CN117256063A - 电池 - Google Patents

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CN117256063A
CN117256063A CN202280032123.6A CN202280032123A CN117256063A CN 117256063 A CN117256063 A CN 117256063A CN 202280032123 A CN202280032123 A CN 202280032123A CN 117256063 A CN117256063 A CN 117256063A
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collector
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河濑觉
本田和义
平野浩一
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Abstract

电池(1)具备:发电元件(10),具有多个电池单体(100),多个电池单体(100)分别包括电极层(110)、对电极层(120)以及位于电极层(110)与对电极层(120)之间的固体电解质层(130),多个电池单体(100)层叠;电极绝缘层(21),在发电元件(10)的侧面(11)上,覆盖电极层(110);以及对电极端子(31),覆盖侧面(11)以及电极绝缘层(21),并与对电极层(120)电连接。多个电池单体(100)的至少一部分并联连接。电极绝缘层(21)在侧面(11)上,沿着发电元件(10)的层叠方向从电极层(110)覆盖到对电极层(120)的一部分。

Description

电池
技术领域
本公开涉及电池。
背景技术
以往,已知有将多个电池单体彼此并联连接而成的电池(例如,参照专利文献1和2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/020699号
专利文献2:日本特开2013-120717号公报
发明内容
发明要解决的问题
相对于以往的电池,要求电池特性的进一步提高。
因此,本公开提供了一种高性能的电池。
用于解决问题的手段
本公开的一个方式的电池具备:发电元件,具有多个电池单体,所述多个电池单体分别包括电极层、对电极层以及位于所述电极层与所述对电极层之间的固体电解质层,所述多个电池单体层叠;第一绝缘构件,在所述发电元件的第一侧面上,覆盖所述电极层;以及第一端子电极,覆盖所述第一侧面及所述第一绝缘构件,并与所述对电极层电连接。所述多个电池单体的至少一部分并联连接。所述第一绝缘构件在所述第一侧面上,沿着所述发电元件的层叠方向从所述电极层覆盖到所述对电极层的一部分。
发明的效果
根据本公开,能够提供高性能的电池。
附图说明
图1是表示实施方式的电池的截面结构的剖视图。
图2是实施方式的电池的发电元件的俯视图。
图3A是实施方式的发电元件所包含的电池单体的一例的剖视图。
图3B是实施方式的发电元件所包含的电池单体的另一例的剖视图。
图3C是实施方式的发电元件所包含的电池单体的另一例的剖视图。
图4是实施方式的发电元件的剖视图。
图5是表示实施方式的发电元件的第一侧面与设置于该第一侧面的电极绝缘层及对电极端子的位置关系的侧视图。
图6是表示实施方式的发电元件的第二侧面与设置于该第二侧面的对电极绝缘层及电极端子的位置关系的侧视图。
图7是具备实施方式的电池的硬币型电池的剖视图。
图8是具备实施方式的电池的层压型电池的剖视图。
图9是表示变形例1的电池的截面结构的剖视图。
图10是表示变形例2的电池的截面结构的剖视图。
图11A是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11B是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11C是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11D是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11E是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11F是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11G是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
图11H是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
具体实施方式
(本公开的概述)
本公开的一个方式的电池具备:发电元件,具有多个电池单体,所述多个电池单体分别包括电极层、对电极层以及位于所述电极层与所述对电极层之间的固体电解质层,所述多个电池单体层叠;第一绝缘构件,在所述发电元件的第一侧面上,覆盖所述电极层;以及第一端子电极,覆盖所述第一侧面及所述第一绝缘构件,并与所述对电极层电连接。所述多个电池单体的至少一部分并联连接。所述第一绝缘构件在所述第一侧面上,沿着所述发电元件的层叠方向从所述电极层覆盖到所述对电极层的一部分。
由此,能够实现高性能的电池。例如,由于第一绝缘构件在第一侧面上覆盖电极层,因此能够抑制隔着第一端子电极的对电极层与电极层发生短路。另外,由于第一绝缘构件覆盖到对电极层的一部分,因此能够充分地抑制电极层未被第一绝缘构件覆盖而露出的情况。另外,由于第一绝缘构件相对于发电元件的密接性增加,因此能够抑制第一绝缘构件的脱离,从而能够提高电池的可靠性。这样,由于能够提高电池的可靠性,因此能够实现高性能的电池。此外,例如,通过配置中间层,还能够使中间层具有规定的功能。
此外,例如,所述对电极层也可以具有对电极集电体以及位于所述对电极集电体与所述固体电解质层之间的对电极活性物质层。所述第一绝缘构件也可以从所述电极层覆盖到所述对电极活性物质层的至少一部分,不覆盖所述对电极集电体。
由此,对电极活性物质层一般由粉体状的材料形成,因此在其端面存在非常细微的凹凸。因此,第一绝缘构件的密接强度提高,绝缘可靠性提高。此外,由于对电极集电体的露出,因此能够充分地确保第一端子电极与对电极集电体的电连接。
另外,例如,所述对电极集电体的厚度也可以为20μm以下。
由此,能够实现能量密度的提高、输出密度的提高以及材料成本的降低等。
另外,例如,本公开的一个方式的电池也可以还具备配置在所述发电元件的第一主面上的外侧对电极集电体。所述外侧对电极集电体也可以具有从所述第一主面向外方延伸设置的第一延伸设置部,所述第一延伸设置部与所述第一端子电极连接。
由此,由于设置了外侧对电极集电体,因此能够利用为向外部的取出电极。例如,由于能够确保外侧对电极集电体的主面较大,因此能够连接较大的外部端子,能够增大接触面积而实现连接电阻的降低。因此,能够提高电池的大电流特性。
另外,例如,本公开的一个方式的电池也可以还具备位于所述外侧对电极集电体与所述第一主面之间的绝缘层。
