CN113394494B - 固体蓄电装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固体蓄电装置及其制造方法，能够以简单的结构充分确保由树脂层达成的全固体电池层叠体的密闭性。本发明的固体蓄电装置，具有交替地层叠有正极组件30与负极组件10且层叠方向的投影形状呈大致方形的固体电池层叠体1；正极组件和负极组件分别设置有密闭框17，密闭框17由沿着方形外周的各边延伸的四个密闭部件13、14、15、16包围而密闭内部；密闭框，具有外周三边的密闭部件13、14、15相连而成的三方密闭部件18与封闭开放侧的封闭密闭部件19；并且，在三方密闭部件18与封闭密闭部件19这两部件的至少一方，在两部件的接触部形成有阶差部153。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体蓄电装置及其制造方法。
背景技术
已提出一种固体蓄电装置，其在连接正极组件与负极组件的界面处配置固体电解质，并经由该固体电解质来进行充放电时的正极组件与负极组件的离子的传递(例如，参照专利文献1)。
另一方面，已提出如下技术：在全固体电池层叠体的侧面由树脂层覆盖的形态的固体蓄电装置中，使全固体电池层叠体与树脂层的接合性提高(例如，参照专利文献2)。专利文献2的提案中，在正极集电体层及负极集电体层之中的至少一层的至少一面，设置有作为与相邻的另一层重叠的部分的层叠部及从该另一层延伸出的延出部。将延出部的表面粗糙度变粗以确保全固体电池层叠体与覆盖其的树脂层的接合性。
[背景技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本专利第6363244号公报
专利文献2：日本特开2019-192610号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
专利文献1的固体蓄电装置中，在采用正极组件或负极组件中的其中一方的组件包围另一方的组件的单体结构的情况下，担心因充放电时的热循环，固体蓄电装置中的密封部件会从作为被接合部的金属集电体或固体电解质剥离。当发生这种剥离时，会出现如下现象：在每个组件中应隔离的电解质和活性物质混入其他组件中。当发生该现象时，会导致固体蓄电装置的制造的成品率的恶化或品质的降低。
另一方面，专利文献2中的固体电池装置中，为了确保全固体电池层叠体与树脂层的接合性，设置从作为与另一层重叠的部分的层叠部延伸出比其他层更多的延出部并使其表面粗糙度变粗。然而，使延出部的表面粗糙度达到足以确保与树脂层的接合性的程度的粗糙度在制造上是有困难的。而且，以相对薄的延出部抵抗树脂层的变形是有极限的。
本发明是鉴于前述情况而完成，目的在于提供一种固体蓄电装置及其制造方法，能够以简单的结构充分确保由树脂层达成的全固体电池层叠体的密闭性。
[解决问题的技术手段]
(1)、一种固体蓄电装置，其具有交替地层叠有正极组件(例如，后述的正极组件30)与负极组件(例如，后述的负极组件10)且层叠方向的投影形状呈大致方形的固体电池层叠体(例如，后述的固体电池层叠体1)，所述正极组件在面对面的两个固体电解质层(例如，后述的固体电解质层20、20)之间配置有正极活性物质层(例如，后述的正极活性物质层31)且正极集电体层(例如，后述的正极集电体层32)与前述正极活性物质层相接而配置，所述负极组件配置有负极活性物质层(例如，后述的负极活性物质层11)且负极集电体层(例如，后述的负极集电体层12)与前述负极活性物质层相接而配置；
前述正极组件和前述负极组件分别设置有密闭框(例如，后述的密闭框17)，所述密闭框由沿着方形外周的各边延伸的四个密闭部件(例如，后述的四个密闭部件13、14、15、16)包围而密闭内部；
前述密闭框，具有沿着前述外周的三边的密闭部件(例如，后述的三边的密闭部件13、14、15)相连而成的三方密闭部件(例如，后述的三方密闭部件18)与以封闭前述三方密闭部件的开放侧的方式配置的封闭密闭部件(例如，后述的封闭密闭部件19)；
并且，在前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件这两部件的至少一方，在前述两部件的接触部形成有阶差部(例如，后述的阶差部153)。
(2)、根据(1)所述的固体蓄电装置，其中，前述阶差部成为由切口部(例如，后述的切口部152)与阶差部(例如，后述的阶差部153)构成的至少1阶的阶状部，所述切口部是形成于前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件这两部件的至少一方的相互正交的接触面。
