CN113302773B - 层叠电池 - Google Patents
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Abstract
一种层叠电池，具备层叠的多个电池单元、和集电引线。所述多个电池单元各自具备正极集电体、固体电解质层、配置于所述正极集电体与所述固体电解质层之间的正极活性物质层、负极集电体和配置于所述正极活性物质层与所述负极集电体之间的负极活性物质层。所述多个电池单元包含彼此相邻的第1电池单元和第2电池单元。所述多个电池单元之中的至少所述第2电池单元具有相对于所述多个电池单元的层叠方向倾斜的侧面。所述第1电池单元具有与所述第2电池单元相对的面。与所述第2电池单元相对的所述面包含不与所述第2电池单元接触的露出面。从所述层叠方向观看，所述露出面的至少一部分与所述第2电池单元的所述侧面的至少一部分重叠。所述集电引线连接于所述露出面上。
Description
技术领域
本公开涉及层叠电池。
背景技术
在专利文献1中公开了一种层叠电池的引线长度不同的电池。
在专利文献2中公开了一种包含单元电池和与单元电池交替地层叠的内部电极层的双极型的层叠电池。
在专利文献3中公开了一种将大小不同的正极体和负极体以固体电解质层配置于其间的方式交替地层叠的双极型二次电池。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-97907号公报
专利文献2：日本特开2014-116156号公报
专利文献3：日本特开2015-153663号公报
发明内容
在现有技术中，期望层叠电池的可靠性及电池容量密度提高。
因此，在本公开中，提供可靠性及电池容量密度提高了的层叠电池。
本公开的一方式中的层叠电池，具备层叠的多个电池单元、和集电引线。所述多个电池单元各自具备正极集电体、固体电解质层、配置于所述正极集电体与所述固体电解质层之间的正极活性物质层、负极集电体和配置于所述正极活性物质层与所述负极集电体之间的负极活性物质层。所述多个电池单元包含彼此相邻的第1电池单元和第2电池单元。所述多个电池单元之中的至少所述第2电池单元具有相对于所述多个电池单元的层叠方向倾斜的侧面。所述第1电池单元具有与所述第2电池单元相对的面。与所述第2电池单元相对的所述面包含不与所述第2电池单元接触的露出面。从所述层叠方向观看，所述露出面的至少一部分与所述第2电池单元的所述侧面的至少一部分重叠。所述集电引线连接于所述露出面上。
根据本公开，能够提高层叠电池的可靠性及电池容量密度。
附图说明
图1A是示出实施方式1中的层叠电池的概略构成的俯视图。
图1B是示出实施方式1中的层叠电池的概略构成的截面图。
图2A是示出实施方式1的变形例1中的层叠电池的概略构成的俯视图。
图2B是示出实施方式1的变形例1中的层叠电池的概略构成的截面图。
图3是示出实施方式1的变形例2中的层叠电池的概略构成的截面图。
图4A是示出实施方式1的变形例3中的层叠电池的概略构成的俯视图。
图4B是示出实施方式1的变形例3中的层叠电池的概略构成的截面图。
图5是示出实施方式2中的层叠电池的概略构成的一例的截面图。
图6是示出实施方式2中的层叠电池的概略构成的另一例的截面图。
图7是示出实施方式2中的层叠电池的概略构成的另一例的截面图。
图8是示出实施方式2中的层叠电池的概略构成的另一例的截面图。
图9是示出实施方式3中的层叠电池的概略构成的截面图。
具体实施方式
(本公开的概要)
本公开的一方式中的全固体电池，具备层叠的多个电池单元、和集电引线。所述多个电池单元各自具备正极集电体、固体电解质层、配置于所述正极集电体与所述固体电解质层之间的正极活性物质层、负极集电体和配置于所述正极活性物质层与所述负极集电体之间的负极活性物质层。所述多个电池单元包含彼此相邻的第1电池单元和第2电池单元。所述多个电池单元之中的至少所述第2电池单元具有相对于所述多个电池单元的层叠方向倾斜的侧面。所述第1电池单元具有与所述第2电池单元相对的面。与所述第2电池单元相对的所述面包含不与所述第2电池单元接触的露出面。从所述层叠方向观看，所述露出面的至少一部分与所述第2电池单元的所述侧面的至少一部分重叠。所述集电引线连接于所述露出面上。
由此，利用不与相邻的第2电池单元接触的露出面，集电引线被连接于第1电池单元。通过第1电池单元具有露出面，在露出面上形成不存在电池单元的空间，因此在层叠电池的表观体积之中作为电池发挥功能的有效体积减小。但是，不增加由用于连接集电引线的引线层的插入等引起的在层叠方向上的尺寸而将集电引线连接。在层叠平板状的电池单元的层叠电池的情况下，层叠方向尺寸的增加对层叠电池的体积增加的影响大。因此，通过在露出面上连接集电引线，能够抑制由无助于电池容量的层引起的在层叠方向上的尺寸增加，因此层叠电池的电池容量密度提高。另外，通过第2电池单元的侧面相对于层叠方向倾斜，能够使倾斜的侧面中的正极集电体与负极集电体的距离比正极集电体与负极集电体的层叠方向的距离即侧面未倾斜的情况下的侧面中的正极集电体与负极集电体的距离大。由此，能够降低在侧面中正极集电体和负极集电体接触所致的短路的可能性，层叠电池的可靠性提高。
再者，从多个电池单元的层叠方向观看，露出面的全部可以与第2电池单元的倾斜的侧面的一部分或全部重叠。另外，第1电池单元和第2电池单元可以在与层叠方向垂直的方向上错开而配置。在该情况下，从多个电池单元的层叠方向观看，露出面能够包含不与第2电池单元重叠的部分和与第2电池单元的倾斜的侧面的一部分或全部重叠的部分。
另外，例如，从所述层叠方向观看时所述露出面和所述侧面重叠的位置处的所述集电引线的所述层叠方向的厚度与所述第2电池单元的所述层叠方向的厚度之和可以比从所述层叠方向观看时不与所述侧面重叠的位置处的所述第2电池单元的所述层叠方向的厚度薄。