由此,在电极层的一部分构成第一主面的情况下,能够抑制外侧对电极集电体与电极层的接触。即,能够抑制对电极层与电极层隔着外侧对电极集电体发生短路,从而可以提高电池的可靠性。
另外,例如,也可以是,在平面视中,所述电极层、所述对电极层以及所述固体电解质层各自的轮廓一致。
由此,由于在平面视下各层均未突出,因此能够抑制发生因锂枝晶的产生而导致的短路。另外,通过平面视时各层具有相同的面积,能够增大电池单体的有效面积,因此能够增大电池容量。
另外,例如,本公开的一个方式的电池也可以还具备:第二绝缘构件,在所述发电元件的第二侧面上,覆盖所述对电极层;以及第二端子电极,覆盖所述第二侧面以及所述第二绝缘构件,并与所述电极层电连接。所述第二绝缘构件也可以在所述第二侧面上,沿着所述发电元件的层叠方向从所述对电极层覆盖到所述电极层的一部分。
由此,能够实现更高性能的电池。例如,由于第二绝缘构件在第二侧面上覆盖对电极层,因此能够抑制对电极层与电极层隔着第二端子电极发生短路。此外,由于第二绝缘构件覆盖到电极层的一部分,因此能够充分地抑制对电极层不被第二绝缘构件覆盖而露出的情况。另外,由于第二绝缘构件相对于发电元件的密接性增加,因此能够抑制第二绝缘构件的脱离,能够进一步提高电池的可靠性。
另外,例如,所述电极层也可以具有电极集电体以及位于所述电极集电体与所述固体电解质层之间的电极活性物质层。所述第二绝缘构件也可以从所述对电极层覆盖到所述电极活性物质层的至少一部分,不覆盖所述电极集电体。
由此,电极活性物质层一般由粉体状的材料形成,因此在其端面存在非常细微的凹凸。因此,第二绝缘构件的密接强度提高,绝缘可靠性提高。此外,由于电极集电体的露出,因此能够充分地确保第二端子电极与电极集电体的电连接。
另外,例如,所述电极集电体的厚度也可以为20μm以下。
由此,能够实现能量密度的提高、输出密度的提高以及材料成本的降低等。
此外,例如,本公开的一个方式的电池也可以还具备配置在所述发电元件的第二主面上的外侧电极集电体。所述外侧电极集电体也可以具有从所述第二主面向外方延伸设置的第二延伸设置部,所述第二延伸设置部连接于所述第二端子电极。
由此,由于设置了外侧电极集电体,因此能够利用为向外部的取出电极。例如,由于能够确保外侧电极集电体的主面较大,因此能够连接较大的外部端子,能够增大接触面积而实现连接电阻的降低。因此,能够提高电池的大电流特性。
此外,例如,所述多个电池单体也可以全部并联连接。
由此,通过将全部的电池单体并联电连接,能够抑制因各电池单体的容量偏差而引起特定的电池单体过充电或过放电。因此,能够进一步提高电池的可靠性。
另外,例如,所述多个电池单体的一部分也可以串联连接。
由此,能够实现适于所请求的容量和电压的电池。
此外,例如,所述固体电解质层也可以包含具有锂离子传导性的固体电解质。
此外,例如,所述发电元件的形状也可以为圆柱形状,所述第一侧面和所述第二侧面分别是圆柱侧面的互不相同的部分。例如,所述电池也可以构成硬币型电池。
由此,在硬币型电池中,能够将多个电池单体并联连接,因此能够实现硬币型电池的大容量化。
另外,例如,所述电池也可以由层压膜密封。
由此,能够实现高性能的层压型电池。
在下文中,参照附图对实施方式进行具体说明。
另外,以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例,并非旨在限定本公开。另外,关于以下的实施方式中的构成要素中的、独立技术方案中未记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。
另外,各图是示意图,并不一定是严密地图示的图。因此,例如,在各图中比例尺等未必一致。另外,在各图中,对于实质上相同的结构标注相同的附图标记,省略或简化重复的说明。
此外,在本说明书中,平行或正交等表示要素间的关系性的术语、矩形或长方体等表示要素的形状的术语、以及数值范围不是仅表示严格的意思的表现,而是意味着也包括实质上同等的范围、例如百分之几左右的差异的表现。
另外,在本说明书和附图中,x轴、y轴和z轴表示三维直角坐标系的三轴。x轴和y轴分别与平行于发电元件的主面的方向一致。z轴与发电元件所包含的多个电池单体的层叠方向一致。
另外,在本说明书中,“层叠方向”与集电体和活性物质层的主面法线方向一致。另外,在本说明书中,所谓“平面视”,在单独使用的情况等下,只要没有特别说明,是指从与发电元件的主面垂直的方向观察时的情况。此外,如“第一侧面的平面视”等那样,记载为“某个面的平面视”的情况是指从正面观察该“某个面”时的情况
另外,在本说明书中,“上方”以及“下方”这样的术语不是指绝对的空间识别中的上方向(铅垂上方)以及下方向(铅垂下方),而是作为基于层叠结构中的层叠顺序由相对的位置关系规定的术语来使用。另外,“上方”以及“下方”之类的术语不仅应用于两个构成要素彼此隔开间隔地配置而在两个构成要素之间存在另一构成要素的情况,也应用于两个构成要素彼此密接地配置而两个构成要素相接的情况。在以下的说明中,将z轴的负侧设为“下方”或“下侧”,将z轴的正侧设为“上方”或“上侧”。
另外,在本说明书中,除非另有说明,“第一”、“第二”等序数词并不意味着构成要素的数量或顺序,而是用于区分构成要素以避免同种构成要素的混淆。
(实施方式)
在下文中,对实施方式的电池的结构进行说明。
图1是表示本实施方式的电池1的截面结构的剖视图。图2是本实施方式的电池1的俯视图。另外,图1表示图2的I-I线的截面。另外,在图2中,为了容易理解各构件的对应关系,标注了与图1的截面所示的各层的阴影线相同的阴影线。
如图2所示,电池1的平面视形状为大致圆形。即,电池1的形状是扁平的大致圆柱体。在此,扁平是指厚度(即,z轴方向的长度)比主面的最大宽度短。关于详情将后述,电池1利用为硬币型电池。另外,电池1的平面视形状可以是矩形、正方形、六边形或八边形等多边形,也可以是椭圆形等。另外,在图1等的剖视图中,为了容易理解发电元件10的层结构,夸张地图示了各层的厚度。
如图1所示,电池1具备发电元件10、电极绝缘层21、对电极绝缘层22、对电极端子31、电极端子32、外侧对电极集电体41、外侧电极集电体42以及绝缘层50。电池1例如是全固体电池。
[1.发电元件]
首先,对发电元件10的具体结构进行说明。
如图1所示,发电元件10包括侧面11和12以及主面15和16。在本实施方式中,主面15和16都是平坦面。
侧面11是第一侧面的一例。侧面12是第二侧面的一例。在本实施方式中,发电元件10的形状是扁平的圆柱体。因此,侧面11和12是圆柱侧面的互不相同的部分,是彼此背向的部分。例如,在平面视时,侧面12位于将侧面11的任意的点与主面15的中心连结的直线上。
主面15是第一主面的一例。主面16是第二主面的一例。主面15和16彼此背向并且彼此平行。主面15是发电元件10的最上表面。主面16是发电元件10的最下表面。
如图1所示,发电元件10具有多个电池单体100。电池单体100是最小结构的电池,也被称为单位单体。多个电池单体100并联电连接而层叠。在本实施方式中,发电元件10所具有的全部电池单体100并联电连接。在图1所示的例子中,发电元件10所具有的电池单体100的个数为6个,但不限于此。例如,发电元件10所具有的电池单体100的个数可以是两个或4个等偶数个,也可以是3个或5个等奇数个。
