CN111864274A - 全固态电池以及全固态电池的制造方法 - Google Patents

全固态电池以及全固态电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够成品率良好地制造、初始性能的偏差少、寿命长的全固态电池及其制造方法。全固态电池具有从第一端向第二端延伸的电极层叠片材被卷绕而成的扁平状的层叠构造，电极层叠片材以使第一连结部与第二连结部在俯视时对置的方式配置第一片材与第二片材，在第一连结部与第二连结部之间沿长度方向交替形成第一区域和第二区域，在第一区域依次层叠有第一固体电解质片材、第一极、第二固体电解质片材及第二极片，该第二区域依次层叠有第二极片、第一固体电解质片材、第一极及第二固体电解质片材，电极层叠片材以第一端为中心进行卷绕，从而第一极与第二极片以在俯视时重叠的方式交替层叠。

Description

全固态电池以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以及全固态电池的制造方法。
背景技术
在正极与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，安全性高，能够使用的温度范围广，充电时间短，因此受到关注。
作为全固态电池的制造方法，例如提出如下一种方法，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加压接合，由此进行一体化(例如，参照专利文献1)。
另外，作为具有卷绕了的固体电解质层的固态电池，存在如下一种固态电池，其具备充放电部，该充放电部具有固体电解质层、以及夹持该固体电解质层的正极层和负极层，所述充放电部具有曲部以及平面部，且配设于所述曲部的固体电解质与配设于所述平面部的固体电解质不同(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：日本特开2011-222288号公报
发明要解决的课题
在具有卷绕了的固体电解质层的全固态电池中，在制造该全固态电池之际进行的冲压成形时，正极活性物质层以及负极活性物质层容易破裂或缺损，成品率低成为问题。
另外，在具有卷绕了的固体电解质层的全固态电池中，当在使用时赋予约束压力时，由与按压方向大致正交的平面构成的平坦部主要被赋予有压力。而且，在除去平坦部的弯曲部赋予有比平坦部小的压力。因此，在具有卷绕了的固体电解质层的全固态电池中，在平坦部与弯曲部中在电池性能方面产生差异，容易产生初始性能的偏差、劣化特性差。
另外，在具有卷绕了的固体电解质层的全固态电池中，因在使用时赋予约束压力，从而正极活性物质层以及负极活性物质层容易破裂或缺损，有时无法获得充足的寿命。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种能够成品率良好地制造，初始性能的偏差少，寿命长的全固态电池以及其制造方法。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明提供以下的方案。
[1]一种全固态电池，其中，
所述全固态电池具有电极层叠片材被卷绕而成的扁平状的层叠构造，所述电极层叠片材通过层叠第一片材、第二片材、以及固体电解质片材而成且从第一端向第二端延伸，
所述第一片材具有：第一连结部，其由第一集电体层构成且呈带状延伸；以及第一极，其通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成，
所述第二片材具有由第二连结部和多个第二极片形成的俯视梳齿状的形状，所述第二连结部由第二集电体层构成且呈带状延伸，所述多个第二极片通过在所述第二集电体层上形成第二极活性物质层而成且与所述第二连结部的侧面结合，相邻的第二极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽，
所述固体电解质片材具有以夹着所述第一极的方式分别配置于所述第一片材的两面的第一固体电解质片材和第二固体电解质片材，所述第一固体电解质片材以及第二固体电解质片材的宽度为所述第一极的宽度以上，
所述电极层叠片材以使所述第一连结部与所述第二连结部俯视时对置的方式配置所述第一片材与所述第二片材，
在所述第一连结部与所述第二连结部之间沿长度方向交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极以及所述第二固体电解质片材，
所述电极层叠片材以所述第一端为中心进行卷绕，从而所述第一极与所述第二极片以在俯视时重叠的方式交替层叠。
[2]根据[1]所述的全固态电池，其中，
所述第一片材具有由所述第一连结部和多个第一极片形成的俯视梳齿状的形状，所述多个第一极片通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成且与所述第一连结部的侧面结合，相邻的第一极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽，
所述第一固体电解质片材与所述第二固体电解质片材以夹着所述第一极片的方式配置，
在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极片、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，
在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极片以及所述第二固体电解质片材，
所述电极层叠片材以所述第一端为中心进行卷绕，从而所述第一极片与所述第二极片以在俯视时重叠的方式交替层叠。
[3]根据[1]或[2]所述的全固态电池，其中，
所述第一极活性物质层是负极活性物质层，所述第二极活性物质层是正极活性物质层。
[4]一种全固态电池的制造方法，其为[1]～[3]中任一项所述的全固态电池的制造方法，其中，
所述全固态电池的制造方法具有如下工序：
形成第一片材的工序，所述第一片材具有：第一连结部，其由第一集电体层构成且呈带状延伸；以及第一极，其通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成；
形成第二片材的工序，所述第二片材具有由第二连结部和多个第二极片形成的俯视梳齿状的形状，所述第二连结部由第二集电体层构成且呈带状延伸，所述多个第二极片通过在所述第二集电体层上形成第二极活性物质层而成且与所述第二连结部的侧面结合，相邻的第二极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽；
以夹着所述第一极的方式在所述第一片材的两面分别层叠第一固体电解质片材和第二固体电解质片材而形成层叠片材的工序，所述第一固体电解质片材具有所述第一极的宽度以上的宽度，所述第二固体电解质片材具有所述第一极的宽度以上的宽度；
使所述第一连结部与所述第二连结部在俯视时对置，将所述层叠片材以穿过相邻的所述第二极片之间的方式配置，从而形成电极层叠片材的工序，在所述电极层叠片材中，在所述第一连结部与所述第二连结部之间沿长度方向交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极以及所述第二固体电解质片材，相邻的第一区域与第二区域的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽；以及
将所述电极层叠片材以所述第一端为中心呈扁平状卷绕的工序。
发明效果
本发明的全固态电池具有特定的电极层叠片材被卷绕而成的扁平状的层叠构造，因此仅在主要被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力的平坦部存在第二极活性物质层，在除平坦部以外的区域即弯曲部不存在第二极活性物质层。因而，本发明的全固态电池与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层以及第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，即使被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力，也不易产生第二极活性物质层的破裂和/或缺损。由此，本发明的全固态电池弯曲部与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层以及第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够成品率良好地制造，并且寿命长。