(3)、根据(1)或(2)所述的固体蓄电装置，其中，具有前述阶差部的密闭部件被配置于前述固体电池层叠体的负极侧。
(4)、根据(1)至(3)中任一项所述的固体蓄电装置，其中，在前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件中的至少任一个密闭部件，从构成前述密闭框的一部分的密闭部件主体部向前述固体电池层叠体的层叠方向延长而设置有片状部件(例如，后述的片状部件150a、150b)。
(5)、根据(1)至(4)中任一项所述的固体蓄电装置，其中，前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件构成为两部件的接触部在接触状态下可利用热熔接而接合。
(6)、根据(1)至(5)中任一项所述的固体蓄电装置，其中，在正极组件与负极组件的至少一个中密闭有液状的电解质(电解液)。
(7)、根据(1)至(6)中任一项所述的固体蓄电装置，其中，构成为适合于规定的移动体。
(8)、一种固体蓄电装置的制造方法，其利用热熔接使前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件结合而制造根据(1)至(7)中任一项所述的固体蓄电装置。
[发明的效果]
(1)的固体蓄电装置中，在三方密闭部件与封闭密闭部件这两部件的至少一方，在两部件的接触部形成有阶差部。利用该阶差部将三方密闭部件与封闭密闭部件接合，由此，充分确保了接合部分处的接触面积，因此密闭框内的密闭性提高。
(2)的固体蓄电装置中，阶差部由切口部与阶差部所构成，该切口部是形成于三方密闭部件与封闭密闭部件这两部件的至少一方的相互正交的接触面，因此利用该阶差部将三方密闭部件与封闭密闭部件以面密接的方式接合，由此，密闭部件的接合部中的密闭性提高。
(3)的固体蓄电装置中，在尤其要求密闭性相关性能的固体电池层叠体的负极侧，利用阶差部确保了充分的密闭性。
(4)的固体蓄电装置中，将在固体电池层叠体的层叠方向延长设置的片状部件以向密闭框的内侧弯曲并沿着上表面粘贴的方式使用，从而密闭框内的密闭性提高。
(5)的固体蓄电装置中，三方密闭部件与封闭密闭部件在接触状态下利用热熔接而接合，从而密闭框内的密闭性提高。
(6)利用将电解质与正极或负极中的一方一体化，仅利用重叠便能够制造固体蓄电池，因此制造变得容易。
(7)的固体蓄电装置中，即使应用于要求对振动的耐受力的移动体，也可获得充分的耐久性。
(8)的固体蓄电装置的制造方法中，由于利用热熔接使三方密闭部件与封闭密闭部件结合，因此密闭框内的密闭性提高。
附图说明
图1A是表示作为本发明实施方式的固体蓄电装置中的固体电池层叠体的概念性结构的立体图。
图1B是在图示的Y方向观察图1A的固体蓄电装置所获得的侧视图。
图2是表示构成作为本发明实施方式的固体蓄电装置的负极组件的一例的俯视图。
图3是图2的部分放大图。
图4是表示构成作为本发明实施方式的固体蓄电装置的负极组件的另一例的俯视图。
图5是图4的部分放大图。
图6是表示构成作为本发明实施方式的固体蓄电装置的密闭框的三方密闭部件与封闭密闭部件的接合部周围的结构成一例的分解示意图。
图7是表示构成作为本发明一实施方式的固体蓄电装置的密闭框的三方密闭部件与封闭密闭部件的接合部周围的结构的另一例的示意图。
图8是表示将图6的密闭部件中的片状部件热熔接于固体电解质层的侧面的情况的图。
图9是表示构成作为本发明实施方式的固体蓄电装置的负极组件的制造过程的一个阶段的概念图。
图10是表示构成作为本发明实施方式的固体蓄电装置的固体电池层叠体的制造过程的一个阶段的概念图。
图11是表示构成作为针对本发明实施方式的比较例的固体蓄电装置的负极组件的一例的俯视图。
图12是图11的部分放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一实施方式进行说明。
图1是表示作为本发明一实施方式的固体蓄电装置中的固体电池层叠体的概念性结构的立体图。图1中，假定后述任一大致平盘状的负极组件及正极组件的主面方向为X-Y平面方向，层叠方向为Z方向。
图1B是在图示的Y方向观察图1A的固体蓄电装置所获得的侧视图。
将一起参照图9及图10对图1A及图1B的固体电池层叠体1进行说明。
图9是表示作为固体电池层叠体1的构成要素的负极组件10的制造过程的一个阶段的概念图。
图10是表示构成固体蓄电装置的固体电池层叠体1的制造过程的一个阶段的概念图。