多个电池单体100分别包括电极层110、对电极层120和固体电解质层130。电极层110具有电极集电体111和电极活性物质层112。对电极层120具有对电极集电体121和对电极活性物质层122。在多个电池单体100的每一个中,电极集电体111、电极活性物质层112、固体电解质层130、对电极活性物质层122以及对电极集电体121依次沿着z轴层叠。
此外,电极层110是电池单体100的正极层和负极层中的一个。对电极层120是电池单体100的正极层和负极层中的另一个。在下文中,将电极层110是负极层并且对电极层120是正极层的情况作为一例进行说明。
多个电池单体100的结构彼此实质上相同。在相邻的两个电池单体100中,构成电池单体100的各层的排列顺序相反。即,一边将构成电池单体100的各层的排列顺序交替调换,一边沿z轴将多个电池单体100排列层叠。在本实施方式中,电池单体100的个数为偶数个,因此,发电元件10的最下层和最上层分别成为同极性的集电体。
以下,使用图3A进行电池单体100的各层的说明。图3A是本实施方式的发电元件10所包含的电池单体100的剖视图。
电极集电体111和对电极集电体121分别是具有导电性的箔状、板状或网眼状的构件。电极集电体111和对电极集电体121可以例如分别是具有导电性的薄膜。作为构成电极集电体111和对电极集电体121的材料,例如可使用不锈钢(SUS)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)等金属。电极集电体111和对电极集电体121也可以使用不同的材料形成。
电极集电体111和对电极集电体121各自的厚度例如为5μm以上且100μm以下,但不限于此。电极集电体111和对电极集电体121各自的厚度可以在20μm以下。通过使集电体的厚度为20μm以下,能够实现能量密度的提高、输出密度的提高、以及材料成本的降低等。在本实施方式中,由于单个电池单体100并联连接并层叠,因此即使增加并联连接数,也能够将发电元件10的厚度保持得较小,有助于能量密度的提高。当并联连接数增加时,集电体的片数也增加,因此,减小集电体的厚度对于抑制发电元件10的厚度的增大是有用的。
电极活性物质层112与电极集电体111的主面接触。另外,电极集电体111也可以包括设置在与电极活性物质层112相接的部分的、作为包含导电材料的层的集电体层。对电极活性物质层122与对电极集电体121的主面接触。另外,对电极集电体121也可以包括设置在与对电极活性物质层122相接的部分的、作为包含导电材料的层的集电体层。
电极活性物质层112配置在电极集电体111的对电极层120侧的主面。电极活性物质层112例如包含负极活性物质作为电极材料。电极活性物质层112与对电极活性物质层122相对配置。
作为电极活性物质层112所含有的负极活性物质,例如可使用石墨、金属锂等负极活性物质。作为负极活性物质的材料,可使用能够脱离和插入锂(Li)或镁(Mg)等离子的各种材料。
另外,作为电极活性物质层112的含有材料,例如也可以使用无机类固体电解质等固体电解质。作为无机类固体电解质,例如可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,例如可使用硫化锂(Li2S)和五硫化二磷(P2S5)的混合物。另外,作为电极活性物质层112的含有材料,例如可使用乙炔黑等导电材料、或例如聚偏氟乙烯等粘结用粘合剂等。
通过将电极活性物质层112的含有材料与溶剂一起糅合而成的糊状的涂料涂敷在电极集电体111的主面上并使其干燥,来制作电极活性物质层112。为了提高电极活性物质层112的密度,也可以在干燥后对包含电极活性物质层112和电极集电体111的电极层110(也称为电极板)进行冲压。电极活性物质层112的厚度例如为5μm以上且300μm以下,但不限于此。
对电极活性物质层122配置在对电极集电体121的电极层110侧的主面上。对电极活性物质层122是例如包含活性物质等正极材料的层。正极材料是构成负极材料的对电极的材料。对电极活性物质层122例如包含正极活性物质。
作为对电极活性物质层122中含有的正极活性物质,例如可使用钴酸锂复合氧化物(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,可使用能够脱离和插入Li或Mg等离子的各种材料。
此外,作为对电极活性物质层122的含有材料,例如也可以使用无机类固体电解质等固体电解质。作为无机类固体电解质,可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,例如可使用Li2S和P2S5的混合物。正极活性物质的表面可以用固体电解质涂布。另外,作为对电极活性物质层122的含有材料,例如可以使用乙炔黑等导电材料、或聚偏氟乙烯等粘接用粘合剂等。
通过将对电极活性物质层122的含有材料与溶剂一起糅合而成的糊状的涂料涂敷在对电极集电体121的主面上并使其干燥,来制作对电极活性物质层122。为了提高对电极活性物质层122的密度,也可以在干燥后对包含对电极活性物质层122和对电极集电体121的对电极层120(也称为对电极板)进行冲压。对电极活性物质层122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配置在电极活性物质层112与对电极活性物质层122之间。固体电解质层130分别与电极活性物质层112和对电极活性物质层122相接。固体电解质层130是包含电解质材料的层。作为电解质材料,可使用一般公知的电池用的电解质。固体电解质层130的厚度可以是5μm以上且300μm以下,或者也可以是5μm以上且100μm以下。
固体电解质层130包含固体电解质。作为固体电解质,例如可使用无机类固体电解质等固体电解质。作为无机类固体电解质,可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,例如可使用Li2S和P2S5的混合物。此外,除了电解质材料之外,固体电解质层130还可以含有例如聚偏氟乙烯等粘结用粘合剂等。
在本实施方式中,电极活性物质层112、对电极活性物质层122、固体电解质层130维持为平行平板状。由此,能够抑制发生由弯曲引起的破裂或崩落。另外,也可以使电极活性物质层112、对电极活性物质层122、固体电解质层130一起平滑地弯曲。
此外,在本实施方式中,对电极集电体121的侧面11侧的端面与电极层110的侧面11侧的端面在从z轴方向观察的情况下一致。具体而言,对电极集电体121的侧面11侧的端面与电极集电体111的侧面11侧的端面在从z轴方向观察的情况下一致。在对电极集电体121和电极集电体111各自的侧面12侧的端面上也是同样的。
更具体地说,在电池单体100中,电极集电体111、电极活性物质层112、固体电解质层130、对电极活性物质层122以及对电极集电体121各自的形状和大小相同,并且各自的轮廓一致。即,电池单体100的形状是圆柱状的平板形状。