由此，能够在连接于露出面上的集电引线的上侧不与该集电引线接触地层叠第2电池单元。即，在从层叠方向观看时集电引线和第2电池单元的倾斜侧面重叠的情况下，集电引线和第2电池单元的倾斜侧面也不接触。由此，层叠电池的层叠形状不容易被限制，能够形成为体积效率更好的层叠形状的层叠电池。
另外，例如，在从所述层叠方向观看时与所述露出面重叠的位置处，所述集电引线的所述层叠方向的厚度可以比所述第2电池单元具备的所述正极集电体的所述层叠方向的厚度或所述负极集电体的所述层叠方向的厚度厚。
由此，在以大电流进行充放电时，由于集电引线的厚度比集电体的厚度厚，所以容许电流变大，能够减小电池特性的降低。
另外，例如，所述多个电池单元可以被并联或串联地电连接。
由此，在形成为并联连接型的层叠电池的情况下，能够利用集电引线来进行稳定的充放电。另外，在形成为串联层叠型的层叠电池的情况下，能够利用集电引线一边监视层叠的各个电池单元的电压一边安全地进行充放电。
另外，例如，所述多个电池单元，可以以从层叠方向观看时外周位置一致的方式层叠。
由此，由于各电池单元的外周位置一致，所以能够抑制由露出面的形成引起的层叠电池的表观体积的增加。由此，层叠电池的电池容量密度进一步提高。
另外，例如，所述多个电池单元各自的侧面可以相对于所述层叠方向向同一方向倾斜。
由此，由于各电池单元的侧面的朝向一致，所以在向侧面涂布封止材料的情况等下，能够从同一方向涂布，后加工性提高。
另外，例如，所述多个电池单元可以为相同的形状。
对于各个电池单元而言，变得不需要分开地制作形状。另外，由于电池单元的侧面相对于层叠方向倾斜，所以仅通过使电池单元的朝向及外周位置一致而层叠就能形成露出面。因此，能简易地制造层叠电池。
另外，例如，所述第1电池单元的所述露出面和所述第2电池单元可以利用由导电性材料构成的接合部来连接。
由此，层叠的电池单元间的机械接合及电接合变得更牢固，电池单元间的连接阻抗变小，由此，成为发热被抑制、大电流特性提高了的层叠电池。
以下，一边参照附图一边说明本公开的实施方式。
再者，以下说明的实施方式都是表示总括的或具体的例子的。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，并不限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素之中的未记载于独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素来说明。
另外，各图是示意图，未必严格地图示。因此，例如，在各图中比例尺等未必一致。另外，在各图中，关于实质上相同的构成，标注了相同的标记，省略或简化重复的说明。
另外，在本说明书中，平行等的表示要素间的关系性的术语及矩形等的表示要素的形状的术语以及数值范围，不是仅表示严格的含义的表达，而是意味着也包括实质上同等的范围、例如数％程度的差异的表达。
另外，在本说明书及附图中，x轴、y轴及z轴表示三维正交坐标系的三轴。在各实施方式中，将z轴方向设为层叠电池的层叠方向。另外，本说明书中的“厚度”是指电池单元、集电引线、集电体及各层的层叠方向的长度。另外，在本说明书中，“俯视”意味着沿着层叠电池中的电池单元的层叠方向观看层叠电池的情况。另外，本说明书中的“侧面”是与垂直于层叠电池的层叠方向的方向交叉的面。另外，“相对于层叠方向倾斜的侧面”例如可以是从与层叠电池的层叠方向实质上平行的面开始相对于层叠方向倾斜的侧面。另外，本说明书中的“层叠面”是与层叠方向交叉的面。“层叠面”例如可以是与层叠电池的层叠方向实质上垂直的面。
另外，在本说明书中，层叠电池的构成中的“上”及“下”这样的术语不是指绝对的空间识认中的上方向(铅垂上方)及下方向(铅垂下方)，作为以层叠构成中的层叠顺序为基础而由相对的位置关系规定的术语来使用。另外，“上方”及“下方”这样的术语不仅适用于两个构成要素互相隔开间隔而配置且在两个构成要素之间存在别的构成要素的情况，也适用于两个构成要素互相密合而配置从而两个构成要素接触的情况。
(实施方式1)
图1A及图1B是示出实施方式1中的层叠电池1000的概略构成的图。具体而言，图1A是示出层叠电池1000的概略构成的俯视图，用实线或虚线表示从层叠方向的上方观看层叠电池1000的情况下的层叠电池1000的各构成要素的俯视形状。图1B是示出层叠电池1000的概略构成的截面图，表示图1A的I-I线所示的位置处的截面。
如图1A及图1B所示，实施方式1中的层叠电池1000具有多个电池单元2000及2100，多个电池单元2000及2100被并联电连接而构成了层叠电池1000。另外，层叠电池1000具备集电引线500。
各电池单元2000及2100具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220及正极活性物质层120。
负极活性物质层110和正极集电体220隔着固体电解质层130而相对。
在各电池单元2000及2100中，正极集电体220、正极活性物质层120、固体电解质层130，负极活性物质层110及负极集电体210，从电池单元2000的层叠方向(z轴方向)的上下任一方向观看，依次层叠。电池单元2000和电池单元2100为相同的形状，在截面观察的情况下是电极的朝向逆转的层叠结构。负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220及正极活性物质层120分别在俯视下为矩形。层叠电池1000具有下述结构：以相邻的两个电池单元2000及2100的正极集电体220彼此或负极集电体210彼此接触的方式将电池单元2000和电池单元2100交替地层叠。由此，层叠电池1000成为多个电池单元2000及2100被并联电连接的并联层叠电池。