负极组件10是向面对面的两个固体电解质层20、20之间插入负极活性物质层11及电解质(电解液)而构成。负极集电体层12以沿着负极活性物质层11的方式与其相接而配置。同样地，正极组件30是向面对面的两个固体电解质层20、20之间插入正极活性物质层31及电解质(电解液)而构成。正极集电体层32以沿着正极活性物质层31的方式与其相接而配置。如图10所示，负极组件10与正极组件30交替地层叠多个(换句话说，正极组件30与负极组件10交替地层叠多个)，从而构成图1的固体电池层叠体1。固体电池层叠体1中，负极组件10与正极组件30层叠时的层叠方向(图1中的Z方向)上的投影形状呈大致方形。
图2是表示上述固体电池层叠体1的负极组件10的一例的俯视图。负极组件10设置有密闭框17，该密闭框17由沿着方形外周的各边延伸的四个密闭部件13、14、15、16包围而密闭内部。密闭框17具有沿着外周的三边的密闭部件13、14、15相连而成的三方密闭部件18、及以封闭三方密闭部件18的开放侧的方式配置的封闭密闭部件19而构成。密闭部件13、14、15、16是由PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯)、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂等耐化学品性优异且接合性、密闭性优异的材料所构成。
封闭密闭部件19是密闭框17中的一个密闭部件16。在图2的俯视时，呈负极活性物质层11由密闭框17包围的形状。而且，呈负极集电体层12从密闭部件16(封闭密闭部件19)朝向外部延出的形状。
关于正极组件30，在如下方面与负极组件10相同，即，也设置有由沿着方形外周的各边延伸的四个密闭部件包围而密闭内部的密闭框。而且，在如下方面也与负极组件10相同，即，密闭框具有沿着外周的三边的密闭部件相连而成的三方密闭部件、及以封闭三方密闭部件的开放侧的方式配置的封闭密闭部件而构成。因此，关于表示正极组件30中的具有密闭框的结构的图，适当引用图2及作为本实施方式的比较例的图11及图12。另外，如图10那样，正极组件30中的正极集电层32的导出方向，与负极组件10中的负极集电体层12导出方向为相反方向。
本发明的固体蓄电装置中，正极组件30与负极组件10中的至少一方被密闭即可，但如果双方均被密闭，则更优选。
当以朝向图1A中假定的X-Y平面的投影形状，也就是，朝向前述层叠方向的投影形状观察前述密闭框17时，三方密闭部件18呈大致U字状或C字状，该形状的开放侧被封闭密闭部件19封闭。而且，构成三方密闭部件18的各密闭部件13、14、15以及封闭密闭部件19的朝向X-Y平面的投影形状，也就是，朝向前述层叠方向的投影形状均为大致方形。
本实施方式中，为了使该封闭可靠，而在三方密闭部件18与封闭密闭部件19这两部件的至少一方中，在两部件的接触部形成有阶差部。该阶差部在图2及作为图2的部分放大图的图3中示出一个具体例。
图2及图3的例子中，在三方密闭部件18之中并排的密闭部件13及15的各端部(图中左端部)形成有阶差部。图3中以部分放大图的形式示出密闭部件15的左端部151附近。在密闭部件15的左端部151附近处的与封闭密闭部件19的端部(图中下端部191)的角部192的接触部位，形成有在密闭部件15的厚度方向上以规定的深度切开而成的切口部152。密闭部件15中，利用切口部152，在与封闭密闭部件19的接触部形成有阶差部153。
以封闭密闭部件19的下端部191的角部192无间隙地嵌入这样形成阶差部153的切口部152的方式，密闭部件15与封闭密闭部件19紧密接合。切口部152的沿着密闭部件15的长边方向的尺寸(切口宽度)，小于封闭密闭部件19的厚度尺寸。因此，如图所示，封闭密闭部件19的长边方向外侧缘(图中左侧缘193)位于外侧(图中左侧)，而不与密闭部件15的左端部151对齐。
关于三方密闭部件18的密闭部件13，也与密闭部件15相同，在密闭部件13的左端部131附近形成有切口部132。利用切口部132，在与封闭密闭部件19的接触部形成有阶差部133。以封闭密闭部件19的上端部194的角部195无间隙地嵌入这样形成阶差部133的切口部132的方式，密闭部件13与封闭密闭部件19紧密接合。
形成于密闭部件15的左端部151侧的切口部152与阶差部153，形成相互正交的矩形的面。图2及图3中的密闭部件15与封闭密闭部件19的接合部中，在形成这样相互正交的矩形的面的密闭部件15侧的接合面(切口部152与阶差部153)与封闭密闭部件19侧的对应面接触的状态下，该接触的两部件利用热熔接而接合。因此，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
而且，形成于密闭部件13的左端部131侧的切口部132与阶差部133形成相互正交的矩形的面。因此，和密闭部件15与封闭密闭部件19的接合部相同，在形成相互正交的矩形的面的密闭部件13侧的接合面(切口部132与阶差部133)与封闭密闭部件19侧的对应面接触的状态下，该接触的两部件利用热熔接而接合。因此，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