如图1所示,在本实施方式中,在相邻的两个电池单体100中共享集电体。例如,最下层的电池单体100和其上方的一个电池单体100共享电极集电体111。
具体地说,如图1所示,在多个电池单体100中,彼此相邻的两个电极层110共享彼此的电极集电体111。在共享的电极集电体111的主面的两面上设置有电极活性物质层112。另外,彼此相邻的两个对电极层120共享彼此的对电极集电体121。在共享的对电极集电体121的主面的两面上设置有对电极活性物质层122。
这样的电池1不仅可以通过将图3A所示的电池单体100组合层叠而形成,还可以通过将图3B和图3C所示的电池单体100B和100C组合层叠而形成。此外,在此,将图3A所示的电池单体100作为电池单体100A进行说明。
图3B所示的电池单体100B具有从图3A所示的电池单体100A中除去了对电极集电体121的结构。即,电池单体100B的对电极层120B仅由对电极活性物质层122构成。
图3C所示的电池单体100C具有从图3A所示的电池单体100A除去了电极集电体111的结构。即,电池单体100C的电极层110C仅由电极活性物质层112构成。
图4是表示本实施方式的发电元件10的截面图。图4是仅提取出图1的发电元件10的图。如图4所示,在最下层配置电池单体100A,朝向上方交替地层叠电池单体100B和100C。此时,电池单体100B以与图3B所图示的方向上下相反地层叠。由此,形成发电元件10。
另外,形成发电元件10的方法并不限定于此。例如,也可以将电池单体100A配置在最上层。或者,也可以将电池单体100A配置在与最上层和最下层中的任一个均不同的位置。另外,也可以使用多个电池单体100A。另外,也可以通过对1片集电体进行两面涂敷,构成共享集电体的两个电池单体100的单元。关于制造方法的具体例,在后面进行说明。
如上所述,在本实施方式的发电元件10中,全部的电池单体100并联连接,不包括串联连接的电池单体。因此,在电池1的充放电时,不易发生由电池单体100的容量偏差等引起的充放电状态的不均匀。因此,能够大幅减小多个电池单体100的一部分成为过充电或过放电的可能性,能够提高电池1的可靠性。
[2.绝缘层]
接着,说明电极绝缘层21和对电极绝缘层22。
电极绝缘层21是第一绝缘构件的一例,如图1所示,在侧面11上覆盖电极层110。具体而言,电极绝缘层21在侧面11上完全覆盖电极集电体111和电极活性物质层112。
图5是表示本实施方式的发电元件10的侧面11与设置在侧面11上的电极绝缘层21及对电极端子31的位置关系的侧视图。图5示意性地图示了发电元件10的圆柱侧面的x轴负侧的一半。另外,在图5中,对于侧面11上所示的各层的端面,标注了与图1的截面所示的各层的阴影线相同的阴影线。这对于后述的图6也是同样的。
图5的(a)是发电元件10的侧视图,并且是从正面观察侧面11的平面图。图5的(b)表示图5的(a)的侧面11和设置在侧面11上的电极绝缘层21。即,图5的(b)是透视对电极端子31而从x轴的负侧观察图1的电池1时的侧视图。另外,图5的(c)是x轴负侧的电池1的侧视图,省略了外侧对电极集电体41、外侧电极集电体42以及绝缘层50的图示。
如图5的(b)所示,电极绝缘层21在侧面11覆盖多个电池单体100的各个电极层110。电极绝缘层21不覆盖多个电池单体100各自的对电极层120的至少一部分。因此,电极绝缘层21在侧面11的平面视中具有条纹形状。
此时,电极绝缘层21连续地覆盖相邻的两个电池单体100的电极层110。具体而言,电极绝缘层21从相邻的两个电池单体100中的一个电池单体的对电极层120的一部分连续地覆盖到相邻的两个电池单体100中的另一个电池单体的对电极层120的一部分。
这样,电极绝缘层21在侧面11上覆盖对电极层120的一部分和固体电解质层130。具体地,在对侧面11进行平面视的情况下,电极绝缘层21的轮廓与对电极层120的对电极活性物质层122重叠。由此,即使由于电极绝缘层21的制造偏差而宽度(z轴方向的长度)变动,使电极层110露出的可能性也变低。因此,能够抑制电极层110和对电极层120经由以覆盖电极绝缘层21的方式形成的对电极端子31发生短路。另外,由粉体状的材料形成的对电极活性物质层122的端面存在非常细微的凹凸。因此,通过电极绝缘层21进入该凹凸,电极绝缘层21的密接强度提高,绝缘可靠性提高。另外,电极绝缘层21可以覆盖整个对电极活性物质层122。即,电极绝缘层21的轮廓也可以与对电极活性物质层122和对电极集电体121之间的边界重叠。
如图5的(b)所示,电极绝缘层21在条纹形状的部分的y轴方向上的两端部处沿着z轴方向延伸设置。即,电极绝缘层21的形状在侧面11的平面视中是梯子形状。
对电极绝缘层22是第二绝缘构件的一例,如图1所示,在侧面12上覆盖对电极层120。具体而言,对电极绝缘层22在侧面12上完全覆盖对电极集电体121和对电极活性物质层122。
图6是表示本实施方式的发电元件10的侧面12与设置在侧面12上的对电极绝缘层22的位置关系的侧视图。图6示意性地图示了发电元件10的圆柱侧面的x轴正侧的一半。图6的(a)是发电元件10的侧视图,并且是从正面观察侧面12的平面图。图6的(b)表示图6的(a)的侧面12和设置在侧面12上的对电极绝缘层22。即,图6的(b)是透视电极端子32而从x轴的正侧观察图1的电池1时的侧视图。另外,图6的(c)是x轴正侧的电池1的侧视图,省略了外侧对电极集电体41、外侧电极集电体42以及绝缘层50的图示。
如图6的(b)所示,对电极绝缘层22在侧面12上覆盖多个电池单体100各自的对电极层120。对电极绝缘层22不覆盖多个电池单体100各自的电极层110的至少一部分。因此,对电极绝缘层22在侧面12的平面视中具有条纹形状。
此时,对电极绝缘层22连续地覆盖相邻的两个电池单体100的对电极层120。具体而言,对电极绝缘层22从相邻的两个电池单体100中的一个电池单体的电极层110的一部分连续地覆盖到相邻的两个电池单体100中的另一个电池单体的电极层110的一部分。
这样,对电极绝缘层22在侧面12上覆盖电极层110的一部分和固体电解质层130。具体而言,在对侧面12进行平面视的情况下,对电极绝缘层22的轮廓与电极层110的电极活性物质层112重叠。由此,即使宽度(z轴方向的长度)由于对电极绝缘层22的制造偏差而变动,使对电极层120露出的可能性也变低。因此,能够抑制对电极层120和电极层110经由以覆盖对电极绝缘层22的方式形成的电极端子32而发生短路。另外,由粉体状的材料形成的电极活性物质层112的端面存在非常细微的凹凸。因此,通过对电极绝缘层22进入到该凹凸中,由此对电极绝缘层22的密接强度提高,绝缘可靠性提高。另外,对电极绝缘层22可以覆盖整个电极活性物质层112。即,对电极绝缘层22的轮廓也可以与电极活性物质层112和电极集电体111之间的边界重叠。
如图6的(b)所示,对电极绝缘层22在条纹形状的部分的y轴方向上的两端部处沿着z轴方向设置。即,对电极绝缘层22的形状在侧面12的平面视中是梯子形状。
