发生正极片13和负极61之间的短路。
对于本实施方式的全固态电池300而言，第二极(负极61)是在负极集电体层22上形成负极活性物质层21a而成的带状结构，因此，例如第二极无需如被设为具有与第一极片相同的形状的多个第二极片的情况那样，对在两面设有第二极活性物质层的集电体进行冲压工序，而能够以较少的工序容易地进行制造，能够抑制在制造时产生的第二极活性物质层的破裂及缺损，故此优选。
需要说明的是，在第三实施方式中，负极活性物质层21a形成于负极集电体层22的长度方向整个区域，还配设于不与正极片13相对的弯曲部，但负极活性物质层也可以仅配设于与正极片13相对的面。在负极活性物质层仅配设于与正极片13相对的面的情况下，负极活性物质层例如通过在负极集电体层22上间歇地涂布上述的负极混合剂浆料、去除溶剂并使用辊压机等进行压缩的方法等来形成。
[其他例]
以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够在技术方案内所记载的本发明的主旨的范围内进行各种的变形、变更。
例如，在上述的实施方式的全固态电池100、200、300中，举出多个正极片13、50全部都是在正极集电体层12的两面形成正极活性物质层11而成的情况为例进行了说明，但配置于全固态电池的最外层的正极片也可以仅在正极集电体层的内侧形成正极活性物质层。
另外，在上述的实施方式的全固态电池100、200中，举出多个负极片23、60全部都是在负极集电体层22的两面形成负极活性物质层21而成的情况为例进行了说明，但配置于全固态电池的最外层的负极片也可以仅在负极集电体层的内侧形成负极活性物质层。
另外，在上述的实施方式中，举出全固态电池100、200、300是全固态锂离子二次电池的情况为例进行了说明，但本发明的全固态电池也可以是例如全固态钠离子二次电池、全固态镁离子二次电池等。
另外，在上述的实施方式中，举出正极片13、50及负极片23、60的角部被倒角而成为曲面的情况为例进行了说明，但本发明的全固态电池中的正极片及负极片的角部也可以不被倒角，正极片及负极片的形状能够根据全固态电池的用途等适当地设定。
例如，在上述的实施方式的全固态电池100、200、300中，举出第一极活性物质层是正极活性物质层、第二极活性物质层是负极活性物质层的情况为例进行了说明，但在本发明的全固态电池中，也可以是第一极活性物质层是负极活性物质层、第二极活性物质层是正极活性物质层。
例如，在上述的实施方式的全固态电池100、200、300中，举出利用袋状的固体电解质层收容第一极片的情况为例进行了说明，但也可以是利用袋状的固体电解质层既收容第一极片又收容第二极片。
例如，袋状的固体电解质层也可以由仅在多孔性基材上的与第一极活性物质层对置配置的区域间歇地形成固体电解质层而成的固体电解质层片材形成。在形成这样的袋状的固体电解质层的情况下，作为固体电解质层片材的接合方法，既可以使用压接的方法，也可以使用熔敷的方法，还可以两方都使用。
另外，袋状的固体电解质层也可以是固体电解质填充于袋状的多孔性基材而成的。这样的袋状的固体电解质层例如能够通过如下的方法来形成，即：利用压接及/或熔敷的方法对多孔质基材进行接合而设为袋状，将成为固体电解质层的固体电解质填充于袋状的多孔性基材。

Claims (6)

1.一种全固态电池，其中，
该全固态电池具有在第一集电体层上形成第一极活性物质层而成的第一极片、在第二集电体层上形成第二极活性物质层而成的第二极、以及收容所述第一极片的袋状的固体电解质层，
所述第二极和收容于所述袋状的固体电解质层的所述第一极片层叠成在俯视时重叠，由此所述第一极活性物质层和所述第二极活性物质层隔着固体电解质层对置配置。
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，
该全固态电池具有被波纹状折叠的电极片材，
所述电极片材具有由所述第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、与所述第一连结部的侧面相结合并分别收容于所述袋状的固体电解质层的多个所述第一极片、由所述第二集电体层构成且呈带状延伸的第二连结部、以及与所述第二连结部的侧面相结合的多个第二极片，
所述第一极片是在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的，所述第二极片是在所述第二集电体层的两面形成所述第二极活性物质层而成的，
所述第一连结部和所述第二连结部在俯视时对置配置，在所述第一连结部和所述第二连结部之间，在长度方向上交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域层叠有收容有所述第一极片的所述袋状的固体电解质层和所述第二极片，在所述第二区域以与所述第一区域相反的层叠顺序层叠有所述袋状的固体电解质层和所述第二极片，
所述电极片材进行波纹状折叠，由此所述第一区域和所述第二区域交替层叠。
3.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，
该全固态电池具有被波纹状折叠的电极片材，
所述电极片材具有由所述第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、与所述第一连结部的侧面相结合并分别收容于所述袋状的固体电解质层的多个所述第一极片、由所述第二集电体层构成且呈带状延伸的第二连结部、以及与所述第二连结部的侧面相结合的呈带状延伸的所述第二极，
所述第一极片是在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的，所述第二极是在所述第二集电体层的两面形成所述第二极活性物质层而成的，