另外，在本发明的全固态电池中，仅在主要被赋予使用时的约束压力的平坦部存在第二极活性物质层。因而，本发明的全固态电池中的初始性能的偏差由平坦部内的电池性能之差决定。由此，本发明的全固态电池与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层以及第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，初始性能的偏差少。
并且，本发明的全固态电池具有被电极层叠片材卷绕而成的扁平状的层叠构造，因此能够使用将电极层叠片材卷绕的简便方法来制造，在生产率方面优异。
而且，本发明的全固态电池即使在使用时被赋予约束压力，也不易产生第二极活性物质层的破裂和/或缺损，因此能够提高约束压力而实现性能提高。
另外，本发明的全固态电池中，在弯曲部不存在第二极活性物质层，因此与在弯曲部也配置有第一极活性物质层以及第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够减小弯曲半径，能够缩短存在于弯曲部的电极层叠片材中的第一集电体层，第二集电体层的长度。其结果是，在本发明的全固态电池中，与在弯曲部配置有第一极活性物质层以及第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够减小全固态电池的体积中的弯曲部的体积的比例，得到高能量密度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的全固态电池的俯视图。
图2是图1所示的全固态电池的沿着A-A′线的剖视图。
图3是从图1中的左侧观察图1所示的全固态电池时的侧视图。
图4是第一实施方式的全固态电池具有的电极层叠片材的立体图。
图5是图4所示的电极层叠片材的沿着B-B′线的剖视图。
图6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与负极片材的一例的立体图。
图7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立体图。
图8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立体图。
图9是表示本发明的第二实施方式的全固态电池的侧视图。
图10是第二实施方式的全固态电池具有的电极层叠片材的立体图。
图11是图10所示的电极层叠片材的沿着C-C′线的剖视图。
图12是表示在第二实施方式的全固态电池的制造方法中使用的正极片材与负极片材的一例的立体图。
图13是用于说明第二实施方式的全固态电池的制造方法的一例的立体图。
图14是用于说明第二实施方式的全固态电池的制造方法的一例的立体图。
图15是用于说明在制造本发明的全固态电池时使用的层叠片材的另一例的立体图。
图16是用于说明本发明的全固态电池所含的第一片材的另一例的立体图。
附图标记说明
100、200 全固态电池
5 第一端
6 第二端
7 平坦部
8 弯曲部
10、10d、10e 负极片材(第一片材)
10a、10b、10c 层叠片材
11 负极活性物质层(第一极活性物质层)
12 负极集电体层(第一集电体层)
13 负极片(第一极片)
14 负极连结部(第一连结部)
20 正极片材(第二片材)
21 正极活性物质层(第二极活性物质层)
22 正极集电体层(第二集电体层)
23 正极片(第二极片)
24 正极连结部(第二连结部)
30、30a、30b、31 固体电解质片材
40、41 电极层叠片材
44 第二区域
45 第一区域
50 负极(第一极)
60 集电体区域
L1、L2、L3、L4 间隔。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的全固态电池以及其制造方法。需要说明的是，在以下的说明中使用的附图为了易于理解本发明的特征，有时为了方便而将成为特征的部分放大表示。因此，有时各构成要素的尺寸比例等与实际不同。另外，在以下的说明中例示的材质、尺寸等为一例。因而，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并实施。
[第一实施方式]
[全固态电池]
图1是表示本发明的第一实施方式的全固态电池的俯视图。图2是图1所示的全固态电池的沿着A-A′线的剖视图。图3是从图1中的左侧观察图1所示的全固态电池时的侧视图。图4是第一实施方式的全固态电池具有的电极层叠片材的立体图。图5是图4所示的电极层叠片材的沿着B-B′线的剖视图。图6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与负极片材的一例的立体图。
图1～图3所示的本实施方式的全固态电池100是具有图4以及图5所示的电极层叠片材40被卷绕而成的扁平状的层叠构造(参照图2以及图3)的全固态锂离子二次电池。
在图1～图3所示的本实施方式的全固态电池100中，也可以在扁平状的层叠构造的最上层和/或最下层形成有未图示的保护层。另外，优选的是，本实施方式的全固态电池100以密封状态收容在由膜等构成的外装件(未图示)中。
在图1～图3中，附图标记7表示平坦部。平坦部7是主要被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力的区域。另外，在图1～图3中，附图标记8表示俯视时除平坦部7以外的区域即弯曲部。
如图2以及图3所示，平坦部7具有负极片13(与发明方案中的“第一极片”对应。)、正极片23(与发明方案中的“第二极片”对应。)、以及配置于负极片13与正极片23之间的固体电解质片材30。
在本实施方式的全固态电池100中，通过在负极片13的负极活性物质层11(与发明方案中的“第一极活性物质层”对应。)、和与负极活性物质层11对置配置的正极片23的正极活性物质层21(与发明方案中的“第二极活性物质层”对应。)之间的、经由固体电解质片材30所含的固体电解质的锂离子的授受来进行充放电。
负极片13在负极集电体层12(与发明方案中的“第一集电体层”对应。)上形成有负极活性物质层11。在本实施方式的全固态电池100中，如图2以及图3所示，作为负极片13，使用在全部负极集电体层12的两面形成有负极活性物质层11的负极片。
正极片23在正极集电体层22(与发明方案中的“第二集电体层”对应。)上形成有正极活性物质层21。在本实施方式的全固态电池100中，如图2以及图3所示，作为正极片23，使用在全部正极集电体层22的两面形成有正极活性物质层21的正极片。
如图1～图3所示，弯曲部8通过固体电解质片材30、由负极集电体层12构成的负极连结部14(与发明方案中的“第一连结部”对应。)(在图3中未图示)、以及由正极集电体层22构成的正极连结部24(与发明方案中的“第二连结部”对应。)来形成。
即，在本实施方式的全固态电池100中，仅在平坦部7存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21，在弯曲部8不存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21。
如图4以及图5所示，本实施方式的全固态电池100具有的电极层叠片材40从第一端5(在图4以及图5中为左侧端部)延伸至第二端6(在图4以及图5中为右侧端部)。在本实施方式的全固态电池100中，如图3所示，电极层叠片材40以第一端5为中心进行卷绕。
如图4以及图5所示，电极层叠片材40通过负极片材10(与发明方案中的“第一片材”对应。)(参照图6)、正极片材20(与发明方案中的“第二片材”对应。)(参照图6)、以及夹着负极片材10配置的两张固体电解质片材30a、30b层叠而成。
如图6所示，负极片材10具有负极连结部14与多个负极片13。
如图6所示，负极连结部14呈带状延伸。负极连结部14是负极集电体层12上的未形成有负极活性物质层11的区域，并由负极集电体层12构成。负极连结部14作为负极引出电极发挥功能，与外部电极(未图示)电连接。