电极绝缘层21和对电极绝缘层22分别使用具有电绝缘性的绝缘材料形成。例如,电极绝缘层21和对电极绝缘层22分别含有树脂。树脂例如为环氧类的树脂,但并不限定于此。另外,作为绝缘材料也可以使用无机材料。作为可使用的绝缘材料,基于柔软性、阻气性、耐冲击性、耐热性等各种特性来选定。电极绝缘层21和对电极绝缘层22使用彼此相同的材料形成。即,电极绝缘层21和对电极绝缘层22也可以一体地形成而不能区分。另外,电极绝缘层21和对电极绝缘层22也可以使用不同的材料形成。
[3.端子]
接着,说明对电极端子31及电极端子32。
对电极端子31是第一端子电极的一例,如图1所示,覆盖侧面11和电极绝缘层21,与对电极层120电连接。具体而言,对电极端子31覆盖电极绝缘层21和侧面11中的没有被电极绝缘层21覆盖的部分。
如图5的(b)所示,在侧面11中的没有被电极绝缘层21覆盖的部分,对电极集电体121的端面、和对电极活性物质层122的端面的一部分露出。因此,对电极端子31与对电极集电体121和对电极活性物质层122各自的端面接触,并与对电极层120电连接。通过使对电极端子31进入对电极活性物质层122的端面的凹凸中,对电极端子31的密接强度提高,电连接的可靠性提高。
对电极端子31与多个电池单体100各自的对电极层120电连接。即,对电极端子31承担将各电池单体100并联电连接的功能的一部分。如图1所示,对电极端子31在层叠方向上将侧面11的大致整体一并覆盖。此外,如图2所示,在平面视时,对电极端子31覆盖发电元件10的圆柱侧面的四分之一左右。另外,对电极端子31的大小只要不与电极端子32接触,就没有特别限定。在本实施方式中,对电极层120是正极,因此对电极端子31作为电池1的正极取出电极发挥功能。
电极端子32是第二端子电极的一例,如图1所示,覆盖侧面12及对电极绝缘层22,与电极层110电连接。具体而言,电极端子32覆盖对电极绝缘层22和侧面12中没有被对电极绝缘层22覆盖的部分。
如图6的(b)所示,在侧面12中没有被对电极绝缘层22覆盖的部分,电极集电体111的端面和电极活性物质层112的端面的一部分露出。因此,电极端子32与电极集电体111和电极活性物质层112各自的端面接触,与电极层110电连接。通过使电极端子32进入电极活性物质层112的端面的凹凸中,电极端子32的密接强度提高,电连接的可靠性提高。
电极端子32与多个电池单体100各自的电极层110电连接。即,电极端子32承担将各电池单体100并联电连接的功能的一部分。如图1所示,电极端子32在层叠方向上将侧面12的大致整体一并覆盖。此外,如图2所示,在平面视时,电极端子32覆盖发电元件10的圆柱侧面的四分之一左右。另外,电极端子32的大小只要不与对电极端子31接触,就没有特别限定。在本实施方式中,由于电极层110是负极,因此电极端子32作为电池1的负极取出电极发挥功能。
对电极端子31和电极端子32使用具有导电性的树脂材料等形成。或者,对电极端子31及电极端子32也可以使用焊锡等金属材料形成。作为能够使用的导电性材料,根据柔软性、阻气性、耐冲击性、耐热性、焊锡润湿性等各种特性来选定。对电极端子31和电极端子32使用彼此相同的材料形成,但也可以使用不同的材料形成。
如上所述,对电极端子31和电极端子32不仅分别作为电池1的正极取出电极或负极取出电极发挥功能,还承担多个电池单体100的并联连接的功能。如图1所示,对电极端子31和电极端子32分别以将发电元件10的侧面11和12密接并覆盖的方式形成,因此能够减小它们的体积。即,与以往使用的集电用的极耳电极相比,端子电极的体积变小,因此能够提高电池1的每体积的能量密度。
[4.外侧集电体]
接着,对外侧对电极集电体41和外侧电极集电体42进行说明。
外侧对电极集电体41配置在发电元件10的主面15上。如图1所示,外侧对电极集电体41具有配置在主面15的上方的平板部41a和从主面15向外方延伸设置的延伸设置部41b。另外,“外方”是指在平面视时从发电元件10的中心远离的方向。
平板部41a是在平面视主面15时与主面15重叠的部分。延伸设置部41b是第一延伸设置部的一例,是在平面视时不与主面15重叠的部分。延伸设置部41b与平板部41a一体地构成。
延伸设置部41b相对于平板部41a弯曲,与对电极端子31接触。由此,对电极端子31与外侧对电极集电体41电连接。即,外侧对电极集电体41经由对电极端子31与多个电池单体100的各个对电极层120电连接。
在本实施方式中,发电元件10的主面15是电极集电体111的主面。因此,在外侧对电极集电体41的平板部41a与主面15之间设置有绝缘层50。由此,能够抑制外侧对电极集电体41与电极层110发生短路。
如图2所示,平板部41a的平面视形状为圆形,覆盖发电元件10的大致整体。延伸设置部41b是从平板部41a的外周的一部分突出的舌片状的部分,向对电极端子31侧弯曲而与对电极端子31接触。
外侧电极集电体42具有与外侧对电极集电体41同样的结构。具体地,外侧电极集电体42配置在发电元件10的主面16上。如图1所示,外侧电极集电体42具有配置在主面16的下方的平板部42a、和从主面16向外方延伸设置的延伸设置部42b。
平板部42a是在主面16的平面视中与主面16重叠的部分。延伸设置部42b是第二延伸设置部的一例,是在平面视时不与主面16重叠的部分。延伸设置部42b与平板部42a一体地构成。
延伸设置部42b相对于平板部42a弯曲,并且与电极端子32接触。由此,电极端子32与外侧电极集电体42电连接。即,外侧电极集电体42经由电极端子32与多个电池单体100各自的电极层110电连接。
在本实施方式中,发电元件10的主面16是电极集电体111的主面。因此,外侧电极集电体42的平板部42a与主面16直接接触。由此,由于接触面积变大,因此连接电阻变小,能够提高电池1的大电流特性。
平板部42a的平面视形状为圆形,覆盖发电元件10的大致整体。延伸设置部42b是从平板部42a的外周的一部分突出的舌片状的部分,向电极端子32侧弯曲而与电极端子32接触。如图2所示,延伸设置部42b配置成使得发电元件10的中心在平面视中位于连结延伸设置部41b和延伸设置部42b的线上。能够使延伸设置部41b与延伸设置部42b的距离拉开,能够抑制发生短路。
外侧对电极集电体41及外侧电极集电体42分别是板状或箔状的金属构件。作为金属构件所包含的金属,例如为Al、Fe、SUS、Ni、Cu等。外侧对电极集电体41和外侧电极集电体42可以使用相同的材料形成,也可以使用不同的材料形成。
[5.绝缘层]
接着,对绝缘层50进行说明。
绝缘层50位于外侧对电极集电体41和发电元件10的主面15之间。绝缘层50是为了确保外侧对电极集电体41与形成发电元件10的主面15的电极集电体111之间的电绝缘而设置的。例如,绝缘层50覆盖主面15的整体。
绝缘层50是例如树脂膜等公知的绝缘构件。例如,绝缘层50是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜、以及聚酰亚胺膜等。绝缘层50也可以包含金属氧化物。此外,可以在绝缘层50的表面上设置用于提高对发电元件10或外侧对电极集电体41的密接性的粘合层。粘合层例如使用丙烯酸树脂等形成。