图4及图5中示出形成于三方密闭部件与封闭密闭部件这两部件的接触部的阶差部的另一例。
图4及图5的例子中，三方密闭部件18之中并排的密闭部件13及15的各端部(图中各左端部131、151)未形成阶差部，而在封闭密闭部件19的端部形成阶差部。图5中以部分放大图的形式示出封闭密闭部件19的下端部191附近。
在封闭密闭部件19的下端部191附近处的与密闭部件15的端部(图中左端部151)的角部154的接触部位，形成有在封闭密闭部件19的厚度方向上以规定的深度切开的切口部196。封闭密闭部件19中，利用切口部196，在与密闭部件15的接触部形成有阶差部197。以密闭部件15的左端部151的角部154无间隙地嵌入这样形成阶差部197的切口部196的方式，封闭密闭部件19与密闭部件15紧密接合。
切口部196的沿着封闭密闭部件19的长边方向的尺寸(深度)小于密闭部件15的厚度尺寸。因此，如图所示，密闭部件15的长边方向外侧缘(图中下端缘155)位于外侧(图中下侧)而不与封闭密闭部件19的下端部191对齐。
关于封闭密闭部件19的上端部194侧，也与下端部191侧相同，在封闭密闭部件19的上端部194形成有切口部198。利用切口部198在与密闭部件13的接触部形成有阶差部199。以密闭部件13的左端部131的角部134无间隙地嵌入这样形成阶差部199的切口部198，封闭密闭部件19与密闭部件13紧密接合。
形成于封闭密闭部件19的下端部191侧的切口部196与阶差部197形成相互正交的矩形的面。图4及图5中的封闭密闭部件19与密闭部件15的接合部中，在形成这样相互正交的矩形的面的封闭密闭部件19侧的接合面(切口部196与阶差部197)与密闭部件15侧的对应面接触的状态下，该接触的两部件利用热熔接而接合。因此，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
而且，形成于封闭密闭部件19的上端部194侧的切口部198与阶差部199形成相互正交的矩形的面。因此，和密闭部件15与封闭密闭部件19的接合部同样地，在形成相互正交的矩形的面的封闭密闭部件19侧的接合面(切口部198与阶差部199)与密闭部件13侧的对应面接触的状态下，该接触的两部件利用热熔接而接合。因此，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
本发明的固体蓄电装置中，前述四个密闭部件13、14、15、16之中的至少一个密闭部件，可获得具有从形成密闭框17的密闭部件主体部的上端外缘侧向上方延出的片状部件的形态。图6中示出具有此种片状部件的密闭部件的一例。
图6是表示作为本发明实施方式的固体蓄电装置的密闭框17的结构的一例的分解示意图。图6中，示意性地描绘出构成密闭框17的三方密闭部件18(其中的密闭部件15)与封闭密闭部件19的接合部周围的结构的一例。密闭部件15具有从形成密闭框17的构成要素即密闭部件主体部150的上端外缘侧向上方延出的片状部件150a、及从密闭部件主体部150的下端外缘侧向下方延出的片状部件150b。这里，上方是指固体电池层叠体1的层叠方向上的上方，下方是指固体电池层叠体1的层叠方向上的下方。密闭部件15中的密闭部件主体部150及片状部件150a、150b是由PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯)构成，且相连为一体。片状部件150a、150b薄到因自重而向密闭框17的内侧挠曲的程度。如果从不同观点来看，则作为本发明实施方式的固体蓄电装置中，片状部件150a、150b配置于固体电池层叠体1的负极侧。
前述片状部件150a可设置于封闭密闭部件19的上端外缘侧，片状部件150b可设置于封闭密闭部件19的下端外缘侧。
前述片状部件150a及150b的上方方向及下方方向的长度，优选比固体电解质层20的厚度与密闭部件的短边方向的宽度相加所获得的长度短，更优选比固体电解质层20的厚度短。
图6的例子中的密闭部件15与封闭密闭部件19的接合部成为如下形态，即，形成于密闭部件15侧与封闭密闭部件19侧双方的切口部(阶差部)彼此接合。也就是，在密闭部件15侧，利用如图3的例子中的形状的切口部152a形成阶差部153a。在封闭密闭部件19侧，也利用如图3的例子中的形状的切口部196a形成阶差部197a。图6中的前述接合部中，在密闭部件15侧与封闭密闭部件19侧的双方各设置有1阶的阶差部153a及197a以抵接于对方的切口部196a及152a的形态进行该接合部处的接合。