负极片13是在负极集电体层12上形成有负极活性物质层11而得到的。如图6所示，多个负极片13分别与负极连结部14的侧面结合。
如图6所示，相邻的负极片13之间的间隔La1、La2、La3、La4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽(La1＜La2＜La3＜La4)。
如图6所示，电极层叠片材40具有的负极片13为俯视大致矩形。
如图6所示，正极片材20具有正极连结部24和多个正极片23。
如图6所示，正极连结部24呈带状延伸。正极连结部24是正极集电体层22上的未形成有正极活性物质层21的区域，由正极集电体层22构成。正极连结部24作为正极引出电极发挥功能，与外部电极(未图示)电连接。
正极片23是在正极集电体层22上形成有正极活性物质层21而得到的。如图6所示，多个正极片23分别与正极连结部24的侧面结合。
如图6所示，相邻的正极片23之间的间隔Lc1、Lc2、Lc3、Lc4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽(Lc1＜Lc2＜Lc3＜Lc4)。
如图6所示，电极层叠片材40具有的正极片23为俯视大致矩形，且正极片23的在与正极连结部24相反的一侧配置的角部被倒角而成为曲面。由此，能够防止正极片23的正极活性物质层21破裂或缺损。
电极层叠片材40具有的各正极片23的面积被设为各负极片13的面积以下。
如图4以及图5所示，固体电解质片材30以夹着负极片材10的负极片13的方式分别配置于负极片材10的两面。配置于负极片13的下侧的第一固体电解质片材30a、与配置于负极片13的上侧的第二固体电解质片材30b具有相同的宽度30c。第一固体电解质片材30a的宽度30c以及第二固体电解质片材30b的宽度30c为负极片13的宽度13c以上，如图4以及图5所示，优选比负极片13的宽度13c宽。在本实施方式的全固态电池100中，由于第一固体电解质片材30a的宽度30c以及第二固体电解质片材30b的宽度30c比负极片13的宽度13c宽，因此不易产生负极片13与正极片23之间的短路，是优选的。另外，如图4以及图5所示，第一固体电解质片材30a以及第二固体电解质片材30b在第一端5与第二端6之间连续地延伸。
如图4所示，在电极层叠片材40中，使负极连结部14与正极连结部24在俯视时对置而配置有负极片材10与正极片材20。
在负极连结部14与正极连结部24之间沿长度方向交替形成第一区域45和第二区域44，在该第一区域45从图5中的下侧起依次层叠有第一固体电解质片材30a、负极片13、第二固体电解质片材30b以及正极片23，在该第二区域44从图5中的下侧起依次层叠有正极片23、第一固体电解质片材30a、负极片13以及第二固体电解质片材30b。
如图4以及图5所示，在电极层叠片材40中，相邻的第一区域45与第二区域44的间隔L1、L2、L3、L4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽(L1＜L2＜L3＜L4)。相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔L1、L2、L3、L4是与负极片材10中的相邻的负极片13之间的尺寸以及正极片材20中的相邻的正极片23之间的尺寸对应的尺寸。
通过考虑固体电解质片材30、负极片13及正极片23的电极层叠片材40的长度方向的长度、各层的厚度、电极层叠片材40的长度方向的位置、卷绕电极层叠片材40时的作业性等，调节负极连结部14与正极连结部24的长度，从而分别决定相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔L1、L2、L3、L4。
在本实施方式的全固态电池100中，相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔L1、L2、L3、L4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽。因此，在电极层叠片材40以第一端5为中心进行卷绕了的情况下，如图3所示，在弯曲部8中，越向内侧，则电极层叠片材40中的固体电解质片材30、由负极集电体层12构成的负极连结部14(在图3中未图示)、由正极集电体层22构成的正极连结部24的长度越短。由此，，能够防止在卷绕电极层叠片材40时成为弯曲部8的固体电解质片材30、负极连结部14、正极连结部24过度挠曲或缠绕而使作业性降低。另外，与将相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔L1、L2、L3、L4设为恒定的情况相比，在电极层叠片材40以第一端5为中心进行卷绕了的情况下，能够缩短在弯曲部8的内侧配置的固体电解质片材30、负极连结部14、正极连结部24的长度。换言之，本实施方式的全固态电池100具有的电极层叠片材40，相比于第一区域45与第二区域44的数量相同且相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔L1、L2、L3、L4恒定的情况，能够缩短电极层叠片材的长度。其结果是，能够减小全固态电池100的体积中的弯曲部8的体积的比例。
在本实施方式的全固态电池100中，通过电极层叠片材40以第一端5为中心卷绕，从而使负极片13与正极片23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5层)。负极片13以及正极片23的层叠数能够根据全固态电池100的用途等适当决定，没有特别限定。
在本实施方式中，如图3所示，通过电极层叠片材40以第一端5为中心进行卷绕，最靠近第一端5的第二区域44(参照图4以及图5)的第二固体电解质片材30b与相邻的第一区域45的正极片23相接地层叠。而且，最靠近第一端5的第二区域44的正极片23与相邻的第二区域44的第二固体电解质片材30b相接地层叠。如此在中心不设置间隙和/或固体电解质片材，电极层叠片材40以第一端5为中心进行卷绕，从而形成负极片13与正极片23隔着固体电解质片材30交替层叠而成的平坦部7、以及包括固体电解质片材30、负极连结部14和正极连结部24的弯曲部8。
负极集电体层12优选由导电率高的物质构成。作为导电性较高的物质，例如可列举包含银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)，铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)以及镍(Ni)的至少任一种金属元素的金属、或不锈钢(SUS)等合金、或者碳(C)等的非金属。当除了考虑导电性的高低还考虑制造成本时，优选使用这些导电性高的物质中的铜、SUS或者镍。特别是SUS不易与正极活性物质、负极活性物质以及固体电解质反应。因此，当在负极集电体层12的材料使用铜时，能够减小全固态电池100的内部电阻，是优选的。
作为负极集电体层12的形状，例如可列举板状、箔状、网状、无纺布状、发泡状等。
另外，作为负极集电体层12，为了提高与负极活性物质层11的密接性，可以在负极集电体层12的表面配置有碳层等，也可以使表面粗糙化。
负极片13具有的负极活性物质层11包含授受锂离子和电子的负极活性物质。作为负极活性物质，能够使用可以作为全固态型锂离子电池的负极活性物质适用的公知的负极活性物质，优选使用电子传导度较高的材料，使得能够容易可逆地释放、吸储锂离子且能够进行电子输送。具体而言，作为负极活性物质，例如可列举天然石墨、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、铝合金等作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单独使用，也可以同时使用两种以上。
负极活性物质层11为了使导电性提高也可以含有导电助剂。作为导电助剂，能够使用可以在全固态型锂离子电池中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单独使用，也可以同时使用两种以上。
负极活性物质层11为了使锂离子传导性提高也可以含有固体电解质。作为固体电解质，只要能够实现锂离子的传导即可，例如能够使用从由La0.51Li0.34TiO2.94、La0.5Li0.5TiO3等钙钛矿型化合物、Li14Zn(GeO4)4等LISICON型化合物、Li7La3Zr2O12等石榴石型化合物、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3等NASICON型化合物、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li3PS4等thio-LISICON型化合物、Li4SiO4.50Li3BO3、Li2S-P2S5、Li2O-Li3O5-SiO2等玻璃化合物、Li3PO4、Li3.5Si0.5P0.5O4、Li2.9PO3.3N0.46等磷酸化合物、Li2.9PO3.3N0.46(LIPON)、Li3.6Si0.6P0.4O4等非晶体、Li1.07Al0.69Ti1.46(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3等玻璃陶瓷、含锂盐等无机系的固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质、以及包含含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质等构成的组中选择出的至少一种。
另外，负极活性物质层11也可以包含具有使负极活性物质彼此以及负极活性物质与负极集电体层12粘结的作用的粘结剂。作为粘结剂能够使用可以在全固态型锂离子电池中使用的公知的粘结剂。
正极集电体层22优选由导电率高的物质构成。作为导电性高的物质，例如可列举包含银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)，铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)以及镍(Ni)中的至少任一种金属元素的金属或不锈钢(SUS)等合金、或者碳(C)等的非金属。当除了考虑导电性的高低之外还考虑制造成本时，优选使用这些导电性高的物质中的铝或者镍。特别是铝，其不易与负极活性物质、正极活性物质以及固体电解质反应。
因此，当作为正极集电体层22的材料，使用铝时，能够减少全固态电池100的内部电阻，是优选的。
作为正极集电体层22的形状，例如可列举板状、箔状、网状、无纺布状、发泡状等。
作为正极集电体层22，为了提高与正极活性物质层21的密接性，可以在正极集电体层22的表面配置有碳层等，也可以使表面粗糙化。
正极片23具有的正极活性物质层21包含授受锂离子和电子的正极活性物质。作为正极活性物质，能够使用可以作为全固态型锂离子电池的正极活性物质适用的公知的正极活性物质，优选使用能够可逆地释放、吸储锂离子且能够进行电子输送的材料。具体而言，作为正极活性物质，例如可列举锂钴氧化物(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；硫磺与碳的混合物等。正极活性物质既可以将上述材料中的一种单独使用，也可以同时使用两种以上。
正极活性物质层21为了使导电性提高也可以含有导电助剂。作为导电助剂，能够使用例如与在上述负极活性物质层11中使用的材料相同的导电助剂。
正极活性物质层21为了使锂离子传导性提高也可以含有固体电解质。作为固体电解质，只要能够实现锂离子的传导即可，例如能够使用从由La0.51Li0.34TiO2.94、La0.5Li0.5TiO3等钙钛矿型化合物、Li14Zn(GeO4)4等LISICON型化合物、Li7La3Zr2O12等石榴石型化合物、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3等NASICON型化合物、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li3PS4等thio-LISICON型化合物、Li4SiO4.50Li3BO3、Li2S-P2S5、Li2O-Li3O5-SiO2等玻璃化合物、Li3PO4、Li3.5Si0.5P0.5O4、Li2.9PO3.3N0.46等磷酸化合物、Li2.9PO3.3N0.46(LIPON)、Li3.6Si0.6P0.4O4等非晶体、Li1.07Al0.69Ti1.46(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3等玻璃陶瓷、含锂盐等无机系的固体电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质、以及包含含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质等构成的组中选择出的至少一种。
正极活性物质层21也可以包含具有使正极活性物质彼此以及正极活性物质与正极集电体层22粘结的作用的粘结剂。作为粘结剂，能够使用例如与在上述负极活性物质层11中使用的材料相同的粘结剂。
固体电解质片材30具有多孔性基材、以及保持于该多孔性基材的固体电解质。具有多孔质基材的固体电解质片材30的机械强度良好。因此，通过包含具有多孔质基材的固体电解质片材30，从而在后述的对卷绕了的电极层叠片材40冲压成形并按压的工序中，能够有效地抑制负极片13以及正极片23的破裂和/或缺损的产生，是优选的。
作为形成固体电解质片材30的多孔性基材的形态，没有特别限制，例如可列举织布、无纺布、网孔布、多孔性膜、膨胀片、冲孔片等。在这些形态中，从固体电解质的保持力、处理性的观点出发，优选无纺布。
上述多孔性基材优选由绝缘性材料构成。由此，成为绝缘性良好的固体电解质片材30。作为绝缘性材料，例如可列举尼龙、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。
作为固体电解质片材30具有的固体电解质，只要具有锂离子传导性以及绝缘性即可，能够使用可以作为全固态型锂离子电池的固体电解质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材料、氧化物固体电解质材料、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、包含含锂盐、锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质等。
作为固体电解质材料的形态没有特别限制，例如能够列举颗粒状。
固体电解质片材30为了赋予机械强度及/或柔软性，也可以包含粘合剂。作为粘合剂，能够使用公知的粘合剂。
作为固体电解质片材30，也可以使用不包含多孔质基材的固体电解质片材。作为这种固体电解质片材，例如可列举由固体电解质与粘合剂(粘结剂：binder)构成的固体电解质片材。作为粘结剂，能够使用例如与在上述负极活性物质层11中使用的材料相同的粘结剂。
[全固态电池的制造方法]
接下来，作为本发明的全固态电池的制造方法的一例，举图1～图3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7以及图8是用于说明本实施方式的全固态电池的制造方法的一例的立体图。
“负极片材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6所示的负极片材10。
具体而言，例如，将负极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘结剂混合并调制负极混合剂。接着，制作使该负极混合剂分散在规定的溶剂而成的负极混合剂浆料。接下来，将该负极混合剂浆料涂布在负极集电体的两面的规定的位置，除去负极混合剂浆料中的溶剂，并利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，通过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，从而得到图6所示的梳齿状的负极片材10，该负极片材10具有由负极集电体层12构成且呈带状延伸的负极连结部14、以及与负极连结部14的侧面结合并在负极集电体层12上形成有负极活性物质层11的俯视矩形的多个负极片13，相邻的负极片13之间的间隔从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽。
“正极片材20的制造”
接下来，在本实施方式的全固态电池100的制造方法中，制造图6所示的正极片材20。
具体而言，例如，将正极活性物质、固体电解质、导电助剂、粘结剂混合并调制正极混合剂。接着，制作使该正极混合剂分散在规定的溶剂而成的正极混合剂浆料。接下来，将该正极混合剂浆料涂布在正极集电体的两面的规定的位置，除去正极混合剂浆料中的溶剂，并利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，通过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，从而得到图6所示的梳齿状的正极片材20，该正极片材20具有由正极集电体层22构成且呈带状延伸的正极连结部24、以及与正极连结部24的侧面结合并在正极集电体层22上形成有正极活性物质层21的俯视矩形的多个正极片23，相邻的正极片23之间的间隔从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽。
如图6所示，在本实施方式的制造方法中使用的负极片材10、正极片材20成为相同的梳齿状的形状。因而，负极片材10的负极片13的宽度13c与正极片材20的正极片23的宽度23c相同。
因此，在后述的对卷绕了电极层叠片材40冲压成形并按压的工序中，能够以均匀的面压对卷绕了的电极层叠片材40冲压成形。其结果是，能够抑制因对卷绕了的电极层叠片材40冲压成形而引起的负极片13以及正极片23的破裂和/或缺损的产生，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”
接下来，在本实施方式的全固态电池100的制造方法中，制造图4所示的电极层叠片材40。
首先，制作固体电解质片材30。具体而言，制作使固体电解质分散在规定的溶剂而成的固体电解质浆料。然后，在将该固体电解质浆料涂布在整个多孔性基材，并除去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片材30。
另外，作为固体电解质片材30，在使用由固体电解质与粘合剂构成的固体电解质片材的情况下，例如，能够通过以下所示的方法制作。
首先，使固体电解质与粘合剂分散在规定的溶剂而制作固体电解质浆料。
接下来，将固体电解质浆料涂布在由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等构成的脱模膜，除去固体电解质浆料中的溶剂而形成涂膜。之后，根据需要，通过对具有涂膜的脱模膜轧制的方法等，使涂膜致密化，并从脱模膜剥离。由此，得到由固体电解质与粘合剂构成的固体电解质片材。
接下来，从固体电解质片材30切出，具有负极片13的宽度13c以上的宽度30c的带状的第一固体电解质片材30a、以及具有负极片13的宽度13c以上的宽度30c的带状的第二固体电解质片材30b。
接着，如图7所示，将第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b以在负极片材10的两面夹着负极片13的方式层叠，从而形成层叠片材10a。
作为固体电解质片材30，在使用由固体电解质与粘合剂构成的固体电解质片材的情况下，第一固体电解质片材30a以及第二固体电解质片材30b也可以利用以下所示的方法，以夹着负极片13的方式层叠。
首先，使固体电解质与粘合剂分散在规定的溶剂而制作固体电解质浆料。
接下来，将固体电解质浆料涂布在由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等构成的脱模膜，除去固体电解质浆料中的溶剂而形成涂膜。之后，将具有涂膜的脱模膜以使涂膜与负极片13对置的方式分别配置于图6所示的负极片材10的除了负极连结部14以外的区域的两面，从而形成层叠体。接着，通过对层叠体轧制的方法等使涂膜致密化，将脱模膜剥离。由此，以涂膜转印于负极片13且夹着负极片13的方式，使由固体电解质与粘合剂构成的固体电解质片材层叠。之后，将负极片材10的周围多余的固体电解质片材切断。通过以上的工序，从而形成第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b以在负极片材10的两面夹着负极片13的方式层叠而成的层叠片材10a。
另外，将上述的固体电解质浆料分别涂布在图6所示的负极片材10的除负极连结部14以外的区域的两面，除去固体电解质浆料中的溶剂而形成固体电解质膜，通过该方法，也可以形成第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b以在负极片材10的两面夹着负极片13的方式层叠而成的层叠片材10a。
接下来，如图7所示，将在负极片材10的两面分别配置有第一固体电解质片材30a和第二固体电解质片材30b的层叠片材10a、与正极片材20以使负极片材10的负极连结部14与正极片材20的正极连结部24朝向外侧的方式在俯视时对置配置。
接着，如图8所示，使负极连结部14与正极连结部24在俯视时对置，将层叠片材10a以穿过正极片材20的相邻的正极片23间的方式配置。由此，如图4以及图5所示，形成电极层叠片材40，在该电极层片40中，在负极连结部14与正极连结部24之间沿长度方向交替形成有第一区域45与第二区域44，在该第一区域45中依次层叠有第一固体电解质片材30a、负极片13、第二固体电解质片材30b以及正极片23在该第二区域44中依次层叠有正极片23、第一固体电解质片材30a、负极片13以及第二固体电解质片材30b，相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽。
接下来，将图4以及图5所示的电极层叠片材40以第一端5为中心呈扁平状卷绕。由此，如图2以及图3所示，负极片13与正极片23以隔着固体电解质片材30在俯视时重叠的方式交替层叠。
之后，优选的是，对卷绕了的电极层叠片材40进行例如冲压成形而沿负极片13、正极片23以及固体电解质片材30的层叠方向按压。
接着，将负极连结部14与外部电极(未图示)电连接。另外，将正极连结部24与外部电极(未图示)电连接。
之后，根据需要，在卷绕了的电极层叠片材40的最上层和/或最下层形成未图示的保护层，并以成为密封的状态收容于膜等外装件(未图示)中。
通过以上的工序，得到图1～图3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具有图4以及图5所示的电极层叠片材40被卷绕而成的扁平状的层叠构造。因此，如图1～图3所示，仅在主要被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力的平坦部7存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21，在弯曲部8不存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21。
因而，本实施方式的全固态电池100与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层和/或第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，即使被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力，也不易产生负极活性物质层11和/或正极活性物质层21的破裂和/或缺损。由此，本实施方式的全固态电池100与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层和/或第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够成品率良好地制造，并且寿命长。
另外，在本实施方式的全固态电池100中，仅在主要被赋予使用时的约束压力的平坦部7存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21。因而，本实施方式的全固态电池100中的初始性能的偏差由平坦部7内的电池性能之差决定。由此，本实施方式的全固态电池100与在弯曲部以弯曲的状态配置有第一极活性物质层和/或第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，初始性能的偏差少。
并且，本实施方式的全固态电池100具有电极层叠片材40被卷绕而成的扁平状的层叠构造，因此能够使用将电极层叠片材40卷绕的简便方法来制造，在生产率方面优异。
而且，本实施方式的全固态电池100即使在使用时被赋予约束压力，也不易产生负极活性物质层11和/或正极活性物质层21的破裂和/或缺损，因此能够提高约束压力而实现性能提高。
另外，在本实施方式的全固态电池100中，在弯曲部8不存在负极活性物质层11以及正极活性物质层21，因此与在弯曲部也配置有第一极活性物质层和/或第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够减小弯曲半径，能够缩短存在于弯曲部8的电极层叠片材40中的固体电解质片材30、由负极集电体层12构成的负极连结部14、以及由正极集电体层22构成的正极连结部24的长度。其结果是，在本实施方式的全固态电池100中，与在弯曲部配置有第一极活性物质层和/或第二极活性物质层的以往的全固态电池相比，能够减小全固态电池100的体积中的弯曲部8的体积的比例，得到高能量密度。
根据本实施方式的全固态电池100的制造方法，使用将电极层叠片材40以第一端5为中心呈扁平状卷绕的简便方法，能够容易且高效地制造本实施方式的全固态电池100。
[第二实施方式]
图9是表示本发明的第二实施方式的全固态电池的侧视图。图10是第二实施方式的全固态电池具有的电极层叠片材的立体图。图11是图10所示的电极层叠片材的沿着C-C′线的剖视图。
图9～图11所示的第二实施方式的全固态电池200是具有图10以及图11所示的电极层叠片材41被卷绕而成的扁平状的层叠构造(参照图9)的全固态锂离子二次电池。
在本实施方式的全固态电池200中，通过在负极50的负极活性物质层11、和正极片23的正极活性物质层21之间的、经由固体电解质层的锂离子的授受来进行充放电。
图9～图11所示的第二实施方式的全固态电池200与图1～图5所示的第一实施方式的全固态电池100不同之处仅在于负极50(与发明方案中的“第一极”对应。)的形状。
具体而言，在第一实施方式的全固态电池100中，在第一集电体层上形成有第一极活性物质层的第一极成为具有与第二极片相同的形状的多个第一极片。
与此相对，在第二实施方式的全固态电池200中，如图9～图11所示，第一极(负极50)成为在第一集电体层(负极集电体层12)上形成有第一极活性物质层(负极活性物质层11)的带状的第一极。
在图9～图11所示的第二实施方式的全固态电池200中，对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。
如图10以及图11所示，电极层叠片材41具有呈带状延伸的负极50。负极50在负极集电体层12的两面形成有负极活性物质层11。如图10所示，负极50具有负极连结部14，该负极连结部14是负极集电体层12上的未形成有负极活性物质层11的区域，且呈带状延伸。负极连结部14作为负极引出电极发挥功能，与外部电极(未图示)电连接。
在电极层叠片材41中，如图10所示，以使负极连结部14与正极连结部24在俯视时对置的方式配置有负极片材10d与正极片材20。
在负极连结部14与正极连结部24之间沿长度方向交替形成有第一区域45与第二区域44，在该第一区域45从图11中的下侧起依次层叠有第一固体电解质片材30a、负极50、第二固体电解质片材30b、正极片23，在该第二区域44从图11中的下侧起依次层叠有正极片23、第一固体电解质片材30a、负极50以及第二固体电解质片材30b。
如图10以及图11所示，在电极层叠片材41中，相邻的第一区域45与第二区域44的间隔L1、L2、L3、L4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽(L1＜L2＜L3＜L4)。
(全固态电池的制造方法)
接下来，对图9～图11所示的第二实施方式的全固态电池200的制造方法的一例进行说明。图12是表示在第二实施方式的全固态电池的制造方法中使用的负极片材与正极片材的一例的立体图。
图13以及图14是用于说明第二实施方式的全固态电池200的制造方法的一例的立体图。
“负极片材10d的制造”
在本实施方式的全固态电池200的制造方法中，制造具有负极50的负极片材10d。
为了制造负极片材10d，首先，与制造在第一实施方式的全固态电池100中使用的负极片材10时相同，制作负极混合剂浆料。接着，将该负极混合剂浆料涂布在负极集电体的两面的规定的位置，除去负极混合剂浆料中的溶剂，并利用辊压机等进行压缩。由此，得到具有由负极集电体层12构成并呈带状延伸的负极连结部14、以及在负极集电体层12的两面形成有负极活性物质层11的负极50的负极片材10d(参照图12)。
接下来，与制造第一实施方式的全固态电池100时相同，制作固体电解质片材30，从固体电解质片材30切出具有负极50的宽度50c以上的宽度30c的带状的第一固体电解质片材30a、以及具有负极50的宽度50c以上的宽度30c的带状的第二固体电解质片材30b。
接着，如图13所示，将第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b以在负极片材10d的两面夹着负极50的方式层叠，从而形成层叠片材10c。
接下来，如图13所示，将在负极片材10d的两面分别配置有第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b的层叠片材10c、与正极片材20以使负极片材10d的负极连结部14与正极片材20的正极连结部24朝向外侧的方式在俯视时对置配置。
接着，图14所示，使负极连结部14与正极连结部24在俯视时对置，将层叠片材10d以穿过正极片材20的相邻的正极片23之间的方式配置。
由此，如图10以及图11所示，形成电极层叠片材41，在该电极层叠片材41中，在负极连结部14与正极连结部24之间沿长度方向交替形成第一区域45与第二区域44，在该第一区域45中依次层叠有第一固体电解质片材30a、负极50、第二固体电解质片材30b以及正极片23，在该第二区域44中依次层叠有正极片23、第一固体电解质片材30a、负极50以及第二固体电解质片材30b，相邻的第一区域45与第二区域44之间的间隔从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽。
接下来，将图10以及图11所示的电极层叠片材41以第一端5为中心呈扁平状卷绕。由此，如图9所示，负极50与正极片23以隔着固体电解质片材30在俯视时重叠的方式交替层叠。
之后，优选的是，对卷绕了的电极层叠片材41进行例如冲压成形而沿负极50、正极片23以及固体电解质片材30的层叠方向按压。
接着，将负极连结部14与外部电极(未图示)电连接。另外，将正极连结部24与外部电极(未图示)电连接。
之后，根据需要，在卷绕了的电极层叠片材41的最上层和/或最下层形成未图示的保护层，并以成为密封的状态收容于膜等外装件(未图示)中。
通过以上的工序，得到图9～图11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具有电极层叠片材41被卷绕而成的扁平状的层叠构造，因此仅在主要被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力的平坦部7存在正极活性物质层21，在除平坦部7以外的区域即弯曲部8不存在正极活性物质层21。因而，本实施方式的全固态电池200与在弯曲部8以弯曲的状态配置有负极活性物质层11以及正极活性物质层21的以往的全固态电池相比，即使被赋予冲压成形时的压力以及使用时的约束压力，也不易产生正极活性物质层21的破裂和/或缺损。由此，本实施方式的全固态电池200与在弯曲部以弯曲的状态配置有负极活性物质层11以及正极活性物质层21的以往的全固态电池相比，能够成品率良好地制造，并且寿命长。
另外，在本发明的全固态电池200中，仅在主要被赋予使用时的约束压力的平坦部7存在正极活性物质层21。因而，本实施方式的全固态电池200中的初始性能的偏差由平坦部7内的电池性能之差决定。
由此，本实施方式的全固态电池200与在弯曲部8以弯曲的状态配置有负极活性物质层11以及正极活性物质层21的以往的全固态电池相比，初始性能的偏差少。
[其他例]
以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于上述实施方式，在发明方案所记载的本发明的主旨的范围内，能够实现各种变形、变更。
例如，在上述的实施方式的全固态电池100、200中，作为固体电解质片材30，以具有第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b这两张电解质片的情况为例进行了举例说明，但也可以取代第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b，而使用沿负极片材10的与负极连结部14相反的一侧的侧面接合的一体化而成的一张固体电解质片材。另外，固体电解质片材30也可以是沿负极片材10的与负极连结部14相反的一侧的缘部折回地配置而成的一张固体电解质片材。
在对使用一张固体电解质片材作为固体电解质片材30的全固态电池进行制造的情况下，例如，替代图7所示的在负极片材10的两面分别配置有第一固体电解质片材30a与第二固体电解质片材30b而成的层叠片材10a，使用图15所示的层叠片材10b即可。图15所示的层叠片材10b与图7所示的层叠片材10a不同之处仅在于固体电解质片材。在图15所示的层叠片材10b中，一张固体电解质片材31沿负极片材10的与负极连结部14相反的一侧的缘部折回地配置。
在使用一张固体电解质片材31作为固体电解质片材30的全固态电池中，即使负极片13的负极活性物质层11破裂或缺损，由此产生的碎片也容易以被固体电解质片材31夹住的状态存留，不易产生负极片13与正极片23的短路，是优选的。
另外，本发明的全固态电池中的第一片材只要具有由第一集电体层构成并呈带状延伸的第一连结部、以及在第一集电体层上形成有第一极活性物质层的第一极即可。例如，也可以替代图6所示的负极片材10，而使用图16所示的负极片材10e(第一片材)。
图16所示的负极片材10e具有：负极连结部14(第一连结部)；在负极集电体层12(第一集电体层)上形成有负极活性物质层11(第一极活性物质层)而成的多个负极片13(第一极片)，它们与负极连结部14的侧面结合；以及集电体区域60，其由在相邻的负极片13之间露出的负极集电体层构成。
在图16所示的负极片材10e中，如图16所示，相邻的负极片13之间的间隔Lb1、Lb2、Lb3、Lb4从第一端5趋向第二端6而逐渐变宽(Lb1＜Lb2＜Lb3＜Lb4)。
另外，在上述实施方式的全固态电池100、200中，以第一固体电解质片材以及第二固体电解质片材在第一端与第二端之间连续地延伸的情况为例进行了举例说明，但第一固体电解质片材以及第二固体电解质片材可以仅配置于第一极与第二极片之间。
另外，在上述实施方式的全固态电池100、200中，以夹着第一极片的方式配置有第一固体电解质片材与第二固体电解质片材的情况为例进行了举例说明，但也可以不仅夹着第一极片，而是以还夹着第二极片的方式配置有第一固体电解质片材与第二固体电解质片材。
另外，在上述实施方式的全固态电池100中，以多个负极片13的全部在负极集电体层12的两面形成有负极活性物质层11的情况为例进行了举例说明，但也可以为配置于全固态电池的最外层的负极片仅在负极集电体层的内侧形成有负极活性物质层。另外，也可以为负极集电体层12与负极活性物质层11成为一体而构成负极片13。
另外，在上述实施方式的全固态电池100、200中，以多个正极片23的全部在正极集电体层22的两面形成有正极活性物质层21的情况为例进行了举例说明，但也可以为配置于全固态电池的最外层的正极片仅在正极集电体层的内侧形成有正极活性物质层。另外，在正极集电体层22为网状、无纺布状、发泡状等三维的多孔质构造的情况下，正极集电体层22与正极活性物质层21一体地设置。
另外，在上述实施方式中，以全固态电池100、200是全固态锂离子二次电池的情况为例进行了举例说明，但本发明的全固态电池例如也可以为全固态钠离子二次电池、全固态镁离子二次电池等。
另外，在上述实施方式中，以负极片13和正极片23是俯视大致矩形的情况为例进行了举例说明，但本发明的全固态电池中的负极片以及正极片的形状也可以不是俯视大致矩形，而是能够根据全固态电池的用途等适当设定。

Claims (4)

1.一种全固态电池，其中，
所述全固态电池具有电极层叠片材被卷绕而成的扁平状的层叠构造，所述电极层叠片材通过层叠第一片材、第二片材、以及固体电解质片材而成且从第一端向第二端延伸，
所述第一片材具有：第一连结部，其由第一集电体层构成且呈带状延伸；以及第一极，其通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成，
所述第二片材具有由第二连结部和多个第二极片形成的俯视梳齿状的形状，所述第二连结部由第二集电体层构成且呈带状延伸，所述多个第二极片通过在所述第二集电体层上形成第二极活性物质层而成且与所述第二连结部的侧面结合，相邻的第二极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽，
所述固体电解质片材具有以夹着所述第一极的方式分别配置于所述第一片材的两面的第一固体电解质片材和第二固体电解质片材，所述第一固体电解质片材以及第二固体电解质片材的宽度为所述第一极的宽度以上，
所述电极层叠片材以使所述第一连结部与所述第二连结部俯视时对置的方式配置所述第一片材与所述第二片材，
在所述第一连结部与所述第二连结部之间沿长度方向交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极以及所述第二固体电解质片材，
所述电极层叠片材以所述第一端为中心进行卷绕，从而所述第一极与所述第二极片以在俯视时重叠的方式交替层叠。
2.根据权利要求1所述的全固态电池，其中，
所述第一片材具有由所述第一连结部和多个第一极片形成的俯视梳齿状的形状，所述多个第一极片通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成且与所述第一连结部的侧面结合，相邻的第一极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽，
所述第一固体电解质片材与所述第二固体电解质片材以夹着所述第一极片的方式配置，
在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极片、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，
在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极片以及所述第二固体电解质片材，
所述电极层叠片材以所述第一端为中心进行卷绕，从而所述第一极片与所述第二极片以在俯视时重叠的方式交替层叠。
3.根据权利要求1或2所述的全固态电池，其中，
所述第一极活性物质层是负极活性物质层，所述第二极活性物质层是正极活性物质层。
4.一种全固态电池的制造方法，其为权利要求1或2所述的全固态电池的制造方法，其中，
所述全固态电池的制造方法具有如下工序：
形成第一片材的工序，所述第一片材具有：第一连结部，其由第一集电体层构成且呈带状延伸；以及第一极，其通过在所述第一集电体层上形成第一极活性物质层而成；
形成第二片材的工序，所述第二片材具有由第二连结部和多个第二极片形成的俯视梳齿状的形状，所述第二连结部由第二集电体层构成且呈带状延伸，所述多个第二极片通过在所述第二集电体层上形成第二极活性物质层而成且与所述第二连结部的侧面结合，相邻的第二极片之间的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽；
以夹着所述第一极的方式在所述第一片材的两面分别层叠第一固体电解质片材和第二固体电解质片材而形成层叠片材的工序，所述第一固体电解质片材具有所述第一极的宽度以上的宽度，所述第二固体电解质片材具有所述第一极的宽度以上的宽度；
使所述第一连结部与所述第二连结部在俯视时对置，将所述层叠片材以穿过相邻的所述第二极片之间的方式配置，从而形成电极层叠片材的工序，在所述电极层叠片材中，在所述第一连结部与所述第二连结部之间沿长度方向交替形成第一区域和第二区域，在所述第一区域依次层叠有所述第一固体电解质片材、所述第一极、所述第二固体电解质片材以及所述第二极片，在所述第二区域依次层叠有所述第二极片、所述第一固体电解质片材、所述第一极以及所述第二固体电解质片材，相邻的第一区域与第二区域的间隔从所述第一端趋向所述第二端而逐渐变宽；以及
将所述电极层叠片材以所述第一端为中心呈扁平状卷绕的工序。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566609A (zh) * 2022-02-16 2022-05-31 江苏海基新能源股份有限公司 一种多变间距的正极片结构、圆柱型电池及其生产工艺
KR20240067603A (ko) * 2022-11-09 2024-05-17 삼성에스디아이 주식회사 전고체전지 및 그 제조방법

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116661A (ja) * 1989-09-29 1991-05-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 固体電解質集合電池
JP2000335512A (ja) * 1999-05-24 2000-12-05 Sanko Denki Kk フィルム包装装置
JP2002015721A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Toshiba Corp 非水電解質二次電池およびその製造方法
JP2002329530A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd シート型電池
JP2003297427A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp リチウムイオンポリマー二次電池及びその製造方法
JP2006261008A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Toshiba Corp 無機固体電解質電池及び無機固体電解質電池の製造方法
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
JP2012248468A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Toyota Motor Corp 全固体電池用の電極体及び全固体電池並びにその製造方法
US20130143088A1 (en) * 2010-04-01 2013-06-06 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly of novel structure and process for preparation of the same
US20140272537A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Electrochemical cell having a folded electrode and separator, battery including the same, and method of forming same
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
JP2017027837A (ja) * 2015-07-24 2017-02-02 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2018166080A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社Ｓｏｋｅｎ 二次電池の製造方法
CN109524710A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 株式会社东芝 固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3068092B1 (ja) * 1999-06-11 2000-07-24 花王株式会社 非水系二次電池用正極の製造方法
JP2011222288A (ja) 2010-04-09 2011-11-04 Toyota Motor Corp 固体電池及びその製造方法
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

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116661A (ja) * 1989-09-29 1991-05-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 固体電解質集合電池
JP2000335512A (ja) * 1999-05-24 2000-12-05 Sanko Denki Kk フィルム包装装置
JP2002015721A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Toshiba Corp 非水電解質二次電池およびその製造方法
JP2002329530A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd シート型電池
JP2003297427A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Mitsubishi Materials Corp リチウムイオンポリマー二次電池及びその製造方法
JP2006261008A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Toshiba Corp 無機固体電解質電池及び無機固体電解質電池の製造方法
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
US20130143088A1 (en) * 2010-04-01 2013-06-06 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly of novel structure and process for preparation of the same
JP2012248468A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Toyota Motor Corp 全固体電池用の電極体及び全固体電池並びにその製造方法
US20140272537A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Electrochemical cell having a folded electrode and separator, battery including the same, and method of forming same
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
JP2017027837A (ja) * 2015-07-24 2017-02-02 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2018166080A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社Ｓｏｋｅｎ 二次電池の製造方法
CN109524710A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 株式会社东芝 固体电解质分隔体、二次电池、电池组以及车辆

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