负极活性物质层110例如包含负极活性物质作为电极材料。负极活性物质层110与正极活性物质层120相对地配置。
作为负极活性物质层110中含有的负极活性物质，能够使用例如石墨、金属锂等负极活性物质。作为负极活性物质的材料，能够使用能将锂(Li)或镁(Mg)等的离子脱离及嵌入的各种材料。
另外，作为负极活性物质层110的含有材料，也可以使用例如无机系固体电解质等固体电解质。作为无机系固体电解质，能够使用例如硫化物固体电解质或氧化物固体电解质等。作为硫化物固体电解质，能够使用例如硫化锂(Li2S)和五硫化二磷(P2S5)的混合物。另外，作为负极活性物质层110的含有材料，也可以使用例如乙炔黑、炭黑、石墨、碳纤维等导电材料或例如聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
负极活性物质层110例如能够通过将使负极活性物质层110的含有材料与溶剂一起混炼而成的浆状的涂料涂敷于负极集电体210的面上并干燥而制作。为了提高负极活性物质层110的密度，也可以在干燥后对包含负极活性物质层110及负极集电体210的负极板进行压制。负极活性物质层110的厚度例如为5μm以上且300μm以下，但不限于此。
正极活性物质层120是包含例如活性物质等正极材料的层。正极材料是构成负极材料的对极的材料。正极活性物质层120例如包含正极活性物质。
作为正极活性物质层120中含有的正极活性物质，能够使用例如钴酸锂复合氧化物(LCO)、镍酸锂复合氧化物(LNO)、锰酸锂复合氧化物(LMO)、锂-锰-镍复合氧化物(LMNO)、锂-锰-钴复合氧化物(LMCO)、锂-镍-钴复合氧化物(LNCO)、锂-镍-锰-钴复合氧化物(LNMCO)等正极活性物质。
作为正极活性物质的材料，能够使用能将Li或Mg等的离子脱离及嵌入的各种材料。
另外，作为正极活性物质层120的含有材料，也可以使用例如无机系固体电解质等固体电解质。作为无机系固体电解质，能够使用硫化物固体电解质或氧化物固体电解质等。作为硫化物固体电解质，能够使用例如硫化锂(Li2S)和五硫化二磷(P2S5)的混合物。正极活性物质的表面也可以由固体电解质被覆。另外，作为正极活性物质层120的含有材料，也可以使用例如乙炔黑、炭黑、石墨、碳纤维等导电材料或例如聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
正极活性物质层120例如能够通过将使正极活性物质层120的含有材料与溶剂一起混炼而成的浆状的涂料涂敷于正极集电体220的面上并干燥而制作。为了提高正极活性物质层120的密度，也可以在干燥后对包含正极活性物质层120及正极集电体220的正极板进行压制。正极活性物质层120的厚度例如为5μm以上且300μm以下，但不限于此。
固体电解质层130配置于负极活性物质层110与正极活性物质层120之间。固体电解质层130与负极活性物质层110和正极活性物质层120的每一个接触。固体电解质层130是包含电解质材料的层。作为电解质材料，能够使用一般公知的电池用的电解质。固体电解质层130的厚度可以为5μm以上且300μm以下，可以为5μm以上且100μm以下。
固体电解质层130可以包含固体电解质。电池单元2000及2100例如可以是全固体电池。
作为固体电解质，能够使用例如无机系固体电解质等固体电解质。作为无机系固体电解质，能够使用硫化物固体电解质或氧化物固体电解质或卤化物固体电解质等。作为硫化物固体电解质，能够使用例如硫化锂(Li2S)和五硫化二磷(P2S5)的混合物。再者，固体电解质层130也可以除了电解质材料之外还含有例如聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
固体电解质层130例如能够通过将使固体电解质层130的含有材料与溶剂一起混炼而成的浆状的涂料涂敷在形成于负极集电体210上的负极活性物质层110上和/或形成于正极集电体220上的正极活性物质层120上并干燥而制作。另外，固体电解质层130，也可以在PET膜之类的载膜上涂布干燥而形成后，转移而层叠到形成于负极集电体210上的负极活性物质层110上和/或形成于正极集电体220上的正极活性物质层120上。
在实施方式1中的电池单元2000及2100中，负极活性物质层110、正极活性物质层120及固体电解质层130被维持为平行平板状。由此，能够抑制由弯曲引起的开裂或崩塌的发生。再者，也可以使负极活性物质层110、正极活性物质层120及固体电解质层130一并顺滑地弯曲。
负极集电体210和正极集电体220分别是具有导电性的构件。负极集电体210和正极集电体220分别可以为例如具有导电性的薄膜。作为构成负极集电体210和正极集电体220的材料，能够使用例如不锈钢(SUS)、铝(Al)、铜(Cu)等金属。
负极集电体210与负极活性物质层110接触而配置。作为负极集电体210，能够使用例如SUS箔、Cu箔等金属箔。负极集电体210的厚度例如为5μm以上且100μm以下，但不限于此。再者，负极集电体210也可以在与负极活性物质层110接触的部分具备例如作为包含导电性材料的层的集电体层。
正极集电体220与正极活性物质层120接触而配置。作为正极集电体220，能够使用例如SUS箔、Al箔等金属箔。正极集电体220的厚度例如为5μm以上且100μm以下，但不限于此。再者，正极集电体220也可以在与正极活性物质层120接触的部分具备例如作为包含导电性材料的层的集电体层。