形成于密闭部件15侧的切口部152a与阶差部153a形成相互正交的矩形的面。而且，形成于封闭密闭部件19侧的切口部196a与阶差部197a形成相互正交的矩形的面。图6中的前述接合部中，在这样形成相互正交的矩形的面的密闭部件15侧的接合面(切口部152a与阶差部153)与封闭密闭部件19侧的接合面(切口部196a与阶差部197a)接触的状态下，该接触的两部件利用热熔接而接合。因此，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
图7是表示三方密闭部件的一个密闭部件与封闭密闭部件的接合部周围的结构的另一例的示意图。图6的例子中的密闭部件15与封闭密闭部件19双方的接合部中，双方各设置有1阶的阶差部153a及197a以抵接于对方的切口部196a及152a的形式进行该接合部处的接合。与此相对，图7的接合部中，在封闭密闭部件19侧形成有2阶的阶差部197b、197c。阶差部197b作为相对于切口部196b的阶差形成，阶差部197c作为相对于切口部196c的阶差形成。与封闭密闭部件19侧的2阶的阶差部197b、197c接合的虚线图示的密闭部件15侧的阶差部153a是图6的例子中的1阶的阶差部。
形成于封闭密闭部件19侧的2阶的阶差部197b、197c均与对应的切口部196b、196c形成相互正交的矩形的面。因此，与参照图2至图4说明的接合部同样地，比起使无阶差的平坦的面彼此接触的情况，接触面积增大，在更大的范围内形成牢固的热熔接部，因此密闭性优异。
构成前述密闭框17的三方密闭部件18及封闭密闭部件19在部件的上表面及下表面，利用热熔接与固体电解质层20接合。这里，上表面是固体电池层叠体1的层叠方向的上方的面，下表面是固体电池层叠体1的层叠方向的下方的面。
图2至图7中的接合部中，三方密闭部件中的一个密闭部件与封闭密闭部件具有由热熔接达成的接合结构。因此，由对振动等的耐受力高且具有该接合结构的固体电池层叠体1形成的固体蓄电装置非常适合用作电动汽车等移动体中的电能源。
图8是表示图6的密闭部件15中的片状部件150a及150b热熔接于固体电解质层20的侧面的情况的图。片状部件150a是由PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯)构成的薄的片状体，能够利用热熔接而接合于配置在上方的固体电解质层20的侧面。
片状部件150b是由PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯)构成的薄的片状体，能够利用热熔接而接合于配置在下方的固体电解质层20的侧面。
关于图9及图10，已在图1中一起参照这些图对固体电池层叠体1进行了说明。已述说明中，为了方便起见，以如下主旨进了说明，即，正极组件30层叠在负极组件10的下方，以此方式负极组件10与正极组件30交替地层叠多个。然而，前述说明并非旨在规定负极与正极的层叠顺序。负极组件10可层叠在正极组件30的下方，且该形态下的交替的层叠体可层叠有多个。而且，也可将由固体电解质夹着正极并密封所获得的部分与负极层叠。而且，也能够层叠将负极与固体电解质、固体电解质与负极按照前述顺序重叠并密封所获得的部分。另外，应用了层叠体的最下表面与最上表面的结构不同于在中间层叠的周期结构的工艺。
接下来，关于本发明实施方式的固体蓄电装置的作用效果，将在与比较例的固体蓄电装置的对比中进行说明。
图11是表示构成作为针对本发明实施方式的比较例的固体蓄电装置的负极组件的一例的俯视图。而且，图12是图11的部分放大图。图11及图12中，对与图2及图3的对应部附上相同的符号。
图11及图12中，封闭密闭部件19的下端部191及上端部194分别形成平坦的面。封闭密闭部件19的下端部191的平坦的面抵接于密闭部件15的左端部151附近侧面的平坦的面。同样地，封闭密闭部件19的上端部194的平坦的面抵接于密闭部件13的左端部131附近侧面的平坦的面。在这些抵接的部位，封闭密闭部件19与密闭部件15及密闭部件13接合。由于接合面平坦，因此如图2及图3所示，接合的两部件的接触面积比利用切口部152、132形成阶差部153、133的情况少。换句话说，图2及图3的实施方式中，利用接合面中的阶差部153、133而增加了接触面积，且与比较例相比，确保了充分的密闭能力。这一点在作为本发明实施方式的图2至图7中的任一接合部也相同。
根据本实施方式的固体蓄电装置，实现以下的效果。
(1)的固体蓄电装置中，在三方密闭部件18与封闭密闭部件19这两部件的至少一方，在两部件的接触部形成有阶差部153。利用该阶差部153将三方密闭部件18与封闭密闭部件19接合，由此，充分确保了接合部分处的接触面积，因此密闭框内的密闭性提高。