[6.应用例]
接着,对本实施方式的电池1的应用例进行说明。电池1例如应用于硬币型电池或层压型电池。
[6-1.硬币型电池]
图7是具备本实施方式的电池1的硬币型电池201的剖视图。硬币型电池201也被称为纽扣电池。如图7所示,硬币型电池201具备电池1、封口板211、外装罐212以及密封垫220。
电池1收容在外装罐212的内部,由封口板211盖住。封口板211和外装罐212分别使用金属等导电性材料形成。封口板211与电池1的外侧对电极集电体41接触。外装罐212与电池1的外侧电极集电体42接触。即,封口板211和外装罐212分别作为电池1的正极和负极发挥功能。密封垫220是使外装罐212与封口板211的电接触绝缘,并将电池1封入外装罐212内的构件。
这样,根据本实施方式,实现具备包含多个电池单体100的电池1的硬币型电池201。在抑制硬币型电池201的短路风险的同时,实现高容量化及长期可靠性。
[6-2.层压型电池]
图8是具备本实施方式的电池1的层压型电池301的剖视图。如图8所示,层压型电池301具备电池1、对电极外部端子311、电极外部端子312以及外装体320。
对电极外部端子311和电极外部端子312连接到电池1。电池1被外装体320密封。
对电极外部端子311和电极外部端子312分别是电池1的正极和负极的向外部取出的取出电极。对电极外部端子311和电极外部端子312各自的一部分被引出至外装体320的外部。
对电极外部端子311与外侧对电极集电体41接触。由此,对电极外部端子311经由外侧对电极集电体41和对电极端子31与发电元件10的多个电池单体100的对电极层120电连接。
电极外部端子312与外侧电极集电体42接触。由此,电极外部端子312经由外侧电极集电体42和电极端子32与发电元件10的多个电池单体100的电极层110电连接。
对电极外部端子311和电极外部端子312分别是板状或箔状的金属构件。作为金属构件所包含的金属,例如为Al、Fe、SUS、Ni、Cu等。对电极外部端子311和电极外部端子312可以使用相同的材料形成,也可以使用不同的材料形成。
封装体320包括2片层压膜321及322。2片层压膜321和322在其间夹着电池1而密封。2片层压膜321及322分别能够使用公知的层压膜材料。另外,外装体320也可以通过将1片层压膜弯折而形成。
这样,根据本实施方式,实现了具备包括多个电池单体100的电池1的层压型电池301。在抑制层压型电池301的短路风险的同时,实现高容量化及长期可靠性。
另外,外装体320也可以是金属罐或使用树脂材料形成的箱体。在该情况下,对电极外部端子311和电极外部端子312也可以分别是棒状的金属材料。
另外,在层压型电池301中,发电元件10的平面视形状也可以不是圆形。例如,发电元件10的平面视形状可以是矩形、正方形、六边形或八边形等,也可以是椭圆形。
[7.变形例]
接着,对实施方式的变形例进行说明。
在实施方式中,示出了多个电池单体100全部并联电连接的例子。与此相对,在本变形例中,多个电池单体100的一部分串联地电连接。
[7-1.变形例1]
首先,对变形例1的电池进行说明。
图9是表示变形例1的电池401的截面结构的剖视图。图9所示的电池401具备发电元件410,该发电元件410包括具有3串联2并联的连接关系的六个电池单体100。在此,“A串联B并联”是指将B个由串联连接的A个电池单体构成的层叠体并联连接。即,在“3串联2并联”的发电元件410中,每三个电池单体100串联地电连接而构成两个串联层叠体411和412。两个串联层叠体411和412分别相互并联连接。另外,图1所示的发电元件10能够看作“1串联6并联”的发电元件。
串联层叠体411所包含的三个电池单体100中,构成各个电池单体的各层的排列顺序彼此相同。即,在串联层叠体411所包含的三个电池单体100的任一个中,均以朝向上方(z轴的正方向)按对电极集电体121、对电极活性物质层122、固体电解质层130、电极活性物质层112以及电极集电体111的顺序排列各层。相邻的两个电池单体100的电极集电体111与对电极集电体121直接接触。
串联层叠体412所包含的三个电池单体100中,构成各个电池单体的各层的排列顺序彼此相同。该排列顺序是与串联层叠体411所包含的电池单体100内的层的排列顺序相反的顺序。即,在串联层叠体412所包含的三个电池单体100的任一个中,均以朝向上方(z轴的正方向)按电极集电体111、电极活性物质层112、固体电解质层130、对电极活性物质层122以及对电极集电体121的顺序排列各层。相邻的两个电池单体100的电极集电体111与对电极集电体121直接接触。另外,在串联层叠体411和412中,相互接触的电极集电体111和对电极集电体121也可以是1片集电体。
串联层叠体411的最下层的对电极集电体121与串联层叠体412的最上层的对电极集电体121相互共用。由此,两个串联层叠体411和412的对电极彼此电连接。
在本变形例中,电池401包括电极绝缘层421、对电极绝缘层422、对电极端子431和电极端子432。
电极绝缘层421在侧面11上覆盖电极层110。具体地,电极绝缘层421覆盖由两个串联层叠体411和412共享的中央的对电极集电体121以及位于该中央的对电极集电体121的两面上的对电极活性物质层122的除了一部分以外的其他部分。具体地,电极绝缘层421从串联层叠体411的最上层连续地覆盖到中央的对电极集电体121的上表面侧的对电极活性物质层122的一部分。此外,电极绝缘层421从串联层叠体412的最下层连续地覆盖到中央的对电极集电体121的下表面侧的对电极活性物质层122的一部分。
在本变形例中,对电极端子431覆盖电极绝缘层421和侧面11中的未被电极绝缘层421覆盖的部分。具体地,对电极端子431与中央的对电极集电体121接触,并与其电连接。由此,能够在抑制对电极端子431和电极层110短路的同时,确保与对电极集电体121的电连接。
对电极绝缘层422在侧面12上覆盖对电极层120。具体而言,对电极绝缘层422覆盖位于串联层叠体411最上层的电极层110的至少一部分、以及位于串联层叠体412最下层的电极层110的除了至少一部分以外的其他部分。具体而言,对电极绝缘层422从位于串联层叠体411的最上层的电极层110的电极活性物质层112的一部分连续地覆盖到位于串联层叠体412的最下层的电极层110的电极活性物质层112的一部分。对电极绝缘层422不覆盖最上层和最下层的各电极集电体111。
在本变形例中,电极端子432覆盖对电极绝缘层422和侧面12中的未被对电极绝缘层422覆盖的部分。具体地说,电极端子432与最上层和最下层的各个电极集电体111接触并电连接。由此,能够在抑制电极端子432和对电极层120短路的同时,确保与电极集电体111的电连接。
如上所述,在包括串联连接的电池单体100的电池401中,也能够进行利用了发电元件410的侧面的电极取出以及电连接。与实施方式的电池1同样,能够提高绝缘层的密接强度,能够提高电池401的可靠性。
[7-2.变形例2]
首先,对变形例2的电池进行说明。