所述第一连结部和所述第二连结部在俯视时对置配置，在所述第一连结部和所述第二连结部之间，在长度方向上交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域层叠有收容有所述第一极片的所述袋状的固体电解质层和所述第二极，在所述第二区域以与所述第一区域相反的层叠顺序层叠有所述袋状的固体电解质层和所述第二极，
所述电极片材进行波纹状折叠，由此所述第一区域和所述第二区域交替层叠。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的全固态电池，其中，
所述第一极活性物质层是正极活性物质层，所述第二极活性物质层是负极活性物质层。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的全固态电池，其中，
所述袋状的固体电解质层由固体电解质层片材形成，以覆盖俯视矩形的所述第一极片的两面的方式配置的所述固体电解质层片材沿着所述第一极片中的对置的两边接合，由此成为袋状。
6.一种全固态电池的制造方法，其是权利要求1～3中任一项所述的全固态电池的制造方法，其中，
该制造方法具有如下工序：
形成第一片材的工序，该第一片材具有由第一集电体层构成且呈带状延伸的第一连结部、和与所述第一连结部的侧面相结合且在所述第一集电体层的两面形成所述第一极活性物质层而成的俯视矩形的多个第一极片；
以使所述第一连结部露出地连续覆盖多个所述第一极片的方式在所述第一极片的两面配置固体电解质层片材的工序；
沿着所述第一极片的与所述第一片材的长度方向正交的方向上的端面，对相邻的所述第一极片之间的所述固体电解质层片材进行接合的工序；以及
将相邻的所述第一极片之间的所述固体电解质层片材切断，由此形成多个分别收容所述第一极片的袋状的固体电解质层的工序。
CN202010248087.XA 2019-04-24 2020-03-31 全固态电池及全固态电池的制造方法 Active CN111864257B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-082954 2019-04-24
JP2019082954A JP7220617B2 (ja) 2019-04-24 2019-04-24 全固体電池および全固体電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111864257A true CN111864257A (zh) 2020-10-30
CN111864257B CN111864257B (zh) 2024-06-25

Family

ID=72921931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010248087.XA Active CN111864257B (zh) 2019-04-24 2020-03-31 全固态电池及全固态电池的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11545699B2 (zh)
JP (1) JP7220617B2 (zh)
CN (1) CN111864257B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136534A1 (ko) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 제조방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220058283A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 삼성에스디아이 주식회사 전극 구조체, 이를 포함하는 바이폴라 전고체 이차전지 및 상기 전극 구조체의 제조방법
CN112331927B (zh) * 2020-11-10 2022-05-20 珠海冠宇电池股份有限公司 一种电池叠片电芯及电池
WO2023224342A1 (ko) * 2022-05-16 2023-11-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 및 그 제조방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005243455A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Tdk Corp 電気化学デバイス
JP2007149701A (ja) * 2007-02-06 2007-06-14 Hitachi Maxell Ltd 積層形ポリマー電解質電池の製造方法およびその製造方法により製造した積層形ポリマー電解質電池。
CN103548196A (zh) * 2011-05-27 2014-01-29 丰田自动车株式会社 双极全固体电池
JP2015118788A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 トヨタ自動車株式会社 折り畳み式電池
JP2016511522A (ja) * 2013-03-14 2016-04-14 シオン・パワー・コーポレーション 折り重ねた電極とセパレーターを有する電気化学電池、この電池を含むバッテリー、およびこれらを形成する方法
JP2016085976A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2017076478A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 トヨタ自動車株式会社 折り畳み式二次電池