(2)的固体蓄电装置中，阶差部153由切口部152与阶差部153所构成，该切口部152是形成于三方密闭部件18与封闭密闭部件19这两部件的至少一方的相互正交的接触面，因此利用该阶差部153将三方密闭部件18与封闭密闭部件19以面密接的方式接合，由此，密闭部件的接合部中的密闭性提高。
(3)的固体蓄电装置中，在尤其要求密闭性相关性能的固体电池层叠体1的负极侧，利用阶差部153确保了充分的密闭性。
(4)的固体蓄电装置中，将在固体电池层叠体1的层叠方向延长设置的片状部件150a及150b沿着固体电解质层20的上表面，使片状部件150b沿着固体电解质层20的下表面粘贴的方式使用，从而负极组件内的密闭性提高。
(5)的固体蓄电装置中，三方密闭部件18与封闭密闭部件19，在接触状态下利用热熔接而接合，从而负极组件内的密闭性提高。
(6)的固体蓄电装置中，利用将电解质与正极或负极中的一方一体化，仅利用重叠便能够制造固体蓄电池，因此制造变得容易。
(7)的固体蓄电装置中，即使应用于要求对振动的耐受力的移动体，也可获得充分的耐久性。
(8)的固体蓄电装置的制造方法中，由于利用热熔接使三方密闭部件18与封闭密闭部件19结合，因此密闭框17内的密闭性提高。
以上，已对本发明一实施方式进行了说明，但本发明不限于此。在本发明的主旨的范围内，可适当地变更细节的构成。例如，前述例子中，设置为将片状部件150a从作为密闭框17的构成要素的该密闭部件主体部150的上端外缘侧向上方延出的形态，但也可将作为与密闭部件15(密闭部件主体部150)相同材料的PP或PE的片状体配置在片状部件150a所配置的部位来进行热熔接。
附图标记
1 固体电池层叠体
10 负极组件
11 负极活性物质层
12 负极集电体层
13、14、15、16 密闭部件
17 密闭框
18 三方密闭部件
19 封闭密闭部件
20 固体电解质层
30 正极组件
31 正极活性物质层
32 正极集电体层
150 密闭部件主体部
150a 片状部件
152 切口部
153 阶差部
Claims (7)
1.一种固体蓄电装置，其具有交替地层叠有正极组件与负极组件且层叠方向的投影形状呈大致方形的固体电池层叠体，所述正极组件在面对面的两个固体电解质层之间配置有正极活性物质层且正极集电体层与前述正极活性物质层相接而配置，所述负极组件配置有负极活性物质层且负极集电体层与前述负极活性物质层相接而配置；
前述正极组件和前述负极组件分别设置有密闭框，所述密闭框由沿着方形外周的各边延伸的四个密闭部件包围而密闭内部；
前述密闭框，具有沿着前述外周的三边的密闭部件相连而成的三方密闭部件与
以将前述三方密闭部件的开放侧封闭的方式配置的封闭密闭部件；
并且，由形成于前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件双方的切口部所构成的阶差部在接合形态的接合部处彼此接合，
其中，在前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件中的至少任一个密闭部件设置有从构成前述密闭框的一部分的密闭部件主体部相连为一体而向前述固体电池层叠体的层叠方向延长的片状部件。
2.根据权利要求1所述的固体蓄电装置，其中，前述接合部形成由切口部与阶差部所构成的至少1阶的阶状部，所述切口部是形成于前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件这两部件的至少一方的相互正交的接触面。
3.根据权利要求1所述的固体蓄电装置，其中，具有前述阶差部的密闭部件被配置于前述固体电池层叠体的负极侧。
4.根据权利要求1所述的固体蓄电装置，其中，前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件构成为两部件的接触部在接触状态下可利用热熔接而接合。
5.根据权利要求1所述的固体蓄电装置，其中，在前述正极组件与前述负极组件的至少一方中密闭有电解液。
6.根据权利要求1所述的固体蓄电装置，其中，构成为适合于规定的移动体。
7.一种固体蓄电装置的制造方法，其利用热熔接使前述三方密闭部件与前述封闭密闭部件结合而制造根据权利要求1所述的固体蓄电装置。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062081A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 双極型二次電池 |