图10是表示变形例2的电池501的截面结构的剖视图。图10所示的电池501包括发电元件510,该发电元件510包括具有2并联3串联的连接关系的六个电池单体100。在此,“A并联B串联”是指将B个由并联连接的A个电池单体构成的层叠体串联连接。即,在“2并联3串联”的发电元件510中,每两个电池单体100并联地电连接而构成三个并联层叠体511、512以及513。三个并联层叠体511、512以及513分别彼此串联连接。
并联层叠体511所包含的两个电池单体100中,构成各个电池单体的各层的排列顺序是互为相反的顺序。两个电池单体100在层叠方向上的中央共享对电极集电体121。并联层叠体512和513也具有与并联层叠体511相同的结构。
在本变形例中,电池501包括电极绝缘层521、对电极绝缘层522、对电极端子531a和531b、电极端子532a和532b以及绝缘层551和552。
电极绝缘层521在侧面11上覆盖电极层110。与实施方式的电极绝缘层21同样地,电极绝缘层521在侧面11上覆盖多个电极层110的全部以及多个固体电解质层130的全部。电极绝缘层521使多个对电极层120各自的对电极集电体121和对电极活性物质层122的一部分露出。另外,电极绝缘层521在侧面11上也覆盖绝缘层551和552的一部分,但是不限定于此。
对电极绝缘层522在侧面12上覆盖对电极层120。与实施方式的对电极绝缘层522同样地,对电极绝缘层522覆盖多个对电极层120的全部以及多个固体电解质层130的全部。对电极绝缘层522使多个电极层110各自的电极集电体111和电极活性物质层112的一部分露出。另外,对电极绝缘层522在侧面12上也覆盖绝缘层551和552的一部分,但不限定于此。
对电极端子531a和531b分别覆盖电极绝缘层521和侧面11中的未被电极绝缘层521覆盖的部分。具体而言,对电极端子531a与并联层叠体511的对电极集电体121接触并电连接。对电极端子531b与并联层叠体512及513各自的对电极集电体121接触并电连接。对电极端子531a和对电极端子531b彼此不接触,而是电绝缘。外侧对电极集电体41与对电极端子531a连接,而不与对电极端子531b连接。由此,能够在抑制对电极端子531a和531b与电极层110短路的同时,进行各并联层叠体的串联连接。
电极端子532a和532b分别覆盖对电极绝缘层522和侧面12中的未被对电极绝缘层522覆盖的部分。具体而言,电极端子532a与并联层叠体511和512各自的电极集电体111接触并电连接。电极端子532b与并联层叠体513的电极集电体111接触并电连接。电极端子532a和电极端子532b彼此不接触,而是电绝缘。外侧电极集电体42与电极端子532b连接,不与电极端子532a连接。由此,能够在抑制电极端子532a和532b与对电极层120短路的同时,进行各并联层叠体的串联连接。
绝缘层551和552分别配置在相邻的两个并列层叠体之间。绝缘层551和552设置成使得并联层叠体彼此不接触,使得并联层叠体之间的电连接经由电极端子和对电极端子来进行。绝缘层551和552例如使用与绝缘层50相同的材料形成。或者,也可以使用丙烯酸树脂等的粘合性的树脂材料来形成。
如上所述,在包括串联连接的电池单体100的电池501中,也能够进行利用了发电元件510的侧面的电极取出以及电连接。与实施方式的电池1同样地,能够提高绝缘层的密接强度,能够提高电池501的可靠性。
[8.制造方法]
接着,使用图11A至图11H对实施方式和变形例的电池的制造方法进行说明。图11A~图11H分别是表示实施方式或变形例的电池的制造方法的一个工序的剖视图。
首先,准备将对电极材料与溶剂一起混入的糊状的涂料。将该涂料涂敷在对电极集电体121的两面。对电极材料是构成对电极活性物质层122的材料。由此,如图11A所示,形成了共享对电极集电体121的两个对电极层120。另外,在共享电极集电体111的结构的情况下,能够使用电极集电体111及电极材料通过同样的方法形成。在此,电极材料是构成电极活性物质层112的材料。
接着,以覆盖所涂敷的涂料的方式将固体电解质材料涂敷在对电极活性物质层122的主面上,并干燥。固体电解质材料是构成固体电解质层130的材料。由此,如图11B所示,形成固体电解质层130。
接着,准备将电极材料与溶剂一起混入的糊状的涂料。将该涂料涂敷在固体电解质层130的主面上。由此,如图11C所示,形成电极活性物质层112。此外,对电极材料、电极材料和固体电解质材料可以分别用不含溶剂的材料来准备。
用于形成电极活性物质层112、对电极活性物质层122以及固体电解质层130的涂敷方法例如可以使用丝网印刷法、模涂法、喷涂法、凹版印刷法等,但不限定于此。
接着,将电极集电体111以粘贴的方式层叠在一个电极活性物质层112上。由此,如图11D所示,得到层叠单元610。
接着,以使得电极活性物质层112和电极集电体111相接的方式层叠三个层叠单元610。进而,以使电极集电体111相接在电极活性物质层112上的方式层叠。由此,如图11E所示,得到中间层叠体620。
接着,将中间层叠体620的端部进行切断处理,以成为期望的电池尺寸。由此,如图11F所示,得到作为多个电池单体100的层叠体的发电元件10。通过进行端部切断处理,电极活性物质层112、对电极活性物质层122、固体电解质层130、电极集电体111以及对电极集电体121在平面视中能够具有相同的面积而没有突出部。由此,能够抑制短路的风险,提高可靠性,并且使电池容量最大化。端部切断处理例如通过刀具、激光或喷射等来进行。
接着,如图11G所示,在发电元件10的侧面11和12上形成电极绝缘层21和对电极绝缘层22。绝缘层例如通过涂敷绝缘材料并使其固化而形成。具体而言,形成方法可列举丝网印刷法、凹版印刷法、喷涂法、分配器法等,但并不限定于这些方法。
此时,重要的是电极绝缘层21的涂布端部位于对电极活性物质层122的端面。由粉体状的材料形成的对电极活性物质层122的端面存在非常细微的凹凸。因此,电极绝缘层21的密接强度提高,绝缘可靠性提高。
同样,重要的是对电极绝缘层22的涂布端部位于电极活性物质层112的端面。由粉体状的材料形成的电极活性物质层112的端面存在非常细微的凹凸。因此,对电极绝缘层22的密接强度提高,绝缘可靠性提高。
接着,如图11H所示,在发电元件10的侧面上形成对电极端子31和电极端子32,以分别覆盖电极绝缘层21或对电极绝缘层22。端子例如通过涂敷导电材料并使其固化而形成。具体而言,形成方法可列举丝网印刷法、凹版印刷法、喷涂法、分配器法等,但并不限定于这些方法。
此时,重要的是电极端子32的与发电元件10接触的接触面的涂布端部位于电极活性物质层112的端面。由粉体状的材料形成的电极活性物质层112的端面存在非常细微的凹凸。因此,电极端子32的密接强度提高,特性的长期可靠性提高。
同样,重要的是对电极端子31的与发电元件10接触的接触面的涂布端部位于对电极活性物质层122的端面。由粉体状的材料形成的对电极活性物质层122的端面存在非常细微的凹凸。因此,对电极端子31的密接强度提高,特性的长期可靠性提高。
接着,通过层叠绝缘层50、外侧对电极集电体41以及外侧电极集电体42,得到图1所示的电池1。
通过以上的制造方法,例如能够制造所述的电池1。
另外,制造方法不限定于上述的例子。也可以仅在集电体的单面进行涂敷。另外,通过适当调整电池单体100的层叠顺序,能够制造图9或图10所示的电池401或501。
(其他实施方式)
以上,基于实施方式对一个或多个方式所述的电池进行了说明,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,对本实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、以及将不同的实施方式中的构成要素组合而构建的方式也包含在本公开的范围内。
例如,发电元件10所包含的电池单体100的个数没有特别限定。另外,如果至少两个电池单体100并联连接,则电池单体100的连接关系中的串联数以及并联数就没有特别限定。
另外,在上述实施方式中,对相邻的两个电极单体共享集电体的例子进行了说明,但也可以不共享集电体。具体而言,也可以将多个图3A所示的电池单体100A相邻层叠。在这种情况下,同极性的2片集电体被重叠。此时,2片集电体可以直接接触而重合,也可以经由导电性物质或经由粘接材料而重合。
另外,例如,在电极端子及对电极端子各自的最表面上也可以通过镀敷、印刷、钎焊等方法形成外部电极。通过电池具备外部电极,能够进一步提高电池的安装性。
此外,在上述实施方式中,示出了各电池具备对电极端子31和电极端子32这两者的例子,但也可以仅具备一方。即,电池的正极和负极中的一个电极的取出可以通过极耳电极进行。
另外,例如,延伸设置部41b和42b在平面视时设置在以圆形的主面15的中心为基准180度相反侧的位置,但不限定于此。延伸设置部41b和42b与主面15的中心所成的角度也可以为90度或小于90度。另外,延伸设置部41b和42b的至少一方也可以设置多个。
另外,上述各实施方式能够在请求保护的范围或其等同的范围内进行各种变更、置换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本公开能够作为例如电子设备、电器装置以及电动车辆等的电池来利用。
附图标记说明
1、401、501电池
10、410、510发电元件
11、12侧面
15、16主面
21、421、521电极绝缘层
22、422、522对电极绝缘层
31、431、531a、531b对电极端子
32、432、532a、532b电极端子
41外侧对电极集电体
41a、42a平板部
41b、42b延伸设置部
42外侧电极集电体
50、551、552绝缘层
100、100A、100B、100C电池单体
110、110C电极层
111电极集电体
112电极活性物质层
120、120B对电极层
121对电极集电体
122对电极活性物质层
130固体电解质层
201硬币型电池
211封口板
212外装罐
220密封垫
301层压型电池
311对电极外部端子
312电极外部端子
320外装体
321、322层压膜
411、412串联层叠体
511、512、513并联层叠体
610层叠单元
620中间层叠体

Claims (16)

1.一种电池,其中,具备:
发电元件,具有多个电池单体,所述多个电池单体分别包括电极层、对电极层以及位于所述电极层与所述对电极层之间的固体电解质层,所述多个电池单体层叠;
第一绝缘构件,在所述发电元件的第一侧面上,覆盖所述电极层;以及
第一端子电极,覆盖所述第一侧面及所述第一绝缘构件,并与所述对电极层电连接,
所述多个电池单体的至少一部分并联连接,
所述第一绝缘构件在所述第一侧面上,沿着所述发电元件的层叠方向从所述电极层覆盖到所述对电极层的一部分。
2.根据权利要求1所述的电池,其中,
所述对电极层具有:
对电极集电体;以及
对电极活性物质层,位于所述对电极集电体与所述固体电解质层之间,
所述第一绝缘构件从所述电极层覆盖到所述对电极活性物质层的至少一部分,不覆盖所述对电极集电体。
3.根据权利要求2所述的电池,其中,
所述对电极集电体的厚度为20μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其中,
还具备配置在所述发电元件的第一主面上的外侧对电极集电体,
所述外侧对电极集电体具有从所述第一主面向外方延伸设置的第一延伸设置部,
所述第一延伸设置部与所述第一端子电极连接。
5.根据权利要求4所述的电池,其中,
还具备位于所述外侧对电极集电体与所述第一主面之间的绝缘层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池,其中,
在平面视中,所述电极层、所述对电极层以及所述固体电解质层各自的轮廓一致。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池,其中,还具备:
第二绝缘构件,在所述发电元件的第二侧面上,覆盖所述对电极层;以及
第二端子电极,覆盖所述第二侧面以及所述第二绝缘构件,并与所述电极层电连接,
所述第二绝缘构件在所述第二侧面上,沿着所述发电元件的层叠方向从所述对电极层覆盖到所述电极层的一部分。
8.根据权利要求7所述的电池,其中,
所述电极层具有:
电极集电体;以及
电极活性物质层,位于所述电极集电体与所述固体电解质层之间,
所述第二绝缘构件从所述对电极层覆盖到所述电极活性物质层的至少一部分,不覆盖所述电极集电体。
9.根据权利要求8所述的电池,其中,
所述电极集电体的厚度为20μm以下。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电池,其中,
还具备配置在所述发电元件的第二主面上的外侧电极集电体,
所述外侧电极集电体具有从所述第二主面向外方延伸设置的第二延伸设置部,
所述第二延伸设置部连接于所述第二端子电极。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电池,其中,
所述发电元件的形状为圆柱形状,
所述第一侧面和所述第二侧面分别是圆柱侧面的互不相同的部分。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电池,其中,
所述多个电池单体全部并联连接。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的电池,其中,
所述多个电池单体的一部分串联连接。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其中,
所述固体电解质层包含具有锂离子传导性的固体电解质。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电池,其中,
所述电池构成硬币型电池。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的电池,其中,
所述电池由层压膜密封。
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