如图1A及图1B所示，实施方式1中的层叠电池1000具有多个电池单元2000及2100层叠的结构。电池单元2000及2100的侧面350相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)以层叠方向的上侧(z轴的正方向)变窄的方式倾斜。电池单元2000及2100在从层叠方向观看时，正极集电体220的面积和负极集电体210的面积不同。电池单元2000的侧面350以在从层叠方向观看时正极集电体220的端部比负极集电体210的端部靠内侧的方式呈直线状地倾斜。另外，电池单元2100的侧面350以在从层叠方向观看时负极集电体210的端部比正极集电体220的端部靠内侧的方式倾斜。多个电池单元2000及2100各自的侧面350相对于层叠方向向同一方向倾斜。图1B所示的多个电池单元2000及2100的形状相同，截面形状为梯形。再者，在层叠电池1000中，全部的侧面350相对于层叠方向倾斜，但也可以不是全部的侧面350倾斜。
如图1A及图1B所示，多个电池单元2000及2100中所包含的相邻的两个电池单元2000和2100之中的一个电池单元(以下称作第1电池单元)2000或2100，在与另一个电池单元(以下称作第2电池单元)2000或2100相对的面中具有不与第2电池单元2000或2100接触的露出面300。具体而言，最下层及最上层的电池单元2000及2100以外的各电池单元2000及2100的负极集电体210，具有不与和该负极集电体210相邻的电池单元2000或2100接触的露出面300。另外，各电池单元2000及2100的正极集电体220，具有不与和该正极集电体220相邻的电池单元2000或2100接触的露出面300。
图1B是示出通过具有相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜的侧面350且形状相同的多个电池单元2000及2100以在从层叠方向观看时外周位置一致的方式层叠而构成了层叠电池1000的部分的一例的截面示意图。
通过将具有侧面350且形状相同的多个电池单元2000及2100以外周位置一致的方式层叠从而形成有露出面300。在露出面300上形成有不存在电池单元2000及2100的层叠空间400。
利用层叠空间400，在各电池单元2000及2100的负极集电体210或正极集电体220的露出面300上连接了集电引线500。集电引线500是被利用于充放电、端子间电压的监视等的导线，在多个电池单元2000及2100被并联电连接的层叠电池1000中，主要被利用于充放电。在图1A及图1B中，集电引线500的形状为平板状，但集电引线500的形状没有特别的限制，也可以为圆柱状等其他的形状。集电引线500的厚度比在连接了集电引线500的电池单元2000或2100的露出面300侧邻接的电池单元2000或2100的厚度薄。由此，如图1B所示，即使在以电池单元2000及2100的外周位置一致的方式层叠的情况下也不被电池单元2000及2100妨碍而在露出面300上连接集电引线500。另外，集电引线500的厚度比正极集电体220及负极集电体210厚。由此，集电引线500的容许电流变大，能够减小电池特性的降低。再者，集电引线500的厚度是集电引线500的层叠方向的长度。
作为构成集电引线500的材料，能够使用例如镍、不锈钢、铝、铜等金属。集电引线500的连接方法并不被特别限定，能够使用例如粘接、焊接等方法。集电引线500可以通过具有导电性的粘接剂或粘接带来连接于集电体。为了防止短路，对于集电引线500之中的不与集电体连接的部分，表面可以被绝缘处理。
根据使用了露出面300上的层叠空间400的集电引线500的连接方法，具有以下优点：能够没有由无助于电池容量的用于连接集电引线的引线层的插入等引起的层叠方向的尺寸增加而连接集电引线500。在层叠面内方向上，需要露出面300上的层叠空间400相当的空间(space)。也就是说，通过电池单元2000具有露出面300，形成不作为电池发挥功能的层叠空间400，因此层叠电池1000的有效体积减小。但是，特别是如果层叠电池成为大开本的尺寸，则由无助于电池容量的层引起的层叠方向的尺寸的增加少对于层叠电池的电池容量密度的确保变得重要，层叠面内方向的小的空间的确保对电池容量密度造成的影响比层叠方向的尺寸的增加对电池容量密度造成的影响小。层叠方向的厚度与层叠面内方向的边长度相比越小，则本实施方式中的层叠电池1000越有效。由于能够没有层叠方向的尺寸增加而将厚度比集电体厚的集电引线500直接连接于集电体，所以能够得到充放电时的阻抗损耗及发热小并且大电流特性也优异的高容量并联层叠电池。
另外，由于电池单元2000及2100的侧面350相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜，所以通过使从层叠方向观看到的所层叠的多个电池单元2000及2100的外周位置一致，能容易地形成露出面300。而且，通过电池单元2000及2100的侧面350相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜，能够使侧面350中的正极集电体220与负极集电体210的距离比正极集电体220与负极集电体210的层叠方向(z轴方向)的距离大，因此能够大幅度地降低侧面350中的短路风险。
在图1A及图1B所示的层叠电池1000的情况下，连接集电引线500的露出面300的宽度(x轴方向的宽度)例如从确保用于连接集电引线500的区域的观点来看，可以为0.2mm以上。另外，从确保电池容量的观点来看，相对于x轴方向的电池单元2000的宽度，露出面300的宽度例如可以为5％以下，可以为1％以下。
侧面350相对于层叠方向的角度，根据层叠电池1000的大小、作为目标的露出面300的宽度等来设定即可，没有特别的限制，但从增大侧面350中的正极集电体220与负极集电体210的距离的观点来看，可以为30度以上。另外，侧面350相对于层叠方向的角度，从确保有助于电池容量的正极活性物质层120或负极活性物质层110的体积的观点来看，可以为60度以下。
具有相对于层叠方向倾斜的侧面350的电池单元2000及2100例如通过以下的方法来制造。首先，将上述的正极集电体220、正极活性物质层120、固体电解质层130、负极活性物质层110及负极集电体210依次以在从层叠方向观看时成为相同的位置及形状的方式层叠。由此，能得到侧面相对于层叠方向不倾斜的加工前的电池单元。而且，加工前的电池单元也可以从正极集电体220及负极集电体210的外侧被加压。通过将得到的加工前的电池单元利用刀、钻、激光等以电池单元的侧面相对于层叠方向倾斜的方式切断，能得到具有相对于层叠方向倾斜的侧面350的电池单元2000及2100。
层叠电池1000例如通过以下方法来制造：(1)预先在各电池单元2000及2100的成为露出面300的部位连接集电引线500，以成为图1A及图1B所示的层叠结构的方式将连接有集电引线500的各电池单元2000及2100以从层叠方向观看到的各电池单元2000及2100的外周位置变得相同的方式层叠。另外，层叠电池1000也可以通过以下方法来制造：(2)以成为图1A及图1B所示的层叠结构的方式将多个电池单元2000及2100以从层叠方向观看到的各电池单元2000及2100的外周位置变得相同的方式层叠，在将全部的电池单元2000及2100层叠后，在形成的露出面300上连接集电引线500。另外，层叠电池1000也可以通过以下方法来制造：(3)反复进行以电池单元2000及2100的外周位置变得相同的方式层叠的步骤和在层叠了的电池单元2000及2100的露出面300上连接集电引线500的步骤，从而形成图1A及图1B所示的层叠结构。
关于上述的(1)～(3)的方法，根据作为目标的层叠结构来选择合适的方法即可，也可以组合上述的(1)～(3)的方法来制造层叠电池1000。例如，在层叠电池单元2000及2100后成为在露出面300上难以连接集电引线500的位置的层叠结构的情况下，使用上述的(1)的方法来制造，在层叠电池单元2000及2100后成为在露出面300上容易连接集电引线500的位置的层叠结构的情况下，使用上述的(2)或(3)的方法来制造。
层叠电池1000也可以内包于封止壳体。作为封止壳体，能够使用层压袋、金属罐、树脂壳体等，但不限于此。通过封止，能够抑制层叠电池1000因水分而劣化。
(变形例)
以下，对实施方式1的多个变形例进行说明。再者，在以下的多个变形例的说明中，以与实施方式1的不同点或变形例间的不同点为中心来进行说明，省略或简化共同点的说明。
[变形例1]
图2A及图2B是示出实施方式1的变形例1中的层叠电池1100的概略构成的截面图。
如图2A及图2B所示，实施方式2中的层叠电池1100具有多个电池单元2000，多个电池单元2000被串联电连接而构成了层叠电池1100。层叠电池1100，与实施方式1中的层叠电池1000相比，多个电池单元2000被串联电连接这一点不同，由于是串联连接，所以不包含电极的朝向与电池单元2000逆转的电池单元2100。
各电池单元2000具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220及正极活性物质层120。
电池单元2000具有正极集电体220、正极活性物质层120、固体电解质层130、负极活性物质层110及负极集电体210沿着电池单元2000的层叠方向(z轴方向)依次层叠的结构。在层叠电池1100中，相邻的两个电池单元2000以第1电池单元2000的正极集电体220和第2电池单元2000的负极集电体210接触的方式层叠。由此，层叠电池1100成为多个电池单元2000被串联电连接的串联层叠电池。
如图2A及图2B所示，多个电池单元2000中所包含的相邻的两个电池单元2000之中的第1电池单元2000在与第2电池单元2000相对的面中具有不与第2电池单元2000接触的露出面300。具体而言，最下层的电池单元2000以外的各电池单元2000的负极集电体210具有不与和该电池单元2000相邻的电池单元2000接触的露出面300。另外，最上层的电池单元2000以外的各电池单元2000的正极集电体220具有不与和该电池单元2000相邻的电池单元2000接触的露出面300。
与实施方式1的情况同样，图2B是示出通过具有相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜的侧面350且形状相同的多个电池单元2000以外周位置一致的方式层叠而构成了层叠电池1100的部分的一例的截面示意图。
通过将具有侧面350且形状相同的多个电池单元2000以外周位置一致的方式层叠而形成了露出面300。在露出面300上形成有不存在电池单元2000的层叠空间400。
利用层叠空间400，在各电池单元2000的负极集电体210或正极集电体的露出面300上连接了集电引线500。在多个电池单元2000被串联电连接的层叠电池1100中，集电引线500主要被利用于端子间电压的监视。
根据使用了露出面上的层叠空间400的集电引线500的连接方法，与实施方式1同样地具有以下优点：能够没有由无助于电池容量的用于连接集电引线的引线层的插入等引起的层叠方向的尺寸的增加而连接集电引线500。在层叠面内方向上，需要露出面300上的层叠空间400相当的空间。也就是说，通过电池单元2000具有露出面300，形成不作为电池发挥功能的层叠空间400，因此层叠电池1000的有效体积减小。但是，特别是如果层叠电池成为大开本的尺寸，则由无助于电池容量的层引起的层叠方向的尺寸的增加少对于层叠电池的电池容量密度的确保变得重要，层叠面内方向的小的空间的确保对电池容量密度造成的影响比层叠方向的尺寸的增加对电池容量密度造成的影响小。层叠方向的厚度与层叠面内方向的边长度相比越小，则本变形例中的层叠电池1100越有效。由于能够没有层叠方向的尺寸的增加而监视电池单元2000的端子间电压，所以能够得到安全性优异的高容量串联层叠电池。
[变形例2]
图3是示出实施方式1的变形例2中的层叠电池1200的概略构成的截面图。
如图3所示，实施方式1的变形例2中的层叠电池1200具有多个电池单元2000及2100，多个电池单元2000及2100被电连接而构成了层叠电池1200。层叠电池1200，与实施方式1中的层叠电池1000相比，多个电池单元2000及2100组合并联连接和串联连接而被电连接这一点不同。因而，在层叠电池1000和层叠电池1200中，多个电池单元2000及2100的层叠顺序不同。
各电池单元2000及2100具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220及正极活性物质层120。
在图3中，多个电池单元2000及2100组合并联连接和串联连接而被电连接。两个电池单元2000相邻的部分及两个电池单元2100相邻的部分通过以正极集电体220和负极集电体210接触的方式层叠而成为串联连接。电池单元2000和电池单元2100相邻的部分通过以负极集电体210彼此或正极集电体220彼此接触的方式层叠而成为并联连接。
如图3所示，多个电池单元2000及2100中所包含的相邻的两个电池单元2000和/或2100之中的第1电池单元2000或2100在与第2电池单元2000或2100相对的面中具有不与第2电池单元2000或2100接触的露出面300。具体而言，最下层的电池单元2000及最上层的电池单元2100以外的各电池单元2000及2100的负极集电体210具有不与和该负极集电体210相邻的电池单元2000或2100接触的露出面300。另外，各电池单元2000及2100的正极集电体220具有不与和该正极集电体220相邻的电池单元2000或2100接触的露出面300。
与实施方式1的情况同样地，图3是示出通过具有相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜的侧面350且形状相同的多个电池单元2000及2100以外周位置一致的方式层叠而构成了层叠电池1000的部分的一例的截面示意图。
通过将具有侧面350且形状相同的多个电池单元2000及2100以外周位置一致的方式层叠而形成了露出面300。在露出面300上形成有不存在电池单元2000及2100的层叠空间400。
利用层叠空间400，在各电池单元2000及2100的负极集电体210或正极集电体220的露出面300上连接了集电引线500。
根据使用了露出面300上的层叠空间400的集电引线500的连接方法，具有以下优点：能够没有由无助于电池容量的用于连接集电引线的引线层的插入等引起的层叠方向的尺寸的增加而连接集电引线500。在层叠面内方向上，需要露出面300上的层叠空间400相当的空间。也就是说，通过电池单元2000及2100具有露出面300，形成不作为电池发挥功能的层叠空间400，因此层叠电池1000的有效体积减小。但是，特别是如果层叠电池成为大开本的尺寸，则由无助于电池容量的层引起的层叠方向的尺寸的增加少对于层叠电池的电池容量密度的确保变得重要，层叠面内方向的小的空间的确保对电池容量密度造成的影响比层叠方向的尺寸的增加对电池容量密度造成的影响小。层叠方向的厚度与层叠面内方向的边长度相比越小，则本变形例中的层叠电池1200越有效。由于能够将厚度比集电体大的集电引线500直接连接于集电体，所以能够得到大电流特性优异并且也能够监视电池单元的端子间电压的组合了并联连接和串联连接的优异的高容量层叠电池。
[变形例3]
图4A及图4B是示出实施方式1的变形例3中的层叠电池1300的概略构成的图。具体而言，图4A是示出层叠电池1300的概略构成的俯视图，用实线或虚线表示从层叠方向的上方观看层叠电池1300的情况下的层叠电池1300的各构成要素的俯视形状。图4B是示出层叠电池1300的概略构成的截面图，表示图4A的IV-IV线所示的位置处的截面。
如图4A及图4B所示，实施方式1的变形例3中的层叠电池1300具有多个电池单元2200，多个电池单元2200被并联电连接而构成了层叠电池1300。层叠电池1300与实施方式1的变形例1中的层叠电池1100相比，所层叠的电池单元的形状不同。
电池单元2200与实施方式1中的电池单元2000同样地具有正极集电体220、正极活性物质层120、固体电解质层130、负极活性物质层110及负极集电体210沿着电池单元的层叠方向(z轴方向)依次层叠的结构。
如图4A及图4B所示，在层叠电池1300中，多个电池单元2200被层叠，电池单元2200的从x轴方向观看时成为正面的两个侧面360相对于层叠主面的法线(层叠方向、z轴方向)倾斜。多个电池单元2200为相同的形状。电池单元2200是两个侧面360的倾斜的角度相同且x轴方向的宽度一定的形状。多个电池单元2200以在从层叠方向观看时多个电池单元2200的外周位置变得相同的方式层叠。图4B所示的电池单元2200的截面形状为平行四边形。
如图4A及图4B所示，多个电池单元2200中所包含的相邻的两个电池单元2200之中的第1电池单元2200在与第2电池单元2200相对的面中具有不与第2电池单元2200接触的露出面300。具体而言，最下层的电池单元2200以外的各电池单元2200的负极集电体210具有不与和该负极集电体210相邻的电池单元2200接触的露出面300。另外，最上层的电池单元2200以外的各电池单元2200的正极集电体220具有不与和该正极集电体220相邻的电池单元2200接触的露出面300。
通过将具有侧面360且形状相同的多个电池单元2200以外周位置一致的方式层叠而形成了露出面300。在露出面300上形成有不存在电池单元2200的层叠空间400。
利用层叠空间400，在各电池单元2200的负极集电体210或正极集电体的露出面300上连接了集电引线500。
(实施方式2)
以下，对实施方式2进行说明。再者，在以下的说明中，以与上述的实施方式1及各变形例的不同点为中心来进行说明，适当省略或简化共同点的说明。
在上述的实施方式1及各变形例中示出的各层叠电池，能够进一步配置封止材料700。在图5、图6、图7及图8中示出了配置了封止材料700的层叠电池的例子。图5、图6、图7及图8是分别示出实施方式2中的层叠电池1400～1700的概略构成的截面图。具体而言，在图5中示出了在实施方式1中的层叠电池1000的外周配置有封止材料700的层叠电池1400。在图6中示出了在实施方式1的变形例1中的层叠电池1100的外周配置有封止材料700的层叠电池1500。在图7中示出了在实施方式1的变形例2中的层叠电池1200的外周配置有封止材料700的层叠电池1600。在图8中示出了在构成实施方式1的变形例1中的层叠电池1100的各电池单元2000的外周配置有封止材料700的层叠电池1700。
封止材料700例如使用电绝缘材料形成。封止材料700也作为维持层叠空间400的间隔物(spacer)发挥功能。
例如，封止材料700是包含第1材料的材料。封止材料700例如可以是包含第1材料作为主成分的材料。封止材料700例如可以是仅由第1材料构成的材料。
作为第1材料，能够使用例如封止剂等的一般公知的电池的封止材料的材料。作为第1材料，能够使用例如树脂材料。再者，第1材料可以是绝缘性且不具有离子传导性的材料。例如，第1材料可以是环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂和倍半硅氧烷之中的至少1种。
封止材料700可以包含粒子状的金属氧化物材料。作为金属氧化物材料，能够使用氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化铈、氧化铁、氧化钨、氧化锆、氧化钙、沸石、玻璃等。例如，封止材料700可以使用分散有由金属氧化物材料构成的多个粒子的树脂材料形成。
金属氧化物材料的粒子尺寸只要为负极集电体210与正极集电体220的间隔以下即可。金属氧化物材料的粒子形状可以是正圆状(球状)、椭圆球状、棒状等。
通过配置封止材料700，在提高机械强度、防止短路、防湿等方面能够使层叠电池的可靠性提高。另外，由于成为封止材料700进入到层叠空间400的结构，所以与没有层叠空间400的情况相比，封止材料700难以剥离，成为被牢固地封止的层叠电池。
图5、图6及图7所示的层叠电池1400～1600例如能够通过对层叠电池1000～1200涂布封止材料700来制造。由于构成层叠电池1000～1200的电池单元2000及2100具有相对于层叠方向倾斜的侧面350，所以在涂布时封止材料700难以从侧面350上流落，容易被固定。因此，能够从电池单元2000及2100的上方或斜上方使用分配器或喷墨机来涂布封止材料700，能够容易地高精度地配置封止材料700。
另外，图8所示的层叠电池1700例如能够通过对电池单元2000涂布封止材料700而形成为涂布有封止材料700的电池单元2300，并将电池单元2300层叠来制造。由于电池单元2000具有相对于层叠方向倾斜的侧面350，所以能够从一个个的电池单元2000的上方或斜上方使用分配器或喷墨机来分别地涂布封止材料700。
(实施方式3)
以下，对实施方式3进行说明。再者，在以下的说明中，以与上述的实施方式1、实施方式2及各变形例的不同点为中心来进行说明，适当省略或简化共同点的说明。
图9是示出实施方式3中的层叠电池1800的概略构成的截面图。具体而言，在图9中示出了在具有与实施方式1中的层叠电池1000相同的结构的层叠电池中形成有接合部800的层叠电池1800。
如图9所示，相邻的两个电池单元2000及2100，第1电池单元2000或2100的露出面300与第2电池单元2000或2100通过由导电性材料构成的接合部800连接。具体而言，相邻的两个电池单元2000及2100之中，第1电池单元2000或2100的露出面300与第2电池单元2000或2100的负极集电体210或正极集电体220通过接合部800连接。
接合部800只要利用导电性材料将露出面300和集电体接合即可。作为构成接合部800的导电性材料，如果是导电性高的材料就没有特别的限制，能够使用银、镍、不锈钢、铝、铜等金属。另外，作为导电性材料，也可以使用导电性的粘接剂。接合部800例如可以通过将接合部800连接的露出面300和集电体借助于导电性材料进行焊接而形成，也可以通过将接合部800连接的露出面300和集电体的一部分熔化而形成。
通过层叠电池1800形成有接合部800，电池单元2000和2100之间的机械接合及电接合变得更牢固，电池单元2000和2100之间的连接阻抗变小，由此，能够得到抑制发热、提高大电流特性等效果。
(其他的实施方式)
以上，关于本公开涉及的层叠电池，基于实施方式进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式。只要不脱离本公开的主旨，则对实施方式施以本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、组合实施方式中的一部分构成要素而构建的别的方式也包含在本公开的范围中。
另外，上述的各实施方式能够在权利要求书或其均等的范围内进行各种变更、置换、附加、省略等。
例如，在上述实施方式中，多个电池单元以在从层叠方向观看时外周位置一致的方式层叠，但不限于此。多个电池单元也可以为了调整露出面的位置及形状而在相对于层叠方向垂直的方向上错开而层叠。
另外，在上述实施方式中，在所有的多个电池单元中，电池单元的侧面相对于层叠方向倾斜，并具有露出面，但不限于此。根据作为目标的集电引线的连接部位，也可以层叠有侧面不倾斜的电池单元，也可以层叠有不具有露出面的电池单元。
另外，在上述实施方式中，电池单元的俯视的形状为矩形，但不限于此。电池单元的俯视的形状也可以为圆形、椭圆形或多角形。
另外，在上述实施方式中，电池单元的侧面呈直线状地倾斜，但不限于此。电池单元的侧面也可以具有曲线状的倾斜，侧面的一部分的倾斜角度也可以变化。另外，电池单元的侧面如果包含正极集电体或负极集电体的侧面则也可以是仅侧面的一部分倾斜的形状。
另外，在上述实施方式中，全部的电池单元具有正极集电体、正极活性物质层、固体电解质层、负极活性物质层及负极集电体层叠的结构，但不限于此。相邻的两个电池单元也可以通过设为在1个集电体的两面层叠了其他层的结构而使用同一集电体。在相邻的两个电池单元中使用同一集电体的情况下，在相邻的两个电池单元相对的面中面积大的电池单元的集电体作为同一集电体使用。
另外，在上述实施方式中，集电引线的厚度为一定，但不限于此。集电引线在露出面上以外的部分中也可以根据目的来加厚集电引线的厚度等而使集电引线的厚度变化。
另外，在上述实施方式中，在构成层叠电池的各电池单元的露出面连接了集电引线，但不限于此。在层叠电池中也可以包含在露出面未连接集电引线的电池单元。例如，未连接集电引线的露出面也可以作为用于使端子等从外部接触的面、识别等标记的显示面等来有效利用。
产业上的可利用性
本公开涉及的层叠电池能够作为电子设备、电气器具装置、电动车辆等的电池利用。
附图标记说明
110 负极活性物质层
120 正极活性物质层
130 固体电解质层
210 负极集电体
220 正极集电体
300 露出面
350、360 侧面
400 层叠空间
500 集电引线
700 封止材料
800 接合部
1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800层叠电池
2000、2100、2200、2300电池单元
Claims (10)
1.一种层叠电池，具备：
层叠的多个电池单元；和
集电引线，
所述多个电池单元各自具备正极集电体、固体电解质层、配置于所述正极集电体与所述固体电解质层之间的正极活性物质层、负极集电体和配置于所述正极活性物质层与所述负极集电体之间的负极活性物质层，
所述多个电池单元包含彼此相邻的第1电池单元和第2电池单元，
所述多个电池单元之中的至少所述第2电池单元具有相对于所述多个电池单元的层叠方向倾斜的侧面，
所述第1电池单元具有与所述第2电池单元相对的面，
与所述第2电池单元相对的所述面包含不与所述第2电池单元接触的露出面，
从所述层叠方向观看，所述露出面的至少一部分与所述第2电池单元的所述侧面的至少一部分重叠，
所述集电引线连接于所述露出面上。
2.根据权利要求1所述的层叠电池，
从所述层叠方向观看时所述露出面和所述侧面重叠的位置处的所述集电引线的所述层叠方向的厚度与所述第2电池单元的所述层叠方向的厚度之和，比从所述层叠方向观看时不与所述侧面重叠的位置处的所述第2电池单元的所述层叠方向的厚度薄。
3.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
在从所述层叠方向观看时与所述露出面重叠的位置处，所述集电引线的所述层叠方向的厚度比所述第2电池单元具备的所述正极集电体的所述层叠方向的厚度或所述负极集电体的所述层叠方向的厚度厚。
4.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述多个电池单元被并联或串联地电连接。
5.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述多个电池单元以从层叠方向观看时外周位置一致的方式层叠。
6.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述多个电池单元各自的侧面相对于所述层叠方向向同一方向倾斜。
7.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述多个电池单元为相同的形状。
8.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述第1电池单元的所述露出面和所述第2电池单元通过由导电性材料构成的接合部连接。
9.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述露出面是所述第1电池单元具备的所述正极集电体的面或所述负极集电体的面。
10.根据权利要求1或2所述的层叠电池，
所述多个电池单元各自具有所述正极集电体、所述正极活性物质层、所述固体电解质层、所述负极活性物质层和所述负极集电体依次层叠的结构。
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