| CN102422476A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-04-18 | 日产自动车株式会社 | 双极型二次电池 |
| CN108140759A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-06-08 | 株式会社Lg化学 | 带有增加的压力和热量施加面积的用于电池壳体的密封设备 |
| CN108336256A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 丰田自动车株式会社 | 全固体电池 |
| WO2019031087A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
| CN109792070A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-21 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4622294B2 (ja) | 2004-04-23 | 2011-02-02 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両 |
| JP2013187087A (ja) | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Toyota Motor Corp | 密閉型電池の封缶溶接方法 |
| US9070950B2 (en) * | 2012-03-26 | 2015-06-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage element, manufacturing method thereof, and power storage device |
| JP2015092456A (ja) | 2013-10-01 | 2015-05-14 | 住友電気工業株式会社 | 密閉型蓄電デバイスおよびその製造方法 |
| KR101776885B1 (ko) | 2014-09-25 | 2017-09-08 | 주식회사 엘지화학 | 둘 이상의 케이스 부재들을 포함하는 각형 전지셀 |
| EP3273522B1 (en) | 2015-03-19 | 2020-04-29 | NGK Insulators, Ltd. | Battery and assembly method therefor |
| JP6729716B2 (ja) | 2016-11-08 | 2020-07-22 | 株式会社村田製作所 | 固体電池、固体電池の製造方法、電池パック、車両、蓄電システム、電動工具及び電子機器 |
| JP7070052B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池 |
-
2020
- 2020-03-13 JP JP2020044224A patent/JP7328167B2/ja active Active
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062081A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 双極型二次電池 |
| CN102422476A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-04-18 | 日产自动车株式会社 | 双极型二次电池 |
| CN108140759A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-06-08 | 株式会社Lg化学 | 带有增加的压力和热量施加面积的用于电池壳体的密封设备 |
| CN109792070A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-21 | 株式会社丰田自动织机 | 蓄电装置和蓄电装置的制造方法 |
| CN108336256A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 丰田自动车株式会社 | 全固体电池 |
| WO2019031087A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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