JP2019046577A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び袋状セパレータの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002305030A (ja) 2001-04-06 2002-10-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd シート状リチウム二次電池
JP5354646B2 (ja) 2008-07-31 2013-11-27 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型二次電池およびその製造方法
JP2015118870A (ja) 2013-12-19 2015-06-25 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法
CN111492527B (zh) * 2018-03-02 2023-09-15 株式会社村田制作所 全固体电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005243455A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Tdk Corp 電気化学デバイス
JP2007149701A (ja) * 2007-02-06 2007-06-14 Hitachi Maxell Ltd 積層形ポリマー電解質電池の製造方法およびその製造方法により製造した積層形ポリマー電解質電池。
CN103548196A (zh) * 2011-05-27 2014-01-29 丰田自动车株式会社 双极全固体电池
JP2016511522A (ja) * 2013-03-14 2016-04-14 シオン・パワー・コーポレーション 折り重ねた電極とセパレーターを有する電気化学電池、この電池を含むバッテリー、およびこれらを形成する方法
JP2015118788A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 トヨタ自動車株式会社 折り畳み式電池
JP2016085976A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2017076478A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 トヨタ自動車株式会社 折り畳み式二次電池
JP2019046577A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び袋状セパレータの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136534A1 (ko) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US11545699B2 (en) 2023-01-03
US20200343591A1 (en) 2020-10-29
JP7220617B2 (ja) 2023-02-10
JP2020181668A (ja) 2020-11-05
CN111864257B (zh) 2024-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111864257B (zh) 全固态电池及全固态电池的制造方法
CN111816909B (zh) 固体电解质片材、全固态电池、隔板及锂离子电池
JP4293501B2 (ja) 電気化学デバイス
US6291102B1 (en) Lithium ion secondary battery
JP7096195B2 (ja) 全固体電池
CN111816926A (zh) 电池用电极组、具备该电极组的卷绕型电池及电池用电极组的制造方法
CN112514106A (zh) 固体电池用正极、固体电池用正极的制造方法、及固体电池
CN111326707B (zh) 层叠型电池和层叠型电池的制造方法
CN111354922A (zh) 卷绕型电池和卷绕型电池的制造方法
CN111029634A (zh) 固体电池的制造方法
US11431030B2 (en) Solid state battery and solid state battery manufacturing method
JP7469091B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP4513148B2 (ja) 電池およびその製造方法
JP4465790B2 (ja) 電池の製造方法
US20030134202A1 (en) Lithium polymer battery
JP2022144855A (ja) 全固体電池及び全固体電池の製造方法
US20240332548A1 (en) Battery
JP2002231315A (ja) 非水電解質電池およびその製造法
US20240266498A1 (en) All-solid-state battery
WO2022191235A1 (ja) 全固体電池
US20240347769A1 (en) All-solid-state battery
JP2023149424A (ja) 全固体電池
CN118738513A (zh) 全固态电池及全固态电池的制造方法
JP2022124192A (ja) 電池及び電池の製造方法
JP2024134923A (ja) 電池およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant