CN113039665A - 电池以及电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的电池具备集电体、与所述集电体接触的电极层、包含固体电解质的固体电解质层和包含封止材料的封止层，所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。

Description

电池以及电池的制造方法
技术领域
本公开涉及电池以及电池的制造方法。
背景技术
在专利文献1和2中均记载了一种具备与电池元件接触的封止层的全固体电池。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-73374号公报
专利文献2：日本特开2016-33880号公报
发明内容
在使用了固体电解质的电池中，有时出于抑制水分向电池内部的侵入、维持结构从而防止由集电体彼此的接触所致的短路等等的目的而设置封止层。
在现有技术中，期望确保具备封止层的电池的机械强度。要确保电池的机械强度的话，充分确保封止层的封止强度是重要的。
本公开提供一种电池，其具备：
集电体；
与所述集电体接触的电极层；
包含固体电解质的固体电解质层；和
包含封止材料的封止层，
所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。
根据本公开，能够充分确保封止层的封止强度。
附图说明
图1A是本公开的一个实施方式涉及的全固体电池的概略截面图。
图1B是变形例涉及的全固体电池的概略截面图。
图2是表示电池的制造方法的一例的流程图。
图3是表示集电体的退火软化曲线的图。
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
从电池的大面积化、连续生产和大量生产的观点出发，对将涂敷工艺应用于全固体电池的制造进行了研究。在涂敷工艺中，通过使原料粉末分散于溶剂来制备浆料。通过利用丝网印刷法、模涂法等涂敷方法将浆料涂敷于集电体，从而形成涂敷膜。通过使用了干燥炉等的热工艺而使溶剂从涂敷膜中挥发。由此，得到具有集电体和电极层的电极板。
将包含固体电解质的浆料涂敷于电极板上，形成涂敷膜。通过使涂敷膜干燥，从而在电极板上形成固体电解质层。通过使作为正极的电极板和作为负极的电极板相对并进行压制，从而得到全固体电池。电极板也有时为了使电池的性能提高而在涂敷包含固体电解质的浆料之前被压制。
根据本发明人的深入研究，有时经过上述的工序而制造的全固体电池发生翘曲。
压制力的一部分成为在与压制方向正交的方向上使电极层和/或固体电解质层变形的力。在压制温度比规定温度低的情况下，电极板向上翘曲成凸形状或向下翘曲成凸形状。在电极层位于上方、集电体位于下方的情况下，电极板向上翘曲成凸形状。在电极层位于下方、集电体位于上方的情况下，电极板向下翘曲成凸形状。这些翘曲由于是将集电体和封止层拉离开的方向的变形，因此使封止层的封止强度降低。另外，在翘曲量大的情况下，也有电极层发生裂纹、电极层从集电体剥离等等的可能性。其结果，电池的内阻增加、离子传导性降低等等从而损害电池的性能。
(本公开涉及的一个方式的概要)
本公开的第1方式涉及的电池，具备：
集电体；
与所述集电体接触的电极层；
包含固体电解质的固体电解质层；和
包含封止材料的封止层，
所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。
根据第1方式，能够容易地得到抑制了翘曲的电池。
在本公开的第2方式中，例如，在第1方式涉及的电池中，可以在将在25℃下的所述集电体的抗拉强度设为100％时，所述集电体的所述退火软化温度可以为所述集电体的所述抗拉强度变为90％时的温度。
在本公开的第3方式中，例如，在第1方式或第2方式涉及的电池中，所述集电体的退火软化曲线可以具有拐点。根据第3方式，容易实现可靠性高的电池。
在本公开的第4方式中，例如，在第1方式～第3方式的任一项涉及的电池中，所述电极层和所述固体电解质层可以互相层叠，所述封止层可以与选自所述电极层的侧面和所述固体电解质层的侧面中的至少一者接触。根据这样的结构，能够更充分地确保封止层的封止强度。
在本公开的第5方式中，例如，在第1方式～第4方式的任一项涉及的电池中，所述集电体可以含有铜。由于铜或铜合金具有优异的电子传导性，因此适合作为电池的集电体的材料。
在本公开的第6方式中，例如，在第1方式～第5方式的任一项涉及的电池中，所述封止材料可以包含热塑性树脂。通过使用热塑性树脂，材料选择的范围扩大。
在本公开的第7方式中，例如，在第6方式涉及的电池中，所述热塑性树脂可以包含聚酰亚胺。通过使用聚酰亚胺之类的玻璃化转变温度高的热塑性树脂作为封止材料，即使在压制温度高的情况下也能够维持封止层的封止强度。
在本公开的第8方式中，例如，在第1方式～第7方式的任一项涉及的电池中，所述电极层可以包含电极活性物质和固体电解质。若在包含电极活性物质的同时包含固体电解质，则能够提高电极层中的离子传导性。
本公开的第9方式涉及的电池的制造方法包括以下步骤：
将包含集电体、电极层和固体电解质层的发电要素加热至压制温度；和
在所述压制温度下对所述发电要素进行压制，
所述压制温度比所述集电体的退火软化温度高。
在比集电体的退火软化温度高的温度下进行压制的情况下，在电极层伸长时，集电体也发生塑性变形。因此，能抑制电极板的翘曲。
在本公开的第10方式中，例如，第9方式涉及的电池的制造方法可以还包括以与所述发电要素接触的方式配置封止材料的步骤，在将所述发电要素加热至所述压制温度时，所述封止材料也可以被加热至所述压制温度，在对所述发电要素进行压制时，在所述压制温度下所述封止材料也可以被压制。根据第10方式，能够容易地制造本公开的电池。
在本公开的第11方式中，例如，在第10方式涉及的电池的制造方法中，所述封止材料的玻璃化转变温度可以比所述集电体的所述退火软化温度高。根据第11方式，封止层的形状被保持，其强度也被维持。
在本公开的第12方式中，例如，在第11方式涉及的电池的制造方法中，所述压制温度可以比所述封止材料的所述玻璃化转变温度低。根据第12方式，能充分地确保封止层的封止强度，因此能够提供具有高的机械强度的全固体电池。
(实施方式)
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开并不被以下的实施方式限定。
[全固体电池的构成]
图1A是一个实施方式涉及的全固体电池10的概略截面图。如图1A所示，全固体电池10具备正极11、负极12、固体电解质层5和封止层8。正极11具有正极集电体3和正极层4。负极12具有负极集电体6和负极层7。在正极集电体3上配置有正极层4。正极层4与正极集电体3接触。在负极集电体6上配置有负极层7。负极层7与负极集电体6接触。固体电解质层5配置于正极层4与负极层7之间。正极层4、固体电解质层5和负极层7按该顺序层叠。固体电解质层5分别与正极层4和负极层7接触。封止层8与正极集电体3和负极集电体6接触。正极层4和负极层7分别为电极层的例子。正极11和负极12分别为电极板的例子。根据封止层8，能够抑制水分向全固体电池10的内部的侵入、维持全固体电池10的结构从而防止由正极集电体3与负极集电体6的接触所致的短路等等。其结果，能确保全固体电池10的机械强度。
在俯视全固体电池10时，封止层8具有框的形状。正极层4、固体电解质层5和负极层7被封止层8包围。正极集电体3与封止层8的下表面接触，负极集电体6与封止层8的上表面接触。
在本实施方式中，封止层8与固体电解质层5的侧面5t接触。根据这样的结构，能够更充分地确保封止层8的封止强度。封止层8不与正极层4和负极层7接触。根据这样的结构，在全固体电池10的制造中，封止材料和电极材料难以进行反应。也就是说，能够避免电池性能降低的风险。在全固体电池的制造中，若封止材料含浸于电极层，则含浸部分不能作为电极发挥功能。其结果，电池的性能降低。在本实施方式中，由于比封止层8先制作电极层，因此难以产生如上所述的问题，容易规定有助于发电的电极的面积。另外，即使在大量生产电池的情况下，电池的性能也难以降低。
图1B是变形例涉及的全固体电池10B的概略截面图。在本变形例的全固体电池10B中，正极层4的侧面4t、负极层7的侧面7t和固体电解质层5的侧面5t与封止层8接触。根据这样的结构，能够更充分地确保封止层8的封止强度。另外，由于能够减少固体电解质层5的体积，因此能够期待通过削减材料费而使全固体电池10B的制造成本降低。全固体电池10B的其他构成与全固体电池10相同。
对全固体电池10的各构成进行详细说明。
(正极11和负极12)
正极11具有正极集电体3和正极层4。负极12具有负极集电体6和负极层7。
正极集电体3的材料可以与负极集电体6的材料相同，也可以与其不同。作为正极集电体3和负极集电体6的材料，可列举铜、铜合金、铝、铝合金以及不锈钢。正极集电体3和负极集电体6的形状也不被特别限定。作为正极集电体3和负极集电体6的形状，可列举箔、膜以及片。也可以对正极集电体3和负极集电体6的表面赋予凹凸。
选自正极集电体3和负极集电体6中的至少一者可以包含铜。正极集电体3和/或负极集电体6可以采用铜或铜合金制成。铜或铜合金具有优异的电子传导性，因此适合作为全固体电池10的集电体的材料。
选自正极集电体3和负极集电体6中的至少一者采用具有退火软化曲线的材料构成。
有时若对金属等物体进行热处理，则物体的强度降低。该现象也被称为退火软化。在规定温度下进行试件的热处理，并将试件缓冷(空冷)使其温度降低至25℃(室温)之后，实施拉伸试验，来测定试件的抗拉强度。明确热处理温度与抗拉强度的相关关系的曲线被称为退火软化曲线。
抗拉强度能够按照日本工业标准JISZ 2241(2011)利用拉伸试验机来测定。在试件为轧制而成的材料的情况下，可测定在与轧制方向平行的方向上的抗拉强度。
在本实施方式中，集电体的退火软化曲线可以具有拐点。例如，被轧制加工了的铜或被轧制加工了的铜合金的抗拉强度，相对于热处理温度，显示具有拐点的退火软化行为。在该情况下，容易实现可靠性高的电池。
一般的电解铜箔的抗拉强度相对于热处理温度呈线性降低，并且不具有拐点。
在本说明书中，所谓退火软化温度为在将集电体的退火温度升高下去时，相对于室温时的抗拉强度，抗拉强度降低10％时的退火温度。即，集电体的退火软化温度为在将在25℃(室温)下的集电体的抗拉强度设为100％时，集电体的抗拉强度变为90％时的退火温度。100％的抗拉强度是经受在充分高的温度下的热过程之前的抗拉强度。因此可以认为在全固体电池10组装后，集电体不能够维持原来的抗拉强度。但是可以认为，集电体之中未经受在充分高的温度下的热过程的部分、例如应与端子连接的部分等的抗拉强度维持了原来的抗拉强度。
测定退火软化温度时的集电体的退火时间不被特别限定。退火时间为例如30分钟以上且1小时以下。
在本实施方式的全固体电池10中使用的集电体的退火软化温度，比构成封止层8的封止材料的玻璃化转变温度低。根据这样的构成，能够容易地得到抑制了翘曲的全固体电池10。封止层8的形状也容易维持。
集电体的退火软化温度例如可以为200℃以下，可以为150℃以下，可以为120℃以下。
集电体例如可由轧制而成的铜箔或轧制而成的铜合金箔构成。这些材料具有明确的退火软化温度，适合作为本实施方式的全固体电池10的集电体的材料。
电极层包含活性物质。活性物质的组成不被特别限定，能够根据所要求的功能进行选择。电极层可以根据需要包含导电性材料、固体电解质、粘合剂等其他材料。
活性物质通常有正极活性物质和负极活性物质。可根据所要求的功能来选择正极活性物质以及负极活性物质。
作为正极活性物质，可列举例如含锂过渡金属氧化物、钒氧化物、铬氧化物和含锂过渡金属硫化物。作为含锂过渡金属氧化物，可列举LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNiCoMnO2、LiNiCoO2、LiCoMnO2、LiNiMnO2、LiNiCoMnO4、LiMnNiO4、LiMnCoO4、LiNiCoAlO2、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFePO4、Li2NiSiO4、Li2CoSiO4、Li2MnSiO4、Li2FeSiO4、LiNiBO3、LiCoBO3、LiMnBO3以及LiFeBO3。作为含锂过渡金属硫化物的例子，可列举LiTiS2、Li2TiS3以及Li3NbS4。可以使用选自这些正极活性物质中的1种或两种以上。
作为负极活性物质，可列举例如碳材料、锂合金、金属氧化物、氮化锂(Li3N)、金属锂以及金属铟。作为碳材料，可列举人造石墨、石墨、难石墨化性碳以及易石墨化性碳。作为锂合金，可列举选自Al、Si、Pb、Sn、Zn和Cd中的至少1种金属与锂的合金。作为金属氧化物，可列举LiFe2O3、WO2、MoO2、SiO以及CuO。可以使用多种材料的混合物或复合体作为负极活性物质。
正极活性物质和负极活性物质的形状不被特别限定，例如为粒子状。正极活性物质和负极活性物质的尺寸也不被特别限定。在正极活性物质和负极活性物质分别为粒子状时，正极活性物质的粒子的平均粒径和负极活性物质的粒子的平均粒径可以为0.5μm以上且20μm以下，可以为1μm以上且15μm以下。平均粒径可为例如使用粒度分布测定装置测定出的中值粒径(d50)。
在不能测定粒度分布的情况下，粒子的平均粒径可利用以下的方法来算出。用电子显微镜观察粒子群，并通过图像处理算出电子显微镜像中的特定的粒子的面积。在不能够仅直接观察粒子群的情况下，用电子显微镜观察包含粒子的结构，并通过图像处理算出电子显微镜像中的特定的粒子的面积。将具有与所算出的面积相等的面积的圆的直径视为该特定的粒子的直径。算出任意个数(例如10个)的粒子的直径，将它们的平均值视为粒子的平均粒径。
导电性材料不被特别限定，能够从一般在锂离子电池中使用的导电性材料中适当选择。作为导电性材料，可列举例如石墨、炭黑、导电性纤维、导电性金属氧化物以及有机导电性材料。这些导电性材料可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。
固体电解质不被特别限定，能够根据活性物质的种类和全固体电池10的用途而从一般在锂离子电池中使用的固体电解质中适当选择。作为固体电解质，可列举例如硫化物系固体电解质材料、氧化物系固体电解质材料、其他的无机系固体电解质材料以及有机系固体电解质材料。固体电解质可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。固体电解质的形状不被特别限定，可列举例如粒子状。固体电解质的尺寸也不被特别限定。在固体电解质为粒子状时，固体电解质的粒子的平均粒径可以为0.01μm以上且15μm以下，可以为0.2μm以上且10μm以下。平均粒径可为例如使用粒度分布测定装置测定出的中值粒径(d50)。
粘合剂不被特别限定，可从一般在锂离子电池中使用的粘合剂中适当选择。作为粘合剂，可列举例如热塑性树脂。作为热塑性树脂，可列举苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物等热塑性弹性体。在制备浆料的情况下，为了防止离子传导性等的固体电解质性能的降低，有时使用极性低的溶剂。苯乙烯-丁二烯共聚物或苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物在制作浆料的情况下即使针对极性低的溶剂也显示良好的溶解性。因此，若使用这些聚合物作为粘合剂，则能够防止固体电解质性能的降低。作为热塑性树脂的其他例子，可列举乙基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸正丙酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚二甲基硅氧烷、顺式-1,4-聚丁二烯、聚异戊二烯、尼龙-6、尼龙-6,6、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇等。这些粘合剂可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。
(固体电解质层5)
固体电解质层5的材料不被特别限定，能够根据活性物质的种类和全固体电池10的用途而从一般在锂离子电池中使用的材料中适当选择。作为固体电解质层5的材料，可列举例如硫化物系固体电解质材料、氧化物系固体电解质材料、其他的无机系固体电解质材料以及有机系固体电解质材料。固体电解质可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。固体电解质的形状不被特别限定，可列举例如粒子状。固体电解质的尺寸也不被特别限定。在固体电解质为粒子状时，固体电解质的粒子的平均粒径可以为0.01μm以上且15μm以下，可以为0.2μm以上且10μm以下。平均粒径可为例如使用粒度分布测定装置测定出的中值粒径(d50)。
(封止层8)
作为构成封止层8的封止材料，能够使用热塑性树脂。通过使用热塑性树脂，材料选择的范围扩大。
作为玻璃化转变温度高的热塑性树脂，可列举例如聚酰亚胺。通过使用聚酰亚胺之类的玻璃化转变温度高的热塑性树脂作为封止材料，即使在压制温度高的情况下也能维持封止层8的封止强度。也就是说，能够将压制温度的范围设定为高温侧，因此能够效率良好地制造全固体电池10。作为能够作为封止材料使用的热塑性树脂的其他例子，可列举聚α-甲基苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈等。进而，也可以将热固性树脂以及光固化性树脂作为封止材料使用。它们可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。在封止材料的玻璃化转变温度充分高的情况下，能够充分维持封止层的封止强度。
玻璃化转变温度可采用差示扫描量热测定等热分析方法来测定。
为了强化封止层8的功能，封止材料可以包含功能性的粉末、纤维等其他材料。作为其他材料，可列举无机填料、硅胶等。无机填料能够强化结构维持力。硅胶能够强化耐水性。这些功能性的粉末或纤维等可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。
[全固体电池的制造方法]
接着，对全固体电池10的制造方法的一例进行说明。图2示出全固体电池10的制造步骤。
首先，在步骤S1中，制作正极11和负极12。制备包含正极活性物质或负极活性物质、并根据需要来包含导电性材料、固体电解质、粘合剂等其他材料的混合物。各材料的混合比可根据电池的使用用途等来适当确定。接着，利用混合装置将混合物混合。混合装置不被特别限定，能够使用公知的装置。作为混合装置，可列举行星式搅拌机以及球磨机。但是，材料的混合方法不被特别限定。
若在正极11和/或负极12中在包含活性物质的同时包含固体电解质，则能够提高正极11和/或负极12中的离子传导性。正极11和/或负极12中所含的固体电解质的组成可以与固体电解质层5中所含的固体电解质的组成相同，也可以与其不同。
接着，使包含活性物质的混合物以规定的厚度附着于集电体上。由此，得到具有集电体和电极层的电极板。
电极板的另一制作方法如下。首先，通过使包含活性物质的混合物分散于适当的溶剂中，来制备浆料。将浆料涂敷于正极集电体3或负极集电体6上，从而形成涂敷膜。然后，通过使涂敷膜干燥，能够制作出电极板。作为浆料的涂敷方法，可列举丝网印刷法、模涂法、喷涂法、刮刀涂敷法等。
接着，在步骤S2中，制作固体电解质层5。固体电解质层5的制作方法不被特别限定，能够使用公知的方法。首先，制备包含固体电解质和粘合剂等的混合物。各材料的混合比可根据全固体电池10的使用用途等来适当确定。接着，利用混合装置将混合物进行混合。混合装置不被特别限定，能够使用公知的装置。作为混合装置，可列举行星式搅拌机以及球磨机。但是，材料的混合方法不被特别限定。
使包含固体电解质的混合物以规定的厚度附着于正极层4或负极层7上。由此，形成固体电解质层5。
固体电解质层5的另一制作方法如下。首先，通过使包含固体电解质的混合物分散于适当的溶剂中，来制备浆料。将浆料涂敷于正极层4或负极层7上，从而形成涂敷膜。然后，通过使涂敷膜干燥，能制作出固体电解质层5。作为浆料的涂敷方法，可列举丝网印刷法、模涂法、喷涂法、刮刀涂敷法等。
固体电解质层5的另一制作方法如下。在支持材料上涂敷上述的浆料，从而形成涂敷膜。通过使涂敷膜干燥从而得到固体电解质片。通过将固体电解质片从支持材料转印于正极11或负极12上，由此能制作出配置在正极11或负极12上的固体电解质层5。
正极11与固体电解质层5的组合是包含集电体、电极层和电解质层的发电要素。负极12与固体电解质层5的组合也是包含集电体、电极层和电解质层的发电要素。
接着，在步骤S3中，制作封止层8。封止层8的制作方法不被特别限定，能够使用公知的方法。例如，以与选自电极层和固体电解质层5中的至少一者接触的方式将封止材料涂敷于电极板。封止材料可以与选自正极集电体3和负极集电体6中的至少一者接触。也就是说，以与发电要素接触的方式配置封止材料。作为封止材料的涂敷方法，可列举丝网印刷法、喷墨法、使用分配器(dispenser)的涂敷法等。通过根据需要使封止材料干燥，从而形成封止层8。
然后，使正极11和负极12层叠以使得得到包含正极11、固体电解质层5、负极12和封止层8的组装体。正极层4配置在正极集电体3上，负极层7配置在负极集电体6上。固体电解质层5配置于正极层4与负极层7之间。
接着，在步骤S4中，将组装体加热至压制温度。换言之，将发电要素加热至压制温度。在将发电要素加热至压制温度时，构成封止层8的封止材料也被加热至压制温度。例如，在采用平板压制的情况下，通过将在加压时与组装体接触的平板加热，能够将组装体加热至压制温度。在采用辊压制的情况下，通过将辊加热，也能够将组装体加热至压制温度。
接着，在步骤S5中，将组装体在压制温度下进行压制。换言之，将发电要素在压制温度下进行压制。在将发电要素在压制温度下进行压制时，构成封止层8的封止材料也在压制温度下被压制。以在各层的厚度方向上施加载荷的方式对组装体进行压制。
通过一边加热一边进行压制，活性物质和固体电解质的填充率提高，活性物质的粒子和固体电解质的粒子的接触界面增加。作为结果，全固体电池10的性能提高。
压制力的一部分成为在与压制方向正交的方向上使电极层和/或固体电解质层变形的力。在压制温度比规定温度低的情况下，电极板向上翘曲成凸形状或向下翘曲成凸形状。在电极层位于上方、集电体位于下方的情况下，电极板向上翘曲成凸形状。在电极层位于下方、集电体位于上方的情况下，电极板向下翘曲成凸形状。这些翘曲由于是将集电体和封止层拉离开的方向的变形，因此使封止层的封止强度降低。另外，在翘曲量大的情况下，也有电极层产生裂纹、电极层从集电体剥离等等的可能性。其结果，电池的内阻增加、离子传导性降低等等从而损害电池的性能。
与此相对，在本实施方式中，压制温度比集电体的退火软化温度高。集电体能在压制温度下塑性变形。通过集电体塑性变形，能够缓和与压制的压缩相伴的变形。也就是说，在与压制方向正交的方向上使电极层和/或固体电解质层变形的力被降低，因此能够大幅度降低翘曲。作为结果，能够抑制封止强度的大幅度的降低。这样制造的全固体电池具有高的封止强度和高的可靠性。
在压制时被加热至比退火软化温度高的温度的集电体的强度降低。但是，未被加热的部分的强度没有变化。因此，有时在电池中存在集电体的强度不同的部分。
压制温度与集电体的退火软化温度之差不被特别限定。在压制温度为T1、集电体的退火软化温度为T2时，可调节压制温度以使得(T1-T2)处于例如大于0℃且为30℃以下的范围。
在本实施方式中，构成封止层8的封止材料的玻璃化转变温度比集电体的退火软化温度高。在该情况下，在压制时集电体变形，但封止材料没有塑性变形，因此封止层8的形状被保持，其强度也被维持。在集电体的退火软化温度为T2、封止材料的玻璃化转变温度为Tg时，可调节压制温度以使得(Tg-T2)处于例如大于0℃且为30℃以下的范围。
在本实施方式中，压制温度比构成封止层8的封止材料的玻璃化转变温度低。在该情况下，没有引起封止材料的塑性变形，因此封止层8的形状被保持。因此，在制作出的全固体电池10中，能充分确保封止层8的封止强度，因此能够提供具有高的机械强度的全固体电池10。在压制温度为T1、封止材料的玻璃化转变温度为Tg时，可调节压制温度以使得(Tg-T1)处于例如大于0℃且为30℃以下的范围。
再者，压制温度可以大于构成封止层8的封止材料的玻璃化转变温度。在该情况下，在更高的温度下实施压制，集电体的强度变化的程度变大，由此能够缩短在制造工序中花费的时间。在压制温度为T1、封止材料的玻璃化转变温度为Tg时，可调节压制温度以使得(T1-Tg)处于例如大于0℃且为20℃以下的范围。
可以将正极11、负极12和固体电解质层5分别加热至压制温度并进行压制后，形成组装体，并对组装体进行加热和压制以使得得到全固体电池10。
压制温度例如采用集电体的表面温度来特定。但是，在平板的热容量或辊的热容量充分大于对象的热容量的情况下，压制温度也可以为例如平板的表面温度或辊的表面温度。所谓“在压制温度下进行压制”意指将对象一边维持在压制温度一边进行压制。
在本实施方式中，将发电要素加热至压制温度时，封止层8也被加热至压制温度。在将发电要素在压制温度下压制时，封止层8也在压制温度下被压制。具体而言，以在各层的厚度方向上施加载荷的方式将包含发电要素和封止层8的组装体整体在压制温度下进行压制。因此，能够容易地制造全固体电池10。而且，通过将封止层8加热至压制温度来进行压制，能维持封止层8的封止强度。作为结果，全固体电池10的性能提高。
经过以上的步骤，得到全固体电池10。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本公开。以下的实施例为一例，本公开并不被以下的实施例限定。
将固体电解质、粘合剂和溶剂混合从而得到浆料。在20mm×20mm的大小的集电体上涂敷浆料，并使其干燥。由此，得到具有集电体和固体电解质层的电极板。作为粘合剂，使用了苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯系热塑性弹性体(旭化成公司制，タフテックM1913，玻璃化转变温度为90℃)。
作为集电体，使用了铜箔HA和铜箔HS2这两种(均为JX金属公司制，轧制铜箔，厚度为12μm)。将铜箔HA和铜箔HS的退火软化曲线示于图3中。铜箔HA的退火软化温度为120℃。铜箔HS的退火软化温度为250℃。
在加热至130℃的金属制的平板上载置制作出的电极板，加热至130℃，在130℃、面压力为460MPa的条件下对电极板进行了压制。130℃的压制温度比铜箔HA的退火软化温度高，比铜箔HS的退火软化温度低。加热了的金属制的平板比电极板充分厚，热容量之差充分大，因此将金属制的平板的温度作为电极板的温度。再者，金属制的平板的温度使用设置于平板的内部的热电偶来测量。
将压制后的电极板置于水平的面上，测定从水平面到电极板的顶部的高度来得到翘曲量。将结果示于表1中。
表1
退火软化温度 压制温度 压制前的翘曲量 压制后的翘曲量
铜箔HS 250℃ 130℃ 0mm 6mm
铜箔HA 120℃ 130℃ 0mm 2mm
使用了铜箔HS的电极板的翘曲量为6mm。与此相对，使用了铜箔HA的电极板的翘曲量为2mm。该结果显示出：通过在比集电体的退火软化温度高的温度下进行压制工序，能够抑制压制后的电极板的翘曲量。
产业上的可利用性
本公开的技术对便携式信息终端、便携式电子设备、家庭用电力储存装置、机动两轮车、电动汽车、混合电动汽车等的电池有用。
附图标记说明
3 正极集电体
4 正极层
5 固体电解质层
6 负极集电体
7 负极层
8 封止层
10，10B 全固体电池
11 正极
12 负极。

Claims (12)

1.一种电池，具备：
集电体；
与所述集电体接触的电极层；
包含固体电解质的固体电解质层；和
包含封止材料的封止层，
所述集电体的退火软化温度比所述封止材料的玻璃化转变温度低。
2.根据权利要求1所述的电池，
在将在25℃下的所述集电体的抗拉强度设为100％时，所述集电体的所述退火软化温度为所述集电体的所述抗拉强度变为90％时的温度。
3.根据权利要求1或2所述的电池，
所述集电体的退火软化曲线具有拐点。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的电池，
所述电极层和所述固体电解质层互相层叠，
所述封止层与选自所述电极层的侧面和所述固体电解质层的侧面中的至少一者接触。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的电池，
所述集电体含有铜。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的电池，
所述封止材料包含热塑性树脂。
7.根据权利要求6所述的电池，
所述热塑性树脂包含聚酰亚胺。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的电池，
所述电极层包含电极活性物质和固体电解质。
9.一种电池的制造方法，包括以下步骤：
将包含集电体、电极层和固体电解质层的发电要素加热至压制温度；和
在所述压制温度下对所述发电要素进行压制，
所述压制温度比所述集电体的退火软化温度高。
10.根据权利要求9所述的电池的制造方法，
还包括以与所述发电要素接触的方式配置封止材料的步骤，
在将所述发电要素加热至所述压制温度时，所述封止材料也被加热至所述压制温度，
在对所述发电要素进行压制时，在所述压制温度下所述封止材料被压制。
11.根据权利要求10所述的电池的制造方法，
所述封止材料的玻璃化转变温度比所述集电体的所述退火软化温度高。
12.根据权利要求11所述的电池的制造方法，
所述压制温度比所述封止材料的所述玻璃化转变温度